LD调制技术在光学式甲烷气体传感器中的应用

设计了一种基于光谱吸收式光学式甲烷气体传感器的调制电路,利用波长调制光谱技术(WMS)实现对LD激光器的调制,降低LD中心波长的波动对测量结果的影响.介绍了LD调制的基本原理,给出相应的硬件电路,并重点分析了在光学式甲烷气体传感器中应用LD调制的原理及关键技术.结果表明:该传感器响应时间为12s,测量精度可达0.03%...     

GCY-1型光学传递函数测定仪

<正> 近年来,人们把电子学通信系统的频率过滤理论引深到光学成象系统,用来评定和检验成象质量的问题。用光学传递函数(OTF)或光学调制函数(MTF)来评定光学系统或镜头的质量就是基于这种理论发展起来的一种新的测量技术。这种测量手段能准确、迅速评定光学系统的优劣,在经济发达国家已应用到现代光学工业,特别是照相机工业中。光学传递函数对产品设计、加     

正弦波调制对谐振式陀螺中谐振信号的影响

谐振式光纤陀螺（R—FOG）是利用光学Sagnac效应实现对转动角速度检测的一种高精度惯性传感器件。理论分析了正弦波调制特性,搭建了光学微谐振腔的调制解调实验系统,实验对比了正弦波、锯齿波、三角波3种调制波形对谐振信号信噪比的影响,得出了正弦波调制效果最好,提高了谐振信号的信噪比。针对不同调制幅度和频率条件下的正弦波调制对谐振信号的影响进行了测试,得出了调制幅度和调制频率对谐振信号的影响,为光学微谐振腔在谐振式陀螺系统应用中相位调制选择最佳的参数提供了参考。     

遥测发射机调制失真度测量研究

介绍了一种采用频谱分析仪基于贝塞尔函数的调制失真度测量方法。设计了一套遥测发射机调制失真度的测量系统。基于LabVIEW虚拟仪器软件设计上位机控制平台,进行测量控制和数据处理;下位机硬件实现参数测量。此方法简单实用,大大提高了测量效率。     

基于HNL-XPM的X-FROG任意波形测量研究

为了对任意波形测量技术(OAWM)进行研究,利用高阶非线性光纤中交叉相位调制效应(HNL-XPM),互相关光学频率分辨光学开关法( X-FROG),提出了一种测量光学任意波形的新方案。以变换极限脉冲、线性正啁啾脉冲、双脉冲以及任意波形脉冲作为待测脉冲,采用Matlab软件对以上光脉冲光谱图进行了数值模拟,基于矩阵的主元素广义投影算法( PCGP)从数值模拟的光谱图中恢复了脉冲的振幅和相位,误差达到收敛的标准( G<10-5)。结果表明,该方案能够精确地测量任意波形脉冲。     

基于扫描反射镜调制的调焦调平系统测试方法研究

针对投影光刻的特点,研究了一种基于扫描反射镜调制和三角测量原理的调焦调平系统.该系统遵循向甫鲁(SC)成像条件,并通过检测投影光斑相对于探测狭缝的位移量衡量硅片面的离焦量.同时,利用扫描反射镜的光学载波调制,提高系统的抗干扰能力.实验结果表明:系统拥有纳米(nm)级的测量精度,且具有采样频率高、非接触、多光斑布局方便等特点.     

一种基于感声波纹结构的光学式声传感器

设计了一种基于硅MEMS敏感结构的光学式声传感器,其光学调制原理采用强度调制型,微敏感结构采用具有低应力波纹结构的感声薄膜芯片。对光纤与微敏感结构耦合技术进行实验研究,优化光学参数,并制作传感器样品。经实验测试,灵敏度达80mV/Pa。     

基于弹光调制旋光测量的信号解调系统

考虑到弹光调制技术PEM（photo-elastic modulation）测量光学旋光高灵敏度、高精度的优点,设计了一种基于PEM的软硬件相互配合的旋光数据解调系统,以满足实时稳定的旋光角度测量要求。在FPGA内使用多通道直接数字频率合成技术DDS（Direct Digital Synthesis）,采用同一频率控制字产生PEM的驱动信号和数字锁相的倍频参考信号,保证了信号的同频同源。弹光调制信号的交流序列和直流序列分别通过两路串口设备并行传输,LabVIEW完成串口资源配置和数据缓存,经数字锁相解调得到光学旋光角度。实验表明,在旋光角为8.52×10-5 rad时,系统的标准偏差是1.48×10-6 rad。     

用于连续流体的光学传感器

<正> 英国最近研究出测量流体中一种组分浓度的仪器,它由提供光信号的光学传感器,传输光能量的光导纤维和与光学传感器相连提供光学指示剂的容器组成。光学传感器上有一种以上光学指示剂,它对出现的被测组分产生光学响应。这种仪器减小了因光学指示剂的变质或损失引起的信号变化,使测量结果更加稳     

基于二维运动的应力分布测量系统的设计

为了克服传统应力测量不能实现对光学元件应力分布的全局测量的问题,该文提出了一种应力自动测试系统。该系统通过双弹光调制光路产生调制信号,经FPGA中的数字锁相技术实现解调后传输到上位机中计算出相关的应力参数。同时又加入了二维运动平台来实现待测样品的运动,进而实现对待测样品每个位置都能进行测量。最终上位机将各点的应力参数结合二维平台运动的位置参数绘制出二维显示图,实现了对样品应力测量的二维可视化显示。根据实验结果,测量的相对误差为0.5%,并能直观地展示应力分布。该测试系统的弹光调制信号、二维运动参数信号和数据处理都由上位机软件进行控制,实现了光机电一体化,具有良好的实际应用价值。     

低温光纤温度传感器

1 引言光学温度传感器不仅在工业上有着重要的实用价值,而且在医学和生物医学领域也很实用。利用磷、半导体、双折射晶体和液晶作传感材料的光学温度计都是利用调制作为温度函数的光的某种性质(振幅、波长等)。在红外领域,利用红外光纤制成了各种温度范围的辐射温度传感器。但是,到目前为止的所有光学温度传感器都不适于低温测量。本文介绍两种热光传感低温光纤温度计的工作原理、测量装置和实验结果。这些低温光纤温度计在一定的温度范围内,测量精度和分辨率较高,在工业、医学和生物医学领域具有实用价值。     

提高形状测量精度的直接与间接反射分离方法

针对光学三维形状测量中间接反射的存在导致三维测量精度下降的问题,提出一种分离直接反射和间接反射的改进结构光投影方法。该方法反向利用直接反射和相互反射间的相位差异,以格雷码结构光为基础设计出相互相位差为90°的调制结构光,将它投射到被测物体,以此分离出直接反射和间接反射;并加上改进结构光的正-反投影,来检测结构光条纹图像中的结构光边缘亚像素定位。实验结果表明,该方法不仅有效地分离出了间接反射,而且提高了被测物体的三维测量精度,扩大了三维测量范围。     

微光学陀螺双频率调制理论与实验研究

对微光学陀螺双频率调制中需要极高调制频率差的问题.提出了一种基于三角波的双频率调制技术.解决了双频率锯齿波调制的回扫时间问题以及数字波形中的台阶效应;指出了不同检测范围和检测精度对应于不同的调制信号频率差;确定了产生特定调制频差的三角波信号波形参数的选取及其实现方法;指明了三角波斜率转折点对调制结果的影响,并提出该问题的解决方法.采用自由谱线宽度1.61 GHz、本征谱线宽度30.1 MHz的集成光学谐振腔陀螺进行实验,完成静态双光路锁定,验证了三角波调制的可行性和优越性.     

x-f-k变换快速实现频域解相方法

为了快速实现三维面形测量,提出一种x-f-k变换频域解相方法。相比传统方法,x-f-k变换在水平及垂直方向上分析变形条纹实现条纹相位解调,测量速度快、测量精度高并且内存需求小。该方法分别对变形条纹的行和列先做S变换,再做傅里叶变换,得到像素点的系数矩阵,进而得到相位信息,通过相位与高度分布的调制关系重建三维物体的面形。结果表明,所提方法能够快速实现以条纹形式提供测量结果的光学三维面形测量,测量误差在0.6%以内。     

全光纤白光干涉型光纤传感器

根据传统光学干涉原理研制出的相应调制型光纤传感器,其突出优点是灵敏度高。但却只能进行相对测量,即只能用作变化量的测量,而不能用于状态量的测量。因此,本文介绍了能实现绝对测量的全光纤白光干涉型光纤传感器及其检测技术,该技术基于白光干涉的绝对测量原理。     

基于Golomb序列调制的目标距离速度测量方法

针对连续波激光雷达在同步测量目标距离和速度的应用中存在辐射信号上限峰值功率低、测量极限距离近的问题,提出一种基于Golomb脉冲序列调制的测量信号波形,研究该方法在道路环境中同步测量目标距离和速度的可行性。首先,以一种准连续波,即伪随机（PN）码调制为例分析连续波调制方法存在的发射信号峰值功率低的问题,在此基础上讨论Golomb序列的特征,提出使用Golomb序列调制发射信号提高发射脉冲峰值功率的方法;然后,讨论Golomb序列调制的多普勒信号频谱分析方法和基于数据累加的延迟时间定位方法,实现同步测量目标的速度和距离;最后,在道路目标产生的多普勒频率范围内,通过仿真实验验证该方法的正确性。实验结果表明,在以脉冲序列构成的对多普勒信号平均采样率远低于奈奎斯特频率的条件下,仍然可以通过快速傅里叶变换（FFT）方法获得多普勒信号的频率,从而在发射平均功率恒定的条件下极大提高单脉冲的峰值功率;另外,利用Golomb序列的不等间隔特性,通过数据累加方法可以完成对激光脉冲飞行时间的定位,在保证了速度测量的同时实现对目标距离的测量。     

一种新的珍珠层厚度测量方法

珍珠层厚度是珍珠价值最主要的衡量指标之一,目前珍珠层厚度的无损测量方法主要采用光学相干层析成像技术和X射线技术;光学相干层析成像技术在实际测量时精度较低;在研究X射线测量原理的基础上,提出了一种新的珠层厚度测量方法;首先介绍了灰度图像的边缘识别算法和珍珠核、珍珠外圆度拟合算法,其次提出了一种引入对照机制的珍珠层测量算法,最后还对算法的误差进行了分析,算法的误差可以控制在0.02％以内;实际的测量也验证了该测量方法具有很高的精度.     

无死区计数器的研究与实现

无死区计数器(ZDT)是调制域分析仪(MDA)、频率与时间间隔分析仪(FTIA)中最为关键的技术之一。首先介绍了调制域分析仪测量原理,指出只要能连续测量出三个背靠背时间间隔就能实现仪器的所有功能,然后详细阐述了两种ZDT的设计方法和工作原理,在此基础上设计了一种计数频率为200MHz、位宽为32bit的高速ZDT,并且只需要修改外部时钟电路就可将测量频率扩展到1GHz,通过仿真验证了它的有效性和正确性,最后在ZDT构成的调制域分析仪整机上对频率调制信号进行测试,实测结果与设定值十分吻合,表明该计数器及仪器已经成功实现了无死区时间间隔测量功能,为调制域分析寻求了一种新的有效途径。     

基于正弦调制的激光平面测量系统的研究

针对高精度的大平面测量,构建了一种基于正弦调制的激光平面测量系统。该系统以激光器（LD）为光源,位置敏感探测器（PSD）为光电探测器,通过柱面透镜扩束获得测量基准平面一激光平面。分析了影响系统测量精度的主要因素,提出采用光源正弦调制的方法,以提高测量系统的抗干扰能力。实验结果表明：该系统具有较高的测量精度和输出稳定性。     

基于混沌Gyrator变换与压缩感知的光学图像加密算法

为了增强光学加密技术的安全性与降低密文的数据容量,本文提出了基于混沌Gyrator变换与压缩感知的光学图像加密算法。首先,引入Logistic映射,利用明文特性 来生成其初值,利用其输出的混沌序列来生成压缩感知的测量矩阵;随后,基于压缩感知理论,对明文进行预处理,获取中间密文;利用logistic映射的随机序列来计算Gyrator变换的旋转角度,联合随机相位掩码,利用Gyrator变换方法对中间密文完成光学调制,得到最终密文。实验结果显示：与当前光学加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与抗明文攻击能力。