激光位移传感器数据采集技术

本文介绍了激光位移传感器的性能,以及由ADS7805和单片机构成的数据采集传输设备.该系统能够检测80±15mm范围的位移量,分辨率3μm,检测精度±15μm,工作带宽2kHZ以上,可适用于多种非接触测量领域.     

基于级联调制器抽运源的1.7μm波段宽带光源

设计实验实现了基于级联调制器抽运源的1.7μm波段宽带光源。采用连续光源和级联调制器组合的方式,在反常色散区域抽运1 km的高非线性色散位移光纤,产生了超连续谱。经过光纤波分复用器的滤波后,得到了峰值波长为1748.9 nm、输出功率约为22 dBm、20 dB光谱范围为1.6~2μm、相应的谱宽约为419 nm的宽带光源。通过增加Sagnac滤波器,得到了频率周期为2.5 nm、强度周期为9.5 dB的多波长宽带光源。此外,分析了抽运功率、波长及重复频率对超连续谱展宽的影响。     

飞机-地面间激光通信天线的初始对准

提出了对飞机-地面间激光通信系统天线视轴进行初始对准的方法.论证了系统的硬件组成和算法原理,对实验数据进行了分析.应用GPS、INS等器件测定通信双方的位置、姿态等参数,通过坐标转换矩阵解算了通信双方互指的方位角和俯仰角.给出了距离为12.5 km两个通信点上的模拟初始对准实验数据,实现了视轴初始对准,确定了捕获不确定区域大小为35 mrad.实验表明,该系统可实现通信视轴初始对准,为天线扫描打下基础.     

基于PC104的精跟踪数字伺服系统的实现

随着通信技术的发展,对通信的保密性、传输速率的要求也越来越高.自由空间光通信正是其中一项高新技术.它有许多优点,如高传输速率、低功耗、高抗干扰能力、高保密性等.精跟踪伺服系统是自由空间激光通信中的一项关键技术.为了实现精跟踪伺服系统的实时性、数字化、小型化,本文设计了基于PC104的精跟踪数字伺服系统,主要讨论了基于PC104的精跟踪数字伺服系统的单元组成及重要器件的作用;实现实时、高精度数字伺服的主要措施;通过实验验证了该系统的可行性.     

星地斜程大气信道激光通信可通率研究

用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角.在能见度5 km的城币大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型.仿真结果表明,当发射...     

空间光到单模多芯光纤耦合效率分析及影响因素研究

为了降低空间激光通信系统中空间光到单模光纤的对准难度,采用单模多芯光纤对信号光进行接收。以单模七芯光纤为例,建立了空间光耦合到单模多芯光纤的数学模型,分析了数值孔径对不同纤芯排列的七芯光纤耦合效率影响,结果表明：随着数值孔径的增加,七芯光纤的耦合效率先增加、后减小;纤芯呈正六边形排列较纤芯呈直线形排列的耦合效率高。比较了存在倾斜、离焦、随机角抖动情况下空间光到单模七芯和单模单芯光纤的耦合效率,结果发现：光纤发生横向偏移时,七芯光纤耦合效率呈周期性变化,当横向偏移量分别取值10 μm,15 μm和17 μm时,多芯光纤平均耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤分别高出14.4%,39.6%,36.9%;当光纤轴向偏移0.1 mm时,七芯光纤的耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤耦合效率高约12.9%;当光纤随机抖动的幅度标准差为6 μm时,七芯光纤的耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤耦合效率高约7%. 由此可知,单模多芯光纤对倾斜、离焦和随机角抖动都有很好的抑制作用。     

天空背景光条件下空间激光通信系统粗跟踪光斑提取方法的研究

随着科学技术的迅速发展,人们对信息量的需求不断增大。空间激光通信因其具有通信速率高、通信束散角小、安全保密性高等众多优点,受到越来越广泛的应用。在空间激光通信系统中,天空背景辐射是影响系统性能的主要背景噪声。强天空背景条件下,粗跟踪光斑的提取成为了影响粗跟踪精度的主要难点。首先介绍了几种抑制天空背景光的方法,如采用原子滤光片、减小接收机口径等。在实验条件下,采取Otsu阈值处理和质心算法对粗跟踪光斑进行处理,分析天空背景光对粗跟踪成像光斑的影响。实验结果表明,在天空背景光影响下,这种Otsu阈值处理方法能够准确提取成像光斑,可以有效提高粗跟踪精度。     

基于Sutton模型研究气动光学效应

详细给出了基于Sutton模型分析气动光学效应的方法和步骤,研究的重点为亚音速机载光学平台,仿真的结果可以用于分析由于湍流边界层的影响而导致相干光束波前畸变的特性。结果表明随着马赫数的增大,Strehl比下降了52%,波前相差σ_φ′²增加了近375倍。当马赫数由0.2变化到0.6时,模糊角与光学衍射受限角之比θ_β/θ_D增加了6%,而当马赫数从0.6增至1时,两者之比增加了近44%。     

具有开窗ロ功能的高帧频面阵CCD时序驱动研究

随着机器视觉技术的不断发展和光电检测领域实际需要的变化,在许多检测环境下要帧频非常高的面阵CCD相机系统。而市面上常见的科学级相机帧频大都在几十赫兹,这对于环检测带宽要求非常高的系统来说远远不够。能否大幅提高检测环节的带宽,成为闭环检测系能否实现的关键。针对这样的情况,研制了具有“开窗口”功能的面阵CCD相机,该技术通过减输出像元个数,只输出包含有检测信息的有效像元信号,从而缩短水平位移输出时间,最终提高相机的帧频。本文阐述了使用面阵CCD TC237来实现开窗口功能的时序驱动方法及其对帧频响的研究。根据窗口开设的大小和位置的不同,帧频可以提高到几百至几千赫兹。     

CCD视频信号处理电路应用分析

首先对ＣＣＤ输出信号特性进行简要描述,然后针对ＣＣＤ信号存在复位噪声,对相关双采样法进行细致分析。为了改善视频图像,需要对图像的对比度和亮度进行调节,提出了可编程增益控制和数字化偏置控制方法。另外,对暗电子平自动和Ａ／Ｄ模数转换也进行比较深入的研究。ＸＲＤ４４６０是ＣＣＤ视频处理专用集成芯片,它包含了上面所述的所有功能。本文已成功地将ＸＲＤ４４６０ＣＣＤ视频信号处理与用芯片应用于遥感ＣＣＤ相机中,