声光调制器换能器阵列远场声束特性研究

根据亥姆霍兹方程的远场解,为使声光调制器(AOM)换能器在输出平面上声压输出的分布模式较好,衍射光能的传输特性更好,该文研究并提出了换能器的远距离分布模型.基于该理论模型,仿真分析了远场声束截面声强分布、传输中心轴声强分布及声束束宽等换能器相关特性,并利用计算激光衍射效率的方案进行实验验证.实验表明,测试数据与该理论模型吻合,在90％的能量区域内,理论模型拟合测试数据的误差低于5％,实验条件下声光晶体在2.08 mm≤z≤3.43 mm(z为晶体中传输距离)范围内具有最佳模式转化效率.利用此模型可确定声光器件中晶体最优衍射率区域.     

一种新型的压电诱导声光调制器

我们利用掺镁LiNbO_3晶体研制出一种新型的压电诱导驻波型声光调制器。与常规声光调制器相比,它工艺简单,集换能器和声光互作用介质为一体,即声光互作用介质本身就是压电换能器,衍射效率极高,在80mW的射频驱动功率下,即可对He—Ne6328A谱线实现100％光强调制,当驱动功率约1W时,可以观测到±11级衍射光斑。 很久以来,人们就注意到了宽带电光调制器中压电声波的干扰作用,并且一直作为不     

一种新型超声轴承的设计及实验研究

提出了一种新型超声轴承,采用有限元法对压电换能器部分进行了模态分析和谐响应分析.通过压电换能器的模态实验,确定其工作频率.搭建实验平台,在超声轴承工作和未工作条件下进行对比实验.实验结果表明,该超声轴承在工作状态下实现了减摩效果,机械摩擦损耗减小为超声轴承未工作状态下的10%左右.     

一种新型的PESO驻波声光调制器‘

本文利用掺镁LiNbO_3晶体研制了一种新型的压电诱导PESO驻波型声光调制器。在80mW的射频驱动功率下即可对He-Ne632.8nm谱线实现100％光强调制,当驱动功率约1W时,可以观测到±11级衍射光斑。我们从能量的观点对其进行了理论分析,得出的结论与实验结果相符合。     

一种6信道声光调制器

介绍了一种6信道声光调制器。通过在换能器上制备电极阵列,设计独立的阻抗匹配电路和电输入端口,将6个声光互作用单元集成在一起,实现了对6束激光的并行、独立调制。经测试,该6信道声光调制器工作波长为355 nm,工作频率为220 MHz,单信道衍射效率＞75%,全局串扰＜0.5%。     

一种一体化光纤声光调制器

该文采用光纤声光调制器集成化、低功耗和热仿真设计技术,设计并制作了工作波长1550nm、光脉冲上升时间16．7ns、光脉冲延时抖动1．5ns、电功耗0．72 W(脉冲)、整体尺寸59．56mm×49．48mm×14．6mm 的高性能一体化光纤声光调制器。结果表明,该调制器具有体积小及功耗低等优点,对小型化低功耗光纤激光器、 激光测风雷达及光纤分布式传感系统的研制有一定促进作用。     

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。     

一种新型扭转振动压电陶瓷超声换能器

研究了一种新型扭转压电陶瓷超声换能器.基于机电类比原理,对切向极化的压电陶瓷薄圆环振子的扭转振动特性进行了研究,建立了其机电类比等效电路模型,从等效电路得出了环形振子的扭转振动频率方程的解析式及共振频率的计算公式.在此基础上,分析了换能器的共振与其几何尺寸间的关系;并利用有限元方法对压电陶瓷薄圆环扭转振动模态进行了分析.结果表明,在换能器压电陶瓷圆环内外半径比增大时,共振频率随之增大.     

非对称针尖结构对远红外超材料谐振性能的影响研究

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环（非针尖设计）的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。     

采用一种新型声光调制器的锁模Ar~+激光器

主动锁模Ar~+激光器,由于其输出可见光脉冲系列的重复周期、脉宽和脉冲功率的高度稳定性、在高速摄影和同步泵浦染料激光器等超短脉冲技术中受到重视。近年来,激光器主动锁模多采用声光调制的方法,其优点是效率较高,工作稳定可靠。然而,在以往的工作中,声光调制器需附加一套恒温装置,以保证其谐振频率不随温度变化。现在,我们采用一种温度补偿型的声光调制器,其谐振频率的温度稳定性比非补偿型的提高了一个数量级以上。在室温下能稳定工作。同时,这种调制器又是激光腔中的分光反射器,     

用于远红外探测的Si:P阻挡杂质带红外探测器研制

提出了全外延技术方案制备阻挡杂质带薄膜,避免了离子注入制备背电极层影响外延薄膜质量的技术难点.基于硅器件工艺设计制作了Si:P阻挡杂质带红外探测器.测量了器件的光电流响应谱和暗电流特性曲线,指认了叠加在光电流响应谱上的尖锐杂质峰对应阻挡层中磷原子的杂质跃迁.研究了器件在低温下小偏压范围内的暗电流起源.通过对计算结果分析,排除了该区域暗电流起源于热激发电导和跳跃式电导的可能,指出暗电流来自器件对冷屏的光电响应.器件工作温度5 K,工作偏压1.6 V时,响应波段覆盖2.5~40μm,峰值波长28.8μm,峰值响应率20.1 A/W,峰值探测率3.7×1013cm·Hz1/2/W(背景光子通量低于1013ph/cm2·s).     

基于sMLD特征的远红外航空图像配准算法

航空场景下的远红外图像迫切需要准确、鲁棒、快速的特征描述与自动配准方法。由于已有的多重线型描述符MLD特征存在“特征孤岛”和“尺度变换受限”的问题,因此针对远红外航空图像的配准问题,文章提出了一种聚合特征点以及线型描述符分段统计的特征描述方式,即sMLD特征。结合sMLD特征相互连接构成网状拓扑结构的特性,还提出了一种由粗到细的分支加速匹配算法RF-BA。其中,RF-BA粗匹配充分利用拓扑图的结构,通过局部寻优算法提高匹配的效率。RF-BA精匹配利用最小外接凸四边形原则和GMS校验原则,提升配准精度。实验结果表明,与已有的几种代表性配准方法相比,所提方法在配准精度和时间开销方面均具有更好的性能。     

Shallow impurities in quantum-well structures: A far infrared view

Recent high magnetic field, far infrared transmission and photoconductivity experiments on shallow donor impurities (Si) doped in the centers of the wells, the centers of the barriers and the edges of the wells in GaAs/AlGaAs multiple-quantum-well (MQW) structures are described. For donors doped in the centers of the wells, transitions to various high excited states have been observed. The assignment of these transitions and their relationship to the hydrogenic transitions in bulk (three dimensional) semiconductors is discussed. The edge-doped samples show dramatic differences in line shape for otherwise identical samples doped at the top and bottom of the GaAs wells. It is concluded from comparison with model calculations that the Si donors are redistributed along the growth direction, and such modeling should permit the determination of the impurity distribution non-destructively. Samples doped in the centers of the barriers show two lines at frequencies lower than that of the well-center impurities. The dominant line is due to electrons in the wells bound to their parent positive donor ions in the centers of the barriers. Possible origins of the weaker line are discussed.     

基于空间调制和单元器件的短波红外光谱探测

目前近红外波段的光谱探测在各个领域已经得到广泛应用[1],但在短波红外波段,由于受焦平面红外探测器发展水平的限制,短波红外波段光谱探测还存在难以消除非均匀性以及分辨率高时信噪比不足的缺点.本文从理论上分析了基于空间光调制器和单元探测器的多通道探测方法的信噪比优势,并利用基于Hadamard变换的空间光调制光谱探测方法,成功进行了单元探测器获取多谱段信息的模拟实验,从而提出一种可以减少短波红外光谱探测对焦平面器件的依赖的制备红外光谱探测仪的新思路,并证明了这种方法的可行性.     

非相干变频转换实现室温下红外单光子源

纳米金刚石中的NV-center(Nitrogen-Vacancy center)是目前室温下具有高发射率和稳定性的可见光波段单光子源,而如何实现及优化红外单光子源则是未来实现量子信息和量子通信应用的一大挑战.介绍了一种近期提出的实现红外单光子源的新型机制.该方法以金刚石中的NV-center作为可见光波段的单光子源,利用非相干变频转换实现室温下近红外波段稳定、无闪烁的单光子源.具体的实施方案为在中空芯光子晶体光纤中选择性地填充含有量子点的溶液,以可见光波段的单光子源作为激励源,选择合适的量子点即可得到红外波段的单光子源.中空芯光子晶体光纤保证了较高的单光子吸收效率以及荧光收集效率.该方案的实施在理论上可以达到26%的转换效率,而初步的实验得到了0.1%的转换效率.进一步分析了一些影响转换效率的因素,并提出了一些解决方案.     

一种红外条件下的新型眼睛状态识别算法

针对复杂光照、头部转动和戴眼镜对眼睛状态识 别算法的影响,提出了一种基于红外图像和形态学的眼睛状 态识别算法,通过带850nm窄带带通滤光片的红外摄像头采集眼睛图 像,提取眼睛轮廓特征描述子和眼睛骨架图像的方向 链码实现睁眼和闭眼判别,同时引入图像可信度判别机制,把眼睛划分为睁开、闭合和 不可信3种状态,从而极大地 降低了算法模型在恶劣环境中的虚警率。实验证明,本文算法模型对于复杂光照、头部转动 和戴眼镜等均具有较高的鲁棒性,在 可信眼睛图像集中,睁眼正确识别率达到了95.21%,闭眼正确识别率 达到了92.03%,均高于其他几种常用的眼睛状态识 别算法,同时每秒能处理200张以上眼睛图像,满足实际驾驶环 境中 实时性的要求。     

新型长波红外非线性晶体PbIn6Te10的生长

新型长波红外非线性晶体PbIn6Te10具有透光波段宽(1.3~31μm)、非线性系数大(d11=51 pm/V),双折射适宜(~0.05)等优点,在14~25μm乃至25μm以上波段具有较大应用潜力。文中通过相图分析结合具体实验,筛选出较合适的组分配比,并采用高温单温区法合成多晶,布里奇曼法生长出尺寸φ11 mm×55 mm的单晶棒。对生长的PbIn6Te10晶体进行X射线衍射、摇摆曲线、透过率等测试,结果表明,晶体为三方结构,晶格常格为a=b=1.496 1 nm,c=1.825 7 nm,生长出的单晶结晶性较好,半高宽(FHWM)约0.253°,2.5~25μm波段晶体的平均透过率在50%以上,对应收系数处于0.3~0.6 cm-1之间。     

一种红外图像细节增强算法

针对红外图像对比度低的特点提出一种红外图像细节增强算法,并对其进行了仿真。该算法首先利用腐蚀和膨胀以及均值滤波来消除散粒噪声,然后通过均值滤波得到低频图像,从而提取出细节图像,并且计算每个像素的权重,对细节图像进行有权重的直方图统计,通过幂级数变化降低背景的影响。仿真结果表明,此方法在不同情景下都能够取得较好的效果,并且由于该算法复杂度低,在硬件实现时需要的资源也较少,可以进行商用。     

一种新型的双模式红外传感器热电元件温度测量方法

传统的红外温度测量传感器由热电元件和热敏电阻两种传感器构成,其中热电元件用于测量待测物体的目标温度,热敏电阻用于测量环境温度。本论文提出了一种新型的温度测量方法,通过使用单一的热电元件及其AD(analog-digital)模块和PMOS(positive channel metal oxide semiconductor)电路实现双模式的切换,在一个测量周期内实现红外传感器测温和环境温度补偿的作用。采用TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)0.35μm CMOS(complementary metal oxide semiconductor)工艺制造红外传感器,对红外传感器进行温度校准后按照双模式切换方法进行测试和实验,经过温度补偿后温度测量平均误差小于0.01℃,极大地提高了测量精度和环境温度补偿精度,减小动态温度测量误差,同时简化了红外温度传感器的设计制造过程,具有很好的实用价值。