半导体激光器光纤耦合设计

由于半导体激光器本身存在固有的缺陷：在平行于p-n结方向（慢轴方向）和垂直于p-n结方向（快轴方向）的发散角不同,这样就限制了其在许多领域的应用。在对半导体激光器光束进行深入的分析后,本文提出利用一种双曲面透镜来对半导体激光器所发出的光束进行多模光纤耦合仿真,结果可以得到87.652%的耦合效率。     

自动聚焦系统研究

为了准确地确定聚焦平面位置,对自动聚焦技术中聚焦区域选择、聚焦评价函数的确定和搜索策略等关键部分进行了研究.针对聚焦区域,以一阶矩值为聚焦窗口中心,由具体处理的图像分辨率与图像内容决定聚焦区域范围;针对简单图片序列与复杂图片序列,对各种聚焦评价函数进行了仿真与验证;提出了一种改进的爬山法,充分利用聚焦评价函数指标陡峭区宽度与局部极值因子,同时设置两个搜索斜率阈值,为自适应修正搜索步长奠定了较好的基础.结果表明:Laplace聚焦评价函数与SML聚焦评价函数各方面性能优于其他聚焦函数;本文提出的搜索方法可以准确地搜索到焦平面的位置,可为后续基于图像分析操作的工业化与自动化奠定良好的基础.     

空间电子束电聚焦系统的设计

根据国内外空间焊接技术的研究状况，提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法，利用计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果，研究结果表明，电子束电流散焦小，在偏转磁场中束截面较小，工件上的束斑半径最小可达0.65615mm，可满足空间焊接和切割的需要，并证实了空间电聚焦系统的计算和设计方法是正确的。     

磁聚焦电导率成像系统信号源与信号提取的实现

为了提高信号源的稳定度和实现扫频检测,以提取更可靠、更丰富的有用信号,信号源用直接数字频率合成器设计,输出频率为1～20 MHz的扫频正弦波信号,通过具有很好聚焦特性的平面螺旋线圈接成调幅电路输出。同时平面螺旋线圈采用差分线圈结构以检测和提取信号,其输出送往由集成乘法器MC1595组成的鉴相电路,使鉴相器输出相位变化随着输入信号的频差变化,利用低通滤波器滤除扫频载波从而提取线圈有目标以及目标变化时的频差信号。获得了足够的可靠数据,提高了系统的稳定度,提高了成像系统的空间分辨率。有利于系统软件进行电导率反演和成像。     

光纤光导系统的太阳跟踪方法与输出光谱特性研究

针对光纤光导系统对于太阳跟踪精度、稳定度方面的双重严格要求,设计了光敏阵列太阳定位传感器,并结合太阳轨道解算,实现了太阳光聚焦点的精确定位,并利用塑料光纤进行了聚焦太阳光传输,获得了系统输出光功率谱密度分布曲线与相关光学定量数据.其中,针对光纤光导系统的对焦过程,研制了高位置分辨率的光敏阵列传感器采感知聚焦光斑确切位置...     

一种激光扩束镜换位机构设计

为了获得不同的激光发散角,在激光发射光路中设计了一种调整激光扩束镜位置的机构。该机构以带有精密丝杠和高精度滑轨的直线移动台作为直线运动轨道,利用直线位移传感器作为位置控制元件,实现激光扩束镜位置变换和精确定位。在介绍激光发射系统工作原理的基础上,给出了换位机构的设计方案、定位精度检测方法及检测结果。结果表明,该机构的重复定位误差不大于1.2″,具有结构简单、成本低、定位精度高等特点,可以在工程实际中推广使用。     

部分相干空心光束在非均匀大气湍流中的传输

基于惠更斯-菲涅尔原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,推导部分相干空心光束(PCHGB)在非均匀大气湍流中传输的束宽和远场发散角的解析表达式,并对其在非均匀大气湍流中的传输特性进行定量分析和讨论。研究结果表明;PCHGB在非均匀大气湍流的传输过程中,其束宽受大气湍流的影响取决于光束的束腰、阶数、波长、相干度以及湍流内尺度和天顶角;非均匀大气湍流对PCHGB远场发散角的影响与光束的天顶角、湍流内尺度、相干度以及波长密切相关;在非均匀大气湍流的传输中,当天顶角为π/3时,PCHGB远场发散角的饱和传输距离为0.3 km。     

基于图像处理的自动聚焦系统的研究

介绍了基于图像处理的自动聚焦系统。该系统采用基于图像空域分析的聚焦方式,以及基于绿色分量的聚焦评价函数,通过对比分析得到了一系列聚焦评价函数的评价指标,选择Roberts梯度和算子作为系统的初次聚焦测度,以较大步距搜索至极点附近;选择Tenengrad函数进行小范围精调焦,利用五点数据进行曲线拟合得出正确聚焦位置。应用结果表明,该系统的自动聚焦准确性和速度有较大提高。     

聚焦偏转复合系统的相对渐近象差的合成

本文导出了聚焦偏转复合系统的相对论渐近几何象差及渐近色差的合成公式，其中象差系统中不含高于二阶的导数并且没有发散项。     

一种空间相机调焦机构的设计研究

随着现代光学捕获技术的不断发展,捕获目标的日趋复杂化,对空间相机的要求也越来越高,为了保证光学系统具有更强的适应性,获得最佳图像,设计了一种调焦机构.调焦机构由直线电机、直线导轨、光栅尺等组成,针对航空光学系统对调焦机构的要求,对该调焦机构的试验过程进行了设计,针对控制精度、晃动和高低温进行了试验,并分析了影响调焦机构精度的主要因素.试验证明该调焦机构可以满足使用要求.     

Structure analysis of optical fiber coupler with infrared spectrometry

To obtain excellent performance optical fiber couplers, the structural difference of SiO2 in couplers with different manufacturing techniques was investigated. With 740-FT-IR infrared spectrometric analyzer, the infrared absorption spectrum of SiO2 in couplers at different drawing velocities was measured, and two characteristic peaks in the wavenumber range of 650 - 2000 cm^-1 were observed. One characteristic peak is at about 943 cm^-1 , which is attributed to Si--O Si bond asymmetric stretching vibration, the other is at about 773 cm^-1 , which is attributed to Si--O--Si bond symmetric stretching vibration. From the infrared spectrum, it is found that the intensity and wavenumber of the characteristic peaks are related to the manufacturing technique of couplers. The characteristic peak atabout 943 cm^-1 becomes steeper when increasing the drawing velocity. At the drawing velocity of 150μm/s, the distance between the two characteristic peaks is maximum, and then the optical fiber coupler has excellent performance, indicating that the performance of the optical fiber coupler has a close relationship with the wavenumber of the two characteristic peaks.     

光纤通信在用电信息采集系统建设中的应用

文章介绍安庆供电公司已初步建成的以光纤通信为主的用户用电信息采集系统,该系统实现了对用户的用电信息实时采集、传输以及在线监测、远程控制、预付费等功能。     

精密光纤功率计的设计

介绍了一种光纤光功率计的电路原理及单片机数据处理程序流程图。电路设计中选用高灵敏度和高可靠性的光学元件－光接收激光二极管FU15PD，保证了接收光纤中传输光的可靠性；选用16位AD转换芯片CS5529，保证了测量精度；选用AT89C51高速单片机，保证了光功率数据采集和数值计算的速度。3种高性能元器件的选用，使光纤中传输光的功率值测量达到要求的精度成为可能。所介绍的设计方法，已经在实际中得到广泛应用。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

精密光纤功率计的设计

介绍了一种光纤光功率计的电路原理及单片机数据处理程序流程图.电路设计中选用高灵敏度和高可靠性的光学元件-光接收激光二极管 FU15PD,保证了接收光纤中传输光的可靠性;选用16位 AD 转换芯片 CS5529,保证了测量精度;选用 AT89C51高速单片机,保证了光功率数据采集和数值计算的速度.3种高性能元器件的选用,使光纤中传输光的功率值测量达到要求的精度成为可能.所介绍的设计方法.已经在实际中得到广泛应用.     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

分布式光纤在混凝土结构裂缝监测中的应用

分布式光纤在结构健康监测的应用中,定量分析裂缝是难点。裂缝对光纤产生拉伸、弯曲和折角的影响,需要深入研究各因素影响程度。测试光纤角度的频移影响,并对比研究了轴向拉伸造成的频移影响。提出一种基于BOTDA分布式光纤传感的计算公式并将该公式运用于裂缝成像软件中。试验结果表明：在裂缝产生后,光纤角度的变化对试验结果产生较大影响,且考虑角度因素后,裂缝成像更接近真实情况。使用分布式光纤监测混凝土裂缝时,需要考虑角度问题。