基于液晶薄膜的表面等离子体动态全息空间光调制的仿真模拟

表面等离子全息有望实现平板彩色全息显示,然而现有的研究还都限于静态全息。针对如何实现表面等离子体动态全息的问题,开展了表面等离子体与电光材料耦合向空间传播电磁场方面的研究,对实现平板化动态全息具有十分重要的意义。设计了一种基于液晶空间光调制器调制的表面等离子体动态全息结构模型,并对该结构进行了理论计算和仿真分析。该方法能有效消除透射零级光从而提高再现像像质,同时得到液晶空间光调制器的周期与耦合到空间传播光角度的关系。在此基础上,通过模拟仿真总结出液晶空间光调制器的液晶层厚度和液晶折射率差值对衍射效率影响。模拟结果表明,液晶层在200 nm厚,折射率差值为0.22时,衍射效率最高可达37%。     

一种基于相位调制器的40 GHz OFDM-ROF系统实验研究

实验研究了一种基于相位调制器(PM)并级联强度调制器(IM)实现40 GHz毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,采用20 GHz的射频(RF)信号驱动PM,调节驱动信号的强度,使输出的信号经光纤布拉格光栅(FBG)滤除中心载波后再送入IM。2.5 Gbit/s的OFDM信号直接调制在光毫米波上,经过50 km标准的单模光纤(SSMF)传输到基站。在基站,光调制信号经光电转换器(PD)转换成电调制信号,再与RF信号混频,恢复出基带OFDM信号。实验结果表明,在无色散补偿、误码率(BER)为10-3的条件下,下行链路中2.5 Gbit/s的OFDM信号经光纤传输50 km后,其功率代价小于1 dB,而且信号的星座图依然较好。     

液晶空间光调制器相位调制精度的校正

随着光信息处理技术的不断发展,液晶空间光调制器被广泛应用,由于液晶空间调制器中液晶背板的空间不均匀性,入射波前引入了像差项,校正此像差对于提高液晶空间光调制器的相位调制精度至关重要。提出了一种测量液晶空间光调制器相位调制特性的方法,即相位与灰度之间的关系。采用斐索干涉仪,由干涉仪直接给出不同灰度对应的相位值,再通过矩阵运算,从而得到液晶空间光调制器的相位调制曲线。利用反插值法对相位调制曲线完成了线性校正,并生成输入灰度和驱动灰度的查找表(LUT)。测量结果表明,经反插值法校正后,相位调制曲线的线性相关度可达0.998 7,校正误差为0.13,该方法简单,易于实现,且结果有效,测量精度高。     

基于光诱导二氧化钒薄膜相变的太赫兹波调制材料研究

太赫兹技术在许多领域有非常广泛的应用前景,但高灵敏度的太赫兹探测和调制器件的缺乏限制了其应用范围,尤其是具备超快响应特性的太赫兹波调制器件更为缺乏。文中通过仿真模拟对基于二氧化钒(VO2)薄膜和超材料相结合的光激发快速主动式太赫兹波调制材料进行研究,发现通过改变二氧化钒薄膜厚度可以优化调制深度,改变材料周期结构参数可以改变太赫兹调制频率。这些结果为快速主动式太赫兹波调制器件的设计提供了思路。     

GaAs/AlGaAs多量子阱空间光调制器入射角度特性研究

研究了GaAs/AlGaAs多量子阱(MQW)空间光调制器(SLM)在不同入射角度下的调制特性。对腔模位置与入射角度的关系进行了理论计算和实验验证,两者具有较好的一致性。当入射角在0°～75°之间变化时,腔模从871nm变化至845nm,可调节范围达26nm。当入射光从垂直入射变化为约45°入射时,SLM对比度从(CR)3.8提高到16.3,调制电压从9.5V下降至6.5V。理论分析和实验结果表明,入射角度调节能够有效提高GaAs/AlGaAs MQW SLM调制性能。     

基于铌酸锂光子线的马赫-曾德干涉仪调制器

设计一种基于铌酸锂(LiNbO3,LN)的马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪光电调制器。采用基于有限元法的电磁仿真软件对该器件进行优化和特性的仿真分析,得到了结构尺寸紧凑、输出调制光透射率随外加输入电压在较大范围呈线性变化,以及在工作波长变化较大的范围内具有较稳定透射率的设计结果。     

马赫—曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用

从电光调制器的物理原理入手,结合马赫-曾德尔干涉结构分析了电光调制器对输入信号光相位和幅值的影响。结合目前高速光纤通信常用的调制码型,分析仿真了全频率归零码、半频率归零码、抑止载波归零码和单边带调制四种调制格式。并对电光调制器中非线性的影响进行了论述。     

SiGe/Si异质结PIN顶注入电光调制器的数值分析

针对电光调制器的调制效率低造成调制器的驱动电压较高的问题。文中基于等离子色散效应理论,利用计算机辅助设计模拟方法,设计了一种SiGe/Si异质结PIN顶注入硅基电光调制器,分析了不同结构尺寸、掺杂浓度下折射率变化、吸收系数变化和衰减等影响。研究结果表明：该器件有效增大了折射率变化和吸收系数变化,增强了电光调制器的等离子体色散效应,提高了硅基调制器的调制效率。SiGe/Si异质结PIN顶注入电光调制器的20 dB衰减所需的驱动电压从1.24 V降到0.99 V,其调制效率约为硅基调制器的1.25倍,SiGe/Si异质结可以有效增强等离子体色散效应,提高电光调制器的调制效率,改善电光调制器的性能。     

基于微镜阵列器件的反射式空间光调制器

为了实现数字微镜器件（DMD）在空间和时间上的精密控制,提出了一种基于单片微镜阵列器件投影系统的反射式空间光调制器的改进方案.通过对单片DMD投影系统进行软、硬件改进,达到用计算机控制DMD投影系统,使投影系统输出数字视频信号间接控制DMD器件中微镜阵列的目的,系统将静态图像在时间上组合,实现了可由程序控制的动、静态兼容的DMD反射式空间光调制器.结果表明,调制器可以精确控制到单个DMD像素,调制频率最高可达60 Hz,改变频率和占空比均可实现分级控制.     

集成成像技术的像质评价分析

为了研究集成成像非共轭面的成像质量,根据光线追迹原理分析透镜阵列的成像过程,指出三维成像原理并给出不同离焦量下的轴截面成像分辨率;从波动光学角度分析包含离焦波像差的透镜阵列光学传递(OTF),得到集成成像系统的非共轭面调制传递函数(MTF)并指出与单透镜共轭面成像的联系.根据非共轭面分辨率给出符合视觉要求的显示深度计算方法.采用投影仪与菲涅尔透镜搭建显示面积为100×750 mm2的集成成像显示系统,实验结果表明,集成成像轴截面成像分辨率在离焦量增大的情况下迅速下降,非共轭面像质是制约集成成像显示效果的重要因素之一.     

Novel power plane with an electromagnetic bandgap structure for suppression of simultaneous switching noise

For ultra-wideband suppression of simultaneous switching noise between the power plane and the ground plane within the printed circuit board, a novel power plane with planar electromagnetic bandgap structures is proposed. When the suppression depth of the bandgap is -30dB, the width of the stop-band is 11.14GHz and the lower cut-off frequency is 0.28GHz. The simulated and measured results of the novel power plane with planar electromagnetic bandgap structures are in good ageement. The new EBG's stop-band is dramatically increased about 48.7％, with the lower cut-off frequency decreased to 0.46GHz compared with the L-bridged EBG structure with the same parameters. The signal integrity of the new EBG power plane can be improved by using differential transmission lines. This work is helpful for the EMC improvement of high speed digital circuits.     

平面周期物体的TALBOT效应

本文采用樯量菲涅尔积分理论，导出了平面周期物体的ＴＡＬＢＯＴ象振幅分布式。理论分析表明，平面周期物体的自成像条件是距离条件和角度限制条件共同作用的结果，两个条件互为制约。两个条件和平面周期物体的单胞结构无关，仅仅由平面周期物体的两方向周期ｄ１和ｄ２的大小以及两周期方向夹角决定，所用方法简单明了。最后给出了实验验证。     

一种SLIP模型的图像增强新算法简

Image enhancement technology plays an important role in human life, social production, etc. This paper presents a new algorithm for image enhancement based on the SLIP (Symmetric Logarithmic Image Processing) model. Firstly, we get the SLIP image enhancement algorithm about image gray values based on the analysis of the existing logarithmic image enhancement algorithm. Then the SLIP image enhancement algorithm is simplified to the simple mathematical operation using the vector operation of the SLIP model. The proposed algorithm can enhance the image not only with the mode of the transmitted light image but also with the mode of the reflected light image. By means of subjective evaluation and EMEE objective evaluation, experimental results show that the proposed algorithm can enhance the image detail and improve the overall image contrast. Meanwhile, the algorithm overcomes the disadvantage that LIP image enhancement algorithm cannot enhance the images with the mode of the reflected light image.     

New ISAR imaging interval selection method for ship targets on the sea

Ship targets on the sea swing because of the sea wave, which leads to instability of the rotation speed and variation of the image project plane. As a result, imaging interval selection should be taken into consideration in order to obtain a high quality ISAR image. In this paper, firstly, the relationship between effective rotating speed and image project plane is analyzed in detail, by which the conclusion that the image project plane is stable and the resolution of the ISAR image is best when the valid speed of rotation of a ship target is highest is drawn. Then a new method to select favorable imaging interval based on the rotation speed of ship targets is proposed. In comparison with existing methods, the proposed one can select a better period for ISAR imaging, which leads to an imaging result with higher quality. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation and real data processing result.     

基于快速多极间接边界元法的地震超材料隔震效应研究

本文将快速多极间接边界元法 (FMIBEM) 应用至地震超材料对地震波的散射模拟,并提出一种周期性隔震材料——岩土复合地震超材料 (RSCSM)。在精度验证基础上,对RSCSM的带隙结构及不同单晶胞结构下的隔震效果与带隙范围进行详细的数值分析。结果表明：采用FMIBEM能够有效地处理大型地震超材料对地震波的宽频散射问题；RSCSM能够隔离地震波超低频段隙,方形晶胞结构产生的带隙宽度(0.5-17 Hz与54-72 Hz)涵盖了地震波产生危害的主要频段(0.5-2 Hz),隔震效果可达35%以上；改变RSCSM的单晶胞结构会对地震超材料带隙结构产生重要影响。本文研究为二维地震超材料对地震波散射的模拟提供一种高效方法,研究结论可为地基隔震设计提供部分科学依据。     

工业射线底片图像数字化系统的设计

工业射线底片由于其黑度大,图像信息量大而使其数字化成为一个难题.采用机器视觉的方法,设计了一套工业射线底片的图像的数字化系统,由光源、成像系统和计算机软硬件系统构成.采用平面亮度强光灯透照底片解决黑度大问题,用亮度无级可调灯解决不同黑度底片的数字化,用暗箱屏蔽环境光以提高图像质量,针对面阵CCD精度的不足,提出用双CCD的方法成像,同时提出了图像拼接的方法并实现拼接.实验结果表明,拍摄的图像质量较好,分辨率达到5.3 lp/mm,不同CCD拍摄的图像可实现无缝拼接.     

姑婆山花岗岩体断裂构造样式方向特征多尺度定量遥感研究

姑婆山花岗岩体的断裂构造系统具有多层环形构造与密集的放射状断裂构造穿插组合,放射状断裂构造的长度密度分布依方位角区间而异的复杂构造样式。为定量研究这种构造样式的方向特征,以3种空间分辨率尺度的卫星遥感影像——资源-2号、Aster和ETM＋数据为信息源,对岩体遥感线性特征开展了依SN、NE、NW、EW方向的分解提取,在4个方位角区间内共解译线性构造2 513条,总长度为1 997.76 km。在此基础上,开展了线性构造方向密度分割、方向趋势分析和3D数字模拟定量遥感分析,并以线性构造等密度第10次趋势面类比模拟岩体断裂构造应力场分布,分析了张应力致断作用过程,探讨了不同走向断裂构造密度分布与致断张应力场作用方向的关系。研究表明,姑婆山花岗岩体断裂构造高密度区围绕花岗岩体呈不均匀环形分布,以岩体SE部位的密度强度和范围最大,方向密度分布的优势排序为：NE走向（最优势）→NW走向（优势）→EW走向（一般优势）→SN走向（无优势）。岩体内部致断应力场方向与断裂构造走向呈正交关系,分别具有EW、NW、NE、SN方向的趋势矢量方向。这些特征为判定姑婆山花岗岩体成岩受力环境提供了证据。     

无人机测图的像控点布设优化及精度提升措施

为探讨区域网法像控点在平原地区的优化布设方案,利用高精度定位定向系统(PositionandOrientationSystem,POS)数据辅助设计4种对比方案.研究表明:各布设方案空三加密的平面精度相近,高程精度差异明显,POS数据可显著提升高程精度;本文所提基线间隔为10、航带间隔为4的区域网法像控点优化布设方案精...     

结构矩及其快速算法

针对任意结构的识别问题,扩展了Chen的定义,提出了对结构满足平移、缩放和旋转不变的一组结构矩公式.针对该组结构矩的离散化计算需要进行烦琐的链码搜索过程的缺点,提出了计算该组结构矩的一种快速算法,简化了搜索过程并降低了计算误差,该方法通过对测试图的实验得到了验证.     

基于视频的结构光光条中心提取方法

针对结构光测量系统,提出基于视频的结构光光条中心提取方法．首先,为了分析图像随时间变化的关系,将视频图像的每一帧的同一列像素提取出来,按照时间顺序排列成一幅图像．然后,把图像逆时针旋转臼角度（口角是激光平面和CCD传感器平面法线的夹角）,提取光条中心图像坐标．最后,把求得的光条中心图像坐标顺时针旋转口角,根据这个光奈中心坐标反求物体的三维轮廓．该方法利用视频图像各帧之间的相关性,有效地克服了颜色突变对光条提取的影响．实验表明,该方法能够有效降低光条中心提取的误差．