用BSO晶体传感器测量材料霍耳系数的研究

硅酸铋 ( BSO)晶体具有泡克耳斯效应和法拉第磁光效应 ,利用通过 BSO晶体的偏振光将被电场和磁场调制的特性 ,设计一种 BSO晶体传感器用于测量金属的霍耳系数     

利用单块硅酸铋晶体同时测量交流电压和电流

设计并实验实现了利用单块硅酸铋(Bi12SiO20,BSO)晶体同时测量交流电压和电流的传感方案,其光学传感单元仅由起偏器、BSO 晶体和检偏器组成。BSO 晶体兼有Pockels 电光效应和Faraday磁光效应,在起偏器和检偏器的主透光方向互相平行或互相垂直的情况下,输出光信号中同时包含被测电压和电流传感信号,其中电压传感信号为被测电压的倍频信号,而电流传感信号则与被测电流同频率,因而可以利用电子滤波器从光电检测信号中分离出电压与电流传感信号,从而实现电压和电流的同时测量。利用一块尺寸为6.04.02.9 mm3 的BSO 晶体,实验实现了6 A、200 V 范围内工频电流与电压的同时测量。     

Polarization properties of a photorefractiveBi12SiO20 crystal and their application in anoptical correlator

The polarization properties of Bi₁₂SiO₂₀ (BSO) crystals are investigated in detail theoretically and experimentally, and the results are used to describe the operation of an optical correlator for a particle image velocimeter (PIV) using a BSO crystal as the nonlinear optical element. The work is based on an extension of the optical beam-propagation (OBP) method to include all the significant optical properties of the BSO crystal when used in a two-wave mixing configuration, i.e., optical activity, field-induced birefringence, and anisotropic diffraction. The model is able to handle multiple gratings where the input beams do not have to be symmetric about the axis of propagation. Using the numerical model the polarization properties of the BSO crystal are analyzed and the operation of the correlator is explained. The model is able to take into account self-diffraction effects, and it is shown that these effects can have a significant influence in the setup employed for the optical correlator even when the diffraction efficiency is low. The predictions of the numerical model are verified by extensive experiments on the polarization state of the output of the correlator as a function of operating conditions and of the polarization state of the input beams     

Self-routing optical crossbar switch

A self-routing optical crossbar switch in which wavelengths of tag light represent the information of destination address by using an optically addressable spatial light modulator as the 3-D crossbar switch along with a wavelength filter for tag light. A BSO (Bi₁₂SiO ₂₀) spatial light modulator was used to perform a 1×2 self-routing switching experiment with two different wavelengths of tag light. The implementation to scale-up the throughput of the switch is also presented     

Spatial light modulators

Near real-time reusable spatial light modulators for coherent optical data processing are reviewed. The PROM, liquid crystal, and electron beam addressed DKDP and oil film light valves appear to be the most promising devices for coherent optical data processing.     

双曝光全息干涉图的自动计算

用Ａｒ＾＋激光器作光源，用硅酸铋晶体作全息记录介质，把三个干涉图法应用到双曝光全息干涉术，从而实现了全息干涉图的自动计算，获得被测物体表面变形的大小，方向和形状的全部信息，为验证该方法，测试了一薄板受应力后的变形。     

Research on the Shrinking of 2—components Adhesive with Automatically Calculating Hologram

In this paper ,used BSO(Bi12SiO20) crystal as a hologram recording material,TV-camera as a detector ,and a holographic setup controlled by a computer ,automatically calculating hologram of 3- interferograms method is theoretically and experimentally studied. This new holographic recording material and automatically calculating hologram make it possible to use real-time holography in an industry. As a practical example, the shrinking of 2-components adhesive in 4h is measured.     

Numerical solution of four-wave mixing in passive phase conjugatemirrors

An iterative method is used to find the solution for all the field amplitudes and for the detuning of oscillations arising in a linear passive phase conjugate mirror (PPCM). The effect of crystal absorption is included and both transmission and reflection gratings are investigated. In particular, it is shown that a PPCM can be realized with the aid of a BSO crystal in the presence of an applied electric field     

电场和磁场同时作用下BSO晶体的光学传输特性及其在电功率传感中的应用

对电场和磁场同时作用下ＢＳＯ晶体的光学传输特性作了理论分析，推导出其琼斯矩阵和米勒矩阵，并依此设计了一种电功率传感系统     

Measuring the Object Deformation by Real Time Holographic Interferometry with Automatically Calculating Hologram

ＭｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅＯｂｊｅｃｔＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙＲｅａｌＴｉｍｅＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｗｉｔｈＡｕｔｏｍａｔｉｃａｌｙＣａｌｃｕｌａｔｉｎｇＨｏｌｏｇｒａｍ①ＷＡＮＧＷｅｎｓｈｅｎｇ，ＸＵＢｉｎ（Ｃｈａｎｇｃ...     

基于GPU 的液晶大气湍流模拟器的波面生成计算

提出了一种基于GPU 的液晶大气湍流模拟器实时波面生成的计算方法,为了让液晶空间光调制器进行大气湍流类比。依据液晶湍流模拟器高分辨率、高精度的特性讨论CUDA 的算法。此外,建立一种基于GPU 波面生成的模型并进一步对其优化。最后给出使用CPU 和GPU 后的结果并进行类比。结果表明:采用231 项Zernike 系数生成分辨率为256256 的波前所需时间少于2 ms,与传统的采用CPU 生成的方法相比速度提升两个量级,满足实时波面生成的要求。     

Liquid Crystal Television Spatial Light Modulator

The liquid crystal televison spatia light modulator(LCTVSLM)characterized is usable in optical processing applications.e.g.,optical pattern recognition,associative memory,optical computing,correlation detection and optical data processing systems.The array performance and real-time optical correlation applications are reviewed.     

用于片式电子元件图像分析的LED光源研制

能够获得高质量、高对比度图像的光源,对于片式电子元件的图像分析至关重要。论述的LED组合光源充分考虑了工业实际照明中的影响因素,针对片式电子元件的不同结构,利用ZE-MAX光学设计软件建立模型和光学照度分析,并进行了实际照明实验和图像二值化分析论证。实验证明,该光源适用于绝大部分片式电子元件的照明,并取得良好的图像效果。     

写光波长对光折变空间光调制器分辨率的影响

结合光学实验及数值模拟,对写光波长的变化对基于Bi12SiO20(BSO)光折变晶体的光寻址空间光调制器(SLM)的调制传递函数(MTF)空间频率响应的影响进行了分析.光学实验分析结果和数值模拟分析相吻合,写光波长以及电荷位置对SLM的MTF空间频率响应的影响在本质上得到了统一.根据分析及讨论,较短波长的写光有利于获得较好的MTF空间频率响应.     

激光束的实时空间整形方法

在高功率激光系统中,激光光束的传输与放大,需要对输出的激光光束整形,包括对激光束几何形状与光强分布的整形,才能有效地控制光束质量,提升激光系统的输出功率。目前,通常的光束空间整形方法是采用针对特定输入光束(如均匀或高斯光束)的切趾光阑(如锯齿、波纹光阑)或结合空间滤波进行光束空间整形,而实际输入的光束并非是这样的理想型光束,所以上述方法在光束的空间整形中存在一定局限性,因此,研究实时、可调的光束空间整形尤为重要。对此,本文提出了对激光束进行实时、可调控的激光束空间整形的新方法,实时产生与入射光束相关的软边切趾光阑,结合空间滤波,获得所需形状的近"平顶"光强分布的近场光束。数值模拟结果表明新方法可以对实际激光系统的光束实现实时、有效的整形。     

液晶空间光调制器与相干光波前实时变换

介绍了一种利用纯相位调制液晶空间光调制器进行波前相位实时变换的方法,可将相干平面波变换成任意期望的波前。该方法采用由伪随机编码产生初始相位矩阵的相位恢复优化算法,从期望的远场衍射图形得到液晶空间光调制器所在衍射面的相位分布,当单色相干平面波通过液晶空间光调制器时,利用液晶空间光调制器纯相位调制特性复现该相位分布,在远场产生期望的衍射图形。实验验证了上述波前实时变换的可行性。     

基于空间光调制器的多强度测量相位恢复方法

提出了一种基于相位型空间光调制器（SLM）的相位恢复方法。利用相位型SLM快速准确的相位调制特性,对待测物体的物光波前进行相位调制。每次相位调制后,在物光波的频谱面记录下强度分布。运用GS迭代算法,通过频谱面光强信息反演出相位信息,并且提出了内-外层迭代的思想,进一步提高了相位恢复精度。对一维相位光栅进行了相位恢复试验...     

开环双波段人眼视网膜成像液晶自适应光学系统设计

设计了一套基于开环双波段模式的人眼视网膜成像液晶自适应光学系统。该光学系统分别采用夏克-哈特曼波前传感器和液晶空间光调制器来探测和校正波前畸变。探测波段采用830nm近红外光,成像波段采用790nm近红外光。采用开环模式以提高光能利用率和系统的稳定性,采用双波段模式以增大视场。新加入了瞳孔监控子系统和响应矩阵测量子系统,使系统更加灵活方便。介绍了系统的关键参数,并通过ZEMAX软件对光学系统进行模拟分析,认为系统可以达到接近衍射极限的效果。传递函数MTF@50lp/mm达到0.25(对应视网膜上3μm),满足设计要求。     

液晶空间光调制器Gamma曲线的线性化调试算法及其对光束整形的影响

在惯性约束聚变(ICF)驱动装置中利用液晶空间光调制器进行激光束的实时、可调控光束空间整形时,Gamma曲线呈线性变化有着重要意义。针对现有调整Gamma曲线呈线性变化的方法费时费力、效果不理想的现状,提出了一种新的调整方法,即依靠Lagrange插值将横坐标为灰度值、纵坐标为功率值的离散点拟合得到曲线方程,然后利用Bolzano二分法求得该曲线方程上与目标Gamma曲线中灰度间隔为1的功率值对应的新灰度值,将新、旧灰度值逐点替换使Gamma曲线呈线性变化。将其应用到大型高能量激光放大装置的光束整形中,得到近场调制度较低且长时间保持稳定的超高斯平顶光束。     

空间光调制器实现随机相位模板的仿真分析

为了构建基于空间光调制器的实时光学加密系统,采用仿真实验的方式,分析了在双随机相位光学加密系统中使用空间光调制器实现随机相位编码时相位编码参量对加密效果的影响。重点研究了随机相位模板中独立相位调制点的个数及相位调制范围对加密图像质量的影响,并引入相关系数来衡量加密图像和原始图像的差异。结果表明,在设定相关系数阈值为0.1的条件下,独立相位调制点个数达到128×128,相位调制范围达到2π时,加密效果较好。该结果对设计实时光电加密系统有一定指导意义。