新型光学结构的光电测距仪

本篇文章介绍一种新型光学系统的光电测距仪。一般来讲,为了实现仪器的小型化,光电测距仪大部分是同轴布置发射光学系统和接收光学系统的。由于反射光强比发射光强弱得多,故使用大口径的接收透镜(物镜),因此发射光学系统通常是同轴布置在物镜筒里面。但是,要求光电测距仪具有较长测程和直接测距功能、(测站不设置反射器)时,就必须增加发射系统的光源功率,还要提高接收元件的灵敏度。若增加发射光源的功率,则因物镜里面和镜筒内壁等发射光在仪器内反射,成为微弱的杂散光,由接收元件所接收,使测量值产生较大误差。若提高接收元件的灵敏度,则接收元件容易受来自发光源的电感应影     

小型红外CO2气体分析仪

研制了一种小型红外CO2气体分析仪.为了有效消除测量数据的漂移,提出了一种高性能的空间双光路光学探头结构,该探头结构包括一个带有反光镜无窗封装的红外光源,一个开放式气室以及一个红外接收器件.设计了旋转抛物面接收光锥,从而大大提高了分析仪的信噪比.该分析仪未采用采样气泵,而改用扩散方式进行采样,同时光源采用了周期性开关的工作方式,以消除背景杂光的干扰.该分析仪测量范围:0～3%,精度:0.028 0%,响应时间:2.5 s,体积:80 mm(L)×78 mm(W)×35 mm(H),重量:200 g,功耗:1.5 W.     

超导纳米线单光子探测器的光耦合结构

为了提高超导纳米线单光子探测系统(SNSPD)的探测效率,搭建了超导纳米线单光子探测系统,研究了该系统的光耦合结构及该结构随温度降低而发生的变化.首先,测量了SNSPD在不同电流下的量子效率,确定了器件的性能.然后,提出了两种不同的光纤直接对准的器件封装方法,这些方法可以在室温下自主控制光纤端面与器件表面的距离(gap).考虑封装材料的热胀冷缩,gap在温度变化时有很明显的变化,研究了温度变化对gap的影响.最后,提出通过改变入射光的波长来观察器件表面反射光光强的周期性波动,从而精确测量不同温度下gap的大小.实验结果表明,对于两种不同的光耦合结构,gap在温度降低270 K以后分别减小了4.1 μm和17 μmm.理论计算和实验数据基本吻合,可为未来器件封装和新型封装结构的设计提供参考依据.     

一种新型的以He-Ne激光为光源的强度型光纤传感器

强度型光纤传感器由于有着结构简单、容易实现、精度较高等优点,已被广泛地应用于传感多种物理量,特别是在微位移测量中的应用已有过很多报道。以 He-Ne 激光为光源的强度型微位移光纤传感器一般都是将激光器输出的光耦合进入一根(或一束)多模光纤的一端,而用从这根(或束)光纤(称之为发射光纤)的另一端射出的光垂直地照射在一反射表面上,同时用另一根(或一束)与之并排平行放置的多模光纤(称之为接收光纤)来接收从这反射表面反     

室温发光硅基法布里-珀罗微腔的结构设计

提出了一种新型法布里-珀罗(F-P)微腔结构.它采用PECVD方法制备的硅/氮氧化硅结构作为微腔中的布拉格反射器,非晶碳化硅薄膜作为中间光发射层,通过对一维方向光子的限制,使发光层荧光强度增强,谱线变窄.通过调节发光层和反射器膜厚及折射率,可以精确控制发光峰位.因此,该结构可望实现全硅基材料的强室温蓝光发射.     

一种利用激光并采用热电器件实现的实时测温系统

介绍了一种利用半导体激光器 In Ga As/ I作光源 ,使用钽酸锂热释电探测器作光接收器件 ,以 80 31单片机为核心实现的中、高温度实时测量系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。还介绍了该系统的基本原理与结构 ,讨论了调制盘的设计与光干扰及其抑制的方法 ,并分析了温度的测量精度。实验结果表明 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内 ,测温精度符合设计要求 ,且与理论分析结果相一致 ,从而证明了系统设计的正确性     

多局域空心光阱及其光场调控

本文通过一种产生多局域空心光阱的光学系统,研究了光阱位置与反射镜偏转角度的关系.基于衍射积分和矩阵光学的理论,分析并计算了入射光源经过光学元件后的光场分布,通过调控反射镜的偏转角度,可以实现光阱位置的任意变换,达到精确捕获和囚禁微粒的目的.当两个反射镜偏转角度的关系为θ1-θ2=90°时,变换的光阱位置在一条倾斜的直线...     

双圈同轴光纤束位移传感器研究

设计了用于测量滑动轴承油膜的双圈同轴式光纤位移传感器,建立了双圈同轴光纤传感器调制函数的数学模型,并对其补偿机理进行了分析.对影响传感器特性的参数,包括接收光纤纤芯半径a0、发射光纤和接收光纤的轴间距d、光纤的最大入射角θc等进行了仿真计算和分析.结果表明,这种光纤传感器可以有效地消除因光源光强波动、表面反射率以及光纤传输损耗的改变对输出特性的影响.最后,通过分析给出了系统最终选定的设计参数.     

基于机器视觉的接触轨几何参数测量方法

针对现有地铁接触轨几何参数测量方法存在误差大、效率低的问题,提出一种基于机器视觉的接触轨几何参数测量方法.该方法结合双目视觉和结构光技术,通过将结构光投射到接触轨表面,得到结构光光条图像,提取光条中心线并与另一台相机的光条图像中心线匹配,得到光条中心在实际空间位置的信息,最后在中心线中提取测量位置特征点,以特征点坐标信...     

三层反射式同轴光纤束位移传感器设计

设计了用于旋转机械动静间隙测量的三层反射式同轴光纤束位移传感器.建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,对影响传感器特性的参数,包括接收光纤纤芯半径b0、发射光纤和接收光纤的轴间距c、被测表面反射率变化等进行了仿真计算和分析,给出了系统的优化设计参数.以车削圆柱体为工件进行了动态测试,测试结果表明,该传感器有效抑制了光源波动和测量点不同对测量结果的影响,满量程范围内误差小于1%,满足了设计要求.