基于相干光探测的声光测频接收机

提出了一种采用声光信号处理的相干光探测方法,分析了声光测频原理,研究了采用相干光探测实现电磁频谱信号的前端截获,给出了提高系统瞬时测频精度和分辨率的基本措施.通过声光互作用建立衍射光栅,抑制不确定噪声和干扰信号对信号检测和频率测量带来的影响.实验证明,基于声光效应的相干光探测系统对带内随机噪声具有一定的选择和滤波作用,...     

光斑均匀化在声光偏转相干探测系统的应用研究

针对声光偏转效应相干探测系统信号光斑随射频信号变化的偏移特性,利用光斑重叠物理模型,研究光斑结构与混频效率的关系,分析光轴偏移、探测器有效光敏面半径以及本振光能量匹配等因素对相干光探测效率的影响。计算机仿真和实验测试验证表明,以能量分布均匀光斑作为本振光斑,有利于在一定范围内漂移的信号光与参考光重叠相干混频效率改善,当信号光偏移量±0.5 mm内,重叠效率下降不到5%,通过光斑结构及能量分布的研究,为后续实际应用提供参考依据。     

声光偏转系统光束准直及探测效率研究

针对声光偏转效应相干探测信号光斑随射频信号变化的偏移特性,利用光斑重叠物理模型,研究了光斑结构与探测效率的关系,分析了光束准直、探测器有效光敏面半径以及本振光能量匹配等因素对相干光探测效率的影响。计算机仿真和实验测试验证表明,以能量分布均匀的光斑作为本振光斑,对信号光斑在一定范围内漂移的光斑重叠相干探测效率改善十分有利,空间失配角在±0.5 rad内,重叠效率下降不到5%;采用光斑压缩准直处理能有效保证系统混频光束准直性,并且重叠光斑能量利用率高,系统光学匹配好。     

基于声光效应的相干光探测方法的研究

基于布拉格衍射和相干光探测原理,分析了入射光和衍射光的特性及数学关系,讨论了如何利用声光偏转器实现信号处理的方法.从改善空间相干光探测效率出发,提出一种将空间光经声光衍射后注入保偏光纤的处理方法,克服了传统相干探测中光偏振态难控制的缺点,减小了外界环境对信号光和参考光合路的影响,降低了光学系统的调整环节中的难度,有效地解决了相干光探测中光束对准和偏振光的保持问题.实验证明,在保证一定的耦合光孔径和激光注入效率条件下,将空间光注入保偏光纤,削弱了背景光对合路产生的影响,使信号光和参考光偏振态和传输方向能更好保持,极大改善了空间相干光探测效率,提高了光电探测信噪比.     

用张量方法研究部分相干光的传输特性

对于非轴对称的部分相干光束,以往人们一直借助于Wigner分布函数来处理它的传输和变换,但这是一种间接的方法.本文引入了一个4×4阶张量M-1(称为部分相干复曲率张量)来描写一般的部分相干非轴对称高斯-谢尔模(GSM)光束,导出了适用于部分相干光传输的张量ABCD定律.该定律形式简洁,可方便地处理GSM光束的各种传输问题.利用该定律研究了GSM光束经过薄透镜的聚焦特性,并与完全相干光的聚焦特性作了对比.结果表明,部分相干光的聚焦特性与完全相干光有很大区别,聚焦后焦平面上光斑的大小依赖于光束的相干度,聚焦位置则与部分相干光的波前曲率参数有关.部分相干非轴对称GSM光束经过聚焦后的近场光斑会发生旋转,旋转的快慢与扭曲因子密切相关.(OG1)     

基于声光偏转的载频相干探测研究

基于声光偏转和相干光探测原理,构建了频率测量系统.从改善空间光相干探测效率出发,提出一种将空间光经声光偏转后注入保偏光纤的信号处理方法,并具体讨论了如何利用准直-聚焦透镜的注入系统保证带宽内信号光的注入效率.实验结果表明,此测频系统能准确、实时测量信号的频率,在测频带宽内其截获率达到100%.     

光学相干探测系统多信号处理性能的研究

针对复杂而密集的电磁环境下多信号共存与传输的特点.为解决光学相干接收系统多信号的同时处理能力,基于声光偏转原理,设计了采用声光偏转技术和光纤相干光探测相结合的测频系统,对不同频率信号的声光互作用和光束偏转进行分析,通过对多频互调的数值仿真,给出了减小多信号互作用下互调现象的解决方案.构建了实验平台,将空间光注入到光纤进...     

基于亚波长偏振光栅的空间光桥接器设计

为了研究自由空间的相干光探测,基于亚波长偏振光栅的衍射和偏振特性,提出了一种新的24的90空间光桥接器。该桥接器主要由一个亚波长偏振光栅、两个/2波片和两个偏振分束器构成。结果表明,通过亚波长偏振光栅将信号光束和本振光束进行空间光桥接,通过左旋和右旋圆偏振光在偏光分离时的相位性质实现所需的相位关系,避免了传统空间光桥接器中对分光元件的相位要求,易于实现稳定的相位输出,在空间激光相干探测系统中有潜在应用。     

磷化镓声光偏转器

该文介绍了一种利用磷化镓(GaP)晶体制作的宽带声光偏转器。该器件采用准超声跟踪结构设计,大幅提高了换能器工作的总长度,实现了带宽与衍射效率的合理兼顾。制作出声光偏转器样品3dB带宽达900MHz,峰值衍射效率达8%@1W,衍射光在声光介质外的动态扫描角为5.2°。在试验过程中发现了异常现象,在1级衍射光斑与2级衍射之间出现了多余的衍射光斑("假点"),形成的机理还有待研究。     

相干激光雷达

激光雷达相干探测系统比直接探测具有更高的灵敏度,允许有更好的性能和测量精度，因为相干探测取得除了由直接探测所获能量数据以外，还取出了相位和频率信息。频率稳定的，衍射极限激光器的迅速发展,使相干激光雷达已有许多实际应用，包括风速测量,污染探测以及目标的跟踪、测距和成象等。     

LabVIEW在零差相干光检测系统的应用

基于相干光通信原理设计一套实验装置以搭建零差相干光检测平台,选择NI的高性能数据采集卡PCI6111E,利用LabVIEW虚拟仪器环境,在两台计算机上分别设计发送端和接收端控制软件,验证同步检测,最后进行数据采集和处理并显示测量波形.实验表明,采用光同步方案结合LabVIEW软件控制,解决了发送端的声光调制器、电光调制器、接收端的数据采集和基于压电陶瓷的相位调节器之间的同步过程,实现了相干光信息的发送调制和实时接收解调.     

浸没式光刻系统中光束传输系统的设计

为实现浸没式光刻照明系统掩模面上高均匀照明性和不同照明模式,对照明系统中的光束传输系统进行了研究。浸没式光刻照明系统中的激光光束传输系统是光刻机中的重要组成部分,直接影响光刻机性能。针对浸没式光刻照明系统特点,提出了采用球面镜和柱面镜组合的光学结构,进行了激光准直扩束系统的光学设计与仿真分析。此外,对设计的准直扩束系统进行了公差分析,以保证在加工和装调完成后光束的发散角和口径均满足设计要求。最后,在系统完成的基础上对不同位置处的光斑尺寸进行测量。设计结果表明,系统能够满足光束在5~20 m传输光路范围内,不需要进行透镜间隔的调节,实现光斑大小和发散角满足设计要求,保证目标光束口径在(28.5±0.5)mm范围内,X方向发散角为1.2 mrad,Y方向发散角为1.84 mrad。通过分析发现,设计结果能够很好地满足指标的精度要求,具有重要的应用价值和实用意义。     

空间积分声光相关系统对高速信号的处理分析

从声光相关检测原理出发，引入相关检测数学模型，通过其对高速信号处理仿真失效的特点，及将入射光束缩束实现对高速信号处理的方法。由于缩束，使得在光窗范围内的高速信号脉冲不致重叠，声光相关峰将会达到较好的效果。并对因缩束所带来的噪声进行了模拟仿真分析，即使微小的信噪比，利用声光相关机制，噪声也会降到合理的范围。     

基于等光程原理的激光引信光学整形方法

由于受环境、空间、功耗等方面的限制,常规弹药激光引信难以采用传统光束整形方法实现回波聚焦。本文针对常规弹药激光引信目标回波能量低、探测距离有限这一问题,研究非球面光学设计理论,提出一种基于等光程原理的单级非球面光学整形方法。建立激光接收系统ZEMAX光学理论模型,对比分析不同条件下光学整形能力,仿真结果显示相对于传统单级球面光学接收透镜,单级非球面光学接收透镜能将整形光斑中心辐照亮度提高三倍。在理论分析基础上进行光束整形对比实验,测试不同条件下整形光斑尺寸以及分布情况,实验结果显示单级非球面光学接收透镜能有效压缩光斑,汇聚激光回波能量。     

基于全内反射的光束准直性检测新方法

准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,光束自身的准直性是对光束性能评价的重要指标。本文提出了一种基于全内反射的检测方法,通过检测斜方棱镜发生两次全内反射后出射光斑的能量分布,判断待测光束的准直性,并利用缩束透镜提高检测灵敏度。分析讨论了影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。实验结果表明,该检...     

一种高速光纤声光调制器

该文介绍了应用于光纤传感系统中的高速光纤声光调制器的设计和应用。分析了影响光纤声光调制器调制速度的因素,介绍了高速光纤声光调制器的设计方法。最后采用氧化碲(TeO_2)晶体和小束腰光纤准直器得到工作波长1 550nm、光脉冲上升时间23.9ns、插入损耗2.9dB、通断消光比53dB的高速光纤声光调制器。     

对数正态分布下的无线光通信系统误码率分析

对开关键控(OOK)强度调制直接检测(IM/DD)方式的无线光通信接收发射系统的光电信号进行分析,并使用最大后验概率(MAP)方法确定判决阈值。将对数正态分布作为湍流信道上光强闪烁模型,建立了系统误码率与湍流强度、光源相干参数、激光发射器光功率等系统参数之间的定量关系。采用部分相干光作为信号光能降低光源相干度,有效抑制湍流效应。计算结果表明：在一定条件下,湍流强度改变0.5个量级系统误码率相差6-8个量级,并且最优源相干参数可以通过计算得到,其对应的部分相干光最有利于提高通信系统性能。