太阳光谱辐照度仪光机系统设计

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍了辐照度仪主光路的设计,主光路采用Féry棱镜进行色散与会聚,辐照度仪入射狭缝通过Féry棱镜成像到棱镜焦平面。通过旋转棱镜,在辐照度仪焦平面通过两个单元探测器获得380～2500 nm光谱辐照度。通过理论分析和实验验证,在380～2500 nm光谱范围内仪器的光谱分辨率小于40nm。采用标准灯对太阳光谱辐照度仪进行光谱响应范围验证,结果表明仪器的光谱范围满足测量需求。     

空空导弹多光谱红外成像制导技术研究

从空空导弹红外制导系统的需求出发,探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法．介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计,分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术。在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例,该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测,并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法,实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力,显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向。     

空空导弹多光谱红外成像制导技术研究

从空空导弹红外制导系统的需求出发, 探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法, 介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计, 分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术。在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例, 该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测, 并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法, 实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力, 显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向。     

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪活动部件

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪具备对地观测、太阳光光谱定标、卤素灯探测器自检三种工作模式, 所以需要三条相应的光学系统光路。为了使得光路得到充分利用,三条光学系统光路共用一部分光路,故设计太阳挡板活动部件、光路切换活动部件和漫射板定标活动部件用于切换三条光路。 三个活动部件进行了部件寿命试验,而且整机进行了热真空和热平衡试验,实验结果表明活动部件运行正常,活动部件满足寿命要求和环境适应要求。     

复合光路光学镀膜宽光谱膜厚监控系统

介绍一种复合光路宽光谱膜厚监控系统及其软硬件开发,对系统结构组成和工作原理进行说明。通过增加中间通光孔式的分光镜的复合光路,基于LabVIEW平台开发宽光谱膜厚监控软件,实现了基于宽光谱扫描法的宽光谱膜厚监控和基于极值法的光学膜厚监控的兼容并用,提高了光学镀膜膜厚监控的精确性和自动化,为传统光学镀膜设备的升级改造提出了一种可行性技术。     

光谱维编码中红外光谱成像系统的光学设计

基于双DMD提出了一种光谱维编码的中波红外光谱成像系统,利用空间维DMD完全补偿了光谱维编码DMD引起的像面倾斜。介绍了系统的组成和工作原理,设计了焦距为240 mm、F数为3的望远系统作为前置成像单元,采用双光路Offner光栅成像系统配合光谱维编码DMD同时实现了光线的色散、编码和合光等多个功能,设计了放大倍率为1的中继成像系统实现冷光阑匹配。通过整体优化设计实现了对双光路Offner光栅成像系统残余像差的补偿,设计结果表明,系统具有良好的空间成像和光谱性能,作用距离满足设计要求。     

红外内反射光谱的原理和应用

本文从波动理论的观点出发,分析了内反射光谱的形成及其基本理论。通过对几种纺织品内反射光谱的测试介绍了测试光路和测试方法,并简单介绍了内反射光谱的其它用途。     

一种体相位全息透射式光栅的光谱仪分光系统

针对平面和凹面反射式光栅型光谱仪分光光路(SLP),存在像差大、谱面平直度差和衍射效率不高等不足,设计了一套基于体相位全息透射式(VPHT)光栅的分光光路。在理论探讨的基础上通过数值仿真模拟了VPHT光栅的衍射效率情况;为了充分验证所设计光路的可行性,实验中通过光谱定标验证了光路的光谱分辨率优于2 nm,通过最小二乘线性拟合算法得到定标波长与对应探测像元的校准关系式,对635 nm波长采用多次测量取平均值,测试结果表明波长绝对误差为0.37 nm,整个定标波长点的均方根误差(RMSE)为0.3 nm;另外,使用了多项式拟合算法建立了200~800 nm光谱范围内的波长偏移量与对应衍射波长的关系式,能较好地解决分光光路中波长校正的问题。     

光纤耦合波长复用的全息光盘存储记录

详细描述了用光纤耦合、波长复用的全息光盘仔储光路．指出在全息光盘驱动器即将市场化的今天．由于其光路简单、光学元件较少、性价比高．很有可能成为新的全息光盘驱动器的核心技术之一。由于短波长单模光纤及其双波长光纤分束器件的要求比较高．而用多模光纤进行准单模输出调整．以及用分光棱镜进行光束的分光．同时用对双波长敏感的光致聚合物材料进行存储．其光谱灵敏度均匀．光谱范围互不重叠。实验结果表明．光路结构合理．存储效果良好。     

基于SOPC的光谱吸收法隧道能见度及CO浓度测量系统

本文根据朗伯-比（Lambert-Beer）定律,采用光谱吸收法测量隧道内能见度及CO浓度,介绍了参考光路和实测光路差值比较法测量的原理及基本结构。系统采用SOPC技术处理测量数据并进行网络传输。     

成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计

高分辨率成像光谱仪要求光学系统在宽视场和宽波段范围内具有高的空间分辨率和光谱分辨率。根据同轴三反光学系统初级像差理论计算初始结构,并分别将孔径光阑置于主镜、次镜和三镜焦点,通过光阑和视场离轴,设计了无中心遮拦的离轴反射式光学系统。其光谱范围为1.0~2.5 m,焦距f=1 600 mm,相对孔径为1/ 5,视场角为6.861.48,满足成像光谱仪宽视场、大相对孔径离轴三反消象散光学系统的设计指标。     

Characterization of the spatial distribution of irradiance and spectrum in concentrating photovoltaic systems and their effect on multi‐junction solar cells

The irradiance and spectral distribution cast on the cell by a concentrating photovoltaic system, typically made up of a primary Fresnel lens and a secondary stage optical element, is dependent on many factors, and these distributions in turn influence the electrical performance of the cell. In this paper, the effect of spatial and spectral non‐uniform irradiance distribution on multi‐junction solar cell performance was analyzed using an integrated approach. Irradiance and spectral distributions were obtained by means of ray‐tracing simulation and by direct imaging at a range of cell‐to‐lens distances. At the same positions, I–V curves were measured and compared in order to evaluate non‐uniformity effects on cell performance. The procedure was applied to three different optical systems comprised a Fresnel lens with a secondary optical element consisting of either a pyramid, a dome, or a bare cell. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

海洋水体光学性质测量技术研究进展

海洋水体光学性质测量是海洋光学理论发展的基础,水体光学性质测量技术的提高,也大大带动了其它海 洋光学技术及其应用的发展。回顾历史,光电技术和光谱技术是水体光学测量技术的主要推动力,海洋光 辐射传输理论的发展及水色遥感是水体光学测量技术的主要牵引力。论文重点对水体光学性质中基础量 的测量原理、方法及主要产品做了系统的介绍,其中包括光谱辐亮度和光谱辐照度的测量方法、水体光谱 吸收的测量方法以及光谱散射性的测量方法等。最后,给出了水体光学性质测量技术未来的发展方向, 为从事水体光学性质仪器开发、相关海洋光技术开发和用户等提供参考。     

大数据分析技术的光纤传感谱形复用技术研究

光纤传感谱形复用研究属于传感网络设计里的核心问题,针对当光纤传感谱形复用技术存在的误差大,耗时长等缺陷,结合光纤传感谱形复用的特点,设计了 一种基于大数据分析技术的光纤传感谱形复用技术.首先采用大数据分析技术得到法得到光纤传感重叠光谱数据,并对其进行一定的预处理,然后引入粒子群算法对光纤传感重叠光谱数据实施光纤传感谱形...     

Optical Techniques for Information Security

This paper presents an overview of the potential of free space optical technology in information security, encryption, and authentication. Optical waveform posses many degrees of freedom such as amplitude, phase, polarization, spectral content, and multiplexing which can be combined in different ways to make the information encoding more secure. This paper reviews optical techniques for encryption and security of two-dimensional and three-dimensional data. Interferometric methods are used to record and retrieve data by either optical or digital holography for security applications. Digital holograms are widely used in recording and processing three dimensional data, and are attractive for securing three dimensional data. Also, we review optical authentication techniques applied to ID tags with visible and near infrared imaging. A variety of images and signatures, including biometrics, random codes, and primary images can be combined in an optical ID tag for security and authentication.      

利用太阳辐射测量合肥地区气溶胶光学厚度

2005年11月至2006年1月,选择晴朗无云的天气,利用地物光谱仪和自行设计的基于积分球的光学接收装置,测量了合肥地区的太阳直射光谱。利用Langley方法对测量的数据进行处理,反演了从350nm到2500nm的大气气溶胶光学厚度,550nm处的光学厚度平均值是0．39156,光学厚度随波长增加而减小;对计算得出的光学厚度值作了Junge分布拟合,得到浑浊度系数k的平均值是0．18895,波长指数v的平均值是3．26504,结果表明合肥地区气溶胶中小粒子占主导地位。     

利用太阳辐射测量合肥地区气溶胶光学厚度

2005年11月至2006年1月,选择晴朗无云的天气,利用地物光谱仪和自行设计的基于积分球的光学接收装置,测量了合肥地区的太阳直射光谱。利用Langley方法对测量的数据进行处理,反演了从350 nm到2500 nm的大气气溶胶光学厚度, 550 nm处的光学厚度平均值是0．391 56,光学厚度随波长增加而减小;对计算得出的光学厚度值作了Junge分布拟合,得到浑浊度系数k的平均值是0．188 95,波长指数v的平均值是3．265 04,结果表明合肥地区气溶胶中小粒子占主导地位。     

DLP背投电视色轮滤色片的理论分析和设计

结合色度学的基本理论和DLP（digital light processing）投影电视光学引擎的工作原理,分析了色轮滤色片光谱透过率变化对系统显示三原色的影响,以夏新DL52HWT型投影电视光学引擎的色度学特性为目标,进行了色轮系统的设计。通过与原有系统的原色色度、白场平衡和颜色复现误差等相关色度学特性进行比较,设计结果达到,预期目标,能够满足彩色电视显示的需要。     

基于AOTF的光谱响应可编程成像光谱系统关键技术

基于声光可调谐滤波器(Acousto-Optical Tunable Filter,AOTF)的多频工作模式,提出了一种成像光谱系统光谱响应可编程的技术.阐述了该技术的原理方法,介绍了光谱可编程的测试结果,包括对滤光波长、光谱分辨率及滤波通带形状的软件控制.在此基础上,研制了一套光谱可编程成像光谱系统的原理样机并进行了初步的成像实验.通过实验结果证明了该技术的工程可行性和技术优势,为提高成像光谱系统的效率和灵活性提供了一种新的途径.     

非对称结构阵列波导光栅解复用器的传输效率

基于光波导模场分布的高斯函数近似表达式,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对其中心波长光谱响应度的函数表达式,分析了光谱响应度与器件基本参数的关系.基于实际通道信号光谱分布的高斯函数近似表达,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对实际输入信号的传输效率,分析了输入信号光谱宽度对器件通道实际传输效率的影响.