抑制相干噪声的环形光源技术

为了提高干涉检测精度,必须抑制系统的相干噪声。根据统计光学建立了带环形光源干涉仪系统信噪比的理论模型,分析了环形光源参数、光场相干面积与系统信噪比之间的关系,以提高信噪比为目标,优化设计并采用计算全息方法控制环形光源的参数。分析结果表明,光场的相干面积与环形光源面积成反比,系统的信噪比主要由环形光源面积决定,面积相等时环形光源抑制相干噪声的效果优于圆形空间扩展光源;环形光源的参数由锥形波前的空间频谱宽度、毛玻璃与焦平面间的距离和计算全息图的空间载波频率控制。传统点光源和环形光源的对比实验表明,环形光源有效地抑制了相干噪声,将系统的平均信噪比从点光源的5.2 dB提高到8.6 dB.     

胶合式全景环形透镜的设计

介绍了一种新的胶合式全景环形透镜(PAL),改善了全景环形透镜的设计自由度,使全景透镜承担部分校正色差的任务,简化后继透镜组的结构,减少杂散光生成,缩小长焦距全景环形透镜光学系统的体积,并扩大系统的视场.对全景环形透镜的色差和视场进行了理论分析,给出了选择新型全景环形透镜胶合玻璃材料的方法.设计了一个双片胶合式全景环形透镜及其后继转像透镜组,系统焦距为10.3mm,总长170 mm,孔径为f/3.7,PAL最大口径为70mm,光谱范围为0.486-0.656 μm(可见光谱).后继转像镜组由8片透镜构成,系统后焦距(BFL)为17 mm.实验结果证明系统像差校正良好.     

环形激光器

在相干光通信中,需要窄带且单波频的光源。作为满足这种要求的一种光源,可以举出环形激光器。据报道,在把半导体作为增益介质的环形激光器中,使用了大型反射镜和透镜以及光纤作光源。不过,上述的环形激光器存在着透镜反射和谐振腔长之类的缺点。本文介绍一种激光光源,它是利用平     

环形多反射式可见/短波红外光学镜头设计

为了实现可见/短波红外镜头的小型化设计，参考环形多反射结构的光学系统，针对单片多反射系统难以校正色差的问题，设计了一个130万像素的紧凑型双片结构的环形多反射式光学镜头。通过分析遮拦比和光学参数对系统的光学传递函数的影响，确定了系统的最佳遮拦比和光学参数。优化后的光学镜头包含两片透镜，材料选用氟化钙，两片透镜之间产生4次反射，各反射面均为偶次非球面。镜头的工作波段为400～1700 nm，焦距为75 mm，直径为50 mm，遮拦比为0.75，全视场角为6.2°，系统总长为22.7 mm，系统长度与焦距比为0.302。优化后镜头光学传递函数曲线平滑，100 lp/mm处大于0.35，倍率色差小于0.9μm，成像质量良好。     

井下侧向环形光源强度控制方法研究与实现

本文研究基于井下侧向多镜头成像系统的环形光源强度控制方法。发光源采用专用的LED,通过多路混联的方式组成环形光源。侧向多镜头成像系统的控制核心DSP（TMS320DM6437）通过I2C协议改变数字电位器（ISL22316）的阻值,从而改变LED驱动芯片（MAX1698）的输出电流,达到改变光源强度的目的,即实现了光源强度的闭环控制。通过实验验证：DSP通过I2C协议控制数字电位器的阻值在0Ω到50kΩ（共128级）之间变化,从而使得光源板的输入电流从0.0mA到78.8mA之间变化,较好地实现了光源强度的线性控制。     

产生环形光阱的多种方法及结果比较

介绍了实现环形光阱时采用的几种方法:取高级衍射光斑法、锥透镜组法和位相片法,并从形成的环形光束在准平行性、光斑实空部分能量对比度及会聚后焦斑大小等方面比较了上述方法的优缺点,指出采用锥透镜组法的合理性. 100×物镜对光场具有强会聚作用,捕获效果好,但工作距离短且要用油镜,给实验工作带来不便.40×物镜会聚度低,光束轴心处散射力大,不能实现轴向捕获,但它工作距离长.环形光阱轴心处直射光场几乎为零,不产生散射力.用环形光作为光源可以用40×物镜来形成光阱,提高捕获效果.针对100×物镜和40×物镜光场分布对捕获效果的适用性分析,证明环形光有利于开发低倍物镜,具有推广价值.(OF8)     

一种LED环形照明的设计方法

简要介绍了环形照明的原理。阐述了环形照明光源颜色及角度选择的方法。并设计了用于半导体芯片检测的环形光源,进行了理论计算,给出了设计模型。     

基于环形光纤激光器的光反馈效应

对环形腔光纤激光器的光反馈效应进行了理论分析和实验观测,根据掺铒光纤的速率方程推导得出激光器腔内光反馈系统的输出变化,在数值模拟中建立模型进行了分析.实验观测结果显示环形腔光纤激光器光反馈系统的输出与传统的激光自混合干涉有着相同的相位灵敏度.由于该系统的光反馈是在激光腔内获得,激光器本身不仅作为了传感的光源,同时也成为...     

利用Mach-Zehnder干涉仪检测环形谐振腔传输曲线的方法

环形谐振腔已经广泛应用于激光器的反馈腔、光学硅基调制器、光开关以及温度、压力和转动传感器,并且显示了其在光延时和光存储方面的潜力.Mach-Zehnder干涉仪(MZI)因其体积小、结构简单、灵敏度高等特点,被广泛应用于光纤传感等领域.利用MZI结构,可以实现对光纤环形谐振腔的传输曲线的测量.通过传输线模型,建立了环形...     

一种新颖的复合环形谐振腔的理论分析

文章基于环形谐振腔所具有的非线性相位传输特性,提出了一种新型的动态光谱滤波器结构,它将全通环形谐振腔调相器接入平衡马赫-曾德干涉仪,实现复合结构的动态滤波特性.与传统的马赫-曾德干涉仪相比,此复合滤波结构可利用远小于π的相移调整实现输入光信号的开关,因此,在提高开关速度、降低调相器功耗等方面具有重要的应用价值.     

环形扫描激光视觉传感器的光学系统设计

在焊接自动化控制中,视觉传感技术由于其非接触、反应速度快、抗干扰能力强而广受关注.本文结合主动光视觉技术和被动光视觉技术的优点,开发了环形扫描激光视觉传感器的光学系统.针对给出的环形扫描激光视觉传感器的光学系统设计特点和技术要求,玻璃材料选取肖特厂牌号为N-BAK4和N-SF10,采用简单的凹凸双透镜的结构完成光学系统的设计.设计评价结果表明,该系统的光学性能和成像质量均满足设计指标要求.     

高信噪比环形腔光纤光辉器

本文介绍了一种改善环形腔掺铒光纤激光器信噪比的简单方法,信噪比提高了5.2dB。用该激光器做WDM系统的光源,守成了1.2Gb/s的归零码和2.5GHz、5GHz的模拟信号以100km的传输实验。     

高斯光束经过球差环形透镜的聚焦

本文讨论高斯光束经过球差环形透镜的聚焦。推导并得到了聚焦光场轴上点的光强分布的表示式。并对其进行数值计算。数值计算结果表明,对于负球差的情况下,得到的光强的最大点位置（最佳聚焦点）相对于无球差情况,往透镜方向移动,即焦移增大;并且,最佳聚焦点的光强较无球差时大,当球差环形透镜的中心拦截比ε取一定值时,得到的轴上点光强最大值远大于无球差时的光强最大值。此外,当透镜具有正球差时,聚焦光场的光强最大点（     

环形腔扫描干涉仪及其模匹配的研究

介绍了用环形谐振腔制做而成的新型扫描干涉仪,它的设计原理是基于谐振腔之间的模匹配理论。用它来测定激光模式时不需要加隔离器。文中对于激光腔和环形谐振腔的模失配和失调问题也进行了讨论。这一装置有很好的应用前景。     

环形光源激发超声进行缺陷检测的数值研究

为了提高激光超声的激发效率且不对被测表面造成损伤,改变了光源的空间分布,采用脉冲激光环形光源激发超声及有限元方法,应用多物理场耦合软件,对铝板中激发的超声全场波形进行了数值模拟,研究了环形光源中轴线上叠加横波的激发特性随激光参量而变化的规律,并与点光源激发超声进行对比.通过模拟缺陷所导致超声场的变化规律,提出一种环光源...     

环形聚焦激光加热系统LHPG法生长氧化锆单晶光纤

为了有效地做出超过2 000℃的光纤高温传感器,在原有的LHPG法生长单晶光纤的基础上,设计出了环形聚焦激光加热系统LHPG法生长氧化锆单晶光纤.根据椭球反光镜具有共轭焦点的特性,采用高功率CO2激光器作光源,通过光学系统形成环形热源从四周对晶体预制棒进行加热,从而可以拉制出氧化锆单晶光纤,作为光纤高温传感器的探头.实...     

基于环形谐振腔的双波长半导体激光器的研制

由于半导体环形激光器器件尺寸不再受解理面的限制,结构简单紧凑,容易集成,近年来成为集成光源领域的研究热点之一。采用MOCVD系统外延生长InAlGaAs多量子阱激光器材料,利用BCl3,Cl2和Ar刻蚀气体的ICP干法刻蚀技术和PECVD介质钝化工艺,研制了基于环形谐振腔的双波长半导体激光器样品,实现了激光光源的单片集成。该激光器由两个半径分别为200和205μm的环形谐振腔和一条脊宽为3.4μm的直波导耦合构成,两者之间的耦合间距为1.0μm,当两个环形激光器的注入电流分别为50.12和50.22 mA时,对应的激射波长为1 543.12和1 545.64 nm。改变激光器的注入电流,可调节峰值波长与波长间隔。     

基于光纤环形激光器的传感技术研究与应用

基于光纤环形激光器的新一代光纤传感系统通过解调激光波长偏移来检测外界参量变化,得利于激光光谱窄线宽及高信噪比的特性,可实现高分辨率、高灵敏度、大动态范围的传感监测。文章介绍了包括基于光纤光栅、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗腔、萨格奈克环以及马赫-曾德尔干涉仪等多种结构的光纤传感器工作原理,以及进一步构成光纤环形激光传感器的特性和多种应用案例,并对未来该领域的关键技术发展进行了分析。     

菲佐干涉仪可变波长标准球面镜头设计

菲佐激光干涉仪使用的标准球面镜头通常只能在特定波长下使用.提出了一种通过调整镜头内部透镜间隔来改变其工作波长的方法,利用该方法设计了两款可变波长标准球面镜头,口径为19.05 mm,镜头光圈系数分别为5.6和8.镜头在各目标波长下的参考波前质量均满足设计要求,并分析了公差容限以确保镜头具有可实际加工性.根据可变波长标准...     

基于光反馈的双波长光纤环形激光器有源传感

提出了一种基于光反馈的双波长光纤环形激光器有源传感的模型。通过光纤光栅对激光器的波长进行选择, 输出不同波长的两路光反馈信号, 实现光纤环形激光器的波分复用。根据光纤环形激光器的超越方程, 理论上得出系统的输出变化。系统的输出信号与自混合干涉有着相同的灵敏度, 同时可根据条纹的倾斜情况辨别物体的运动方向。系统中的激光器不仅作为传感光源, 同时也作为传感敏感元件, 实现光纤环形激光器的有源传感。模拟分析了两路不同波长信号之间的变化关系, 考虑外部靶面位移大小对系统输出的影响。实验观测的结果与模拟结果相一致。