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关键词： 光谱图像   稀疏模型   张量分解   压缩感知   OMP算法  

摘要： 光谱成像丰富的空间信息和光谱信息能够为弹道导弹预警探测提供重要的信息支撑,压缩感知则为实现光谱图像数据的高效采集和处理提供了有效途径。针对现有压缩感知重构多采用“空间域压缩采样和谱间传统压缩”的编码方式,仍存在一定资源浪费的问题,提出了一种基于张量分解的光谱图像压缩感知重构方法。该方法利用光谱图像数据的三维空间稀疏性,建立基于三阶张量Tucker分解的光谱图像重构模型,基于正交匹配算法设计相应的模型求解方法;将传统正交匹配算法推广到三维空间,设计一种以三阶张量为字典原子的正交匹配追踪算法,在三维空间实现光谱图像数据的压缩采样及解码重构。实验分析结果表明,该方法能够充分利用光谱图像三维数据块结构信息,有效降低重构算法复杂度,增强压缩感知重构算法性能。

关键词： 光纤布拉格光栅   位移传感装置   二维位移   大量程   结构监测  

摘要： 为了同时确定监测结构的位移大小和方向,提出了一种基于光纤光栅组合的大量程、结构简单的机械传感装置。该传感装置以U型不锈钢结构组合光纤光栅为核心传感单元,以杠杆杆件来传递位移,测点位移大小和方向可以通过杠杆杆件两侧的U型不锈钢结构上的光纤光栅波长漂移计算得出。开展了传感装置6组辅助结构(核心传感单元)的标定试验,结果表明所有传感单元均具有较高的线性度,测量范围为0~140 mm,灵敏度为4.362 pm/mm,迟滞性误差为3.25%,重复性误差为6.62%。将传感装置用于室内堆积体边坡模型试验中,研究它们在土体连续滑动变形过程中的监测性能,并与粒子图像测速技术测量的土体位移变化进行比较,两种技术数据上呈现出较好的一致性、吻合度较高,表明所研发的光纤光栅矢量位移测量传感装置能够准确捕获坡面矢量变形,在智能监控领域有广阔的应用前景。

关键词： 少模光纤   铌酸锂   三硫化二砷   电光效应   色散  

摘要： 提出了一种采用LiNbO3晶体为包层、光轴方向沿光纤轴线方向的中红外硫系少模光纤,采用全矢量有限元法研究了外加电场对LiNbO3晶体的主轴折射率比和光模式的传输特性的影响。结果表明,在2.25~3.85μm波长范围内,模式有效折射率与功率限制因子均随着波长增大逐渐降低,而差分模时延呈现上升趋势。外加轴向电场不但会减小各光模式的有效折射率与差分模时延,而且会增强对各模式能量的限制,并随着模式阶数升高,电场的限制就愈发明显。无外加电场时HE11模色散随波长增大而呈现上升趋势,而HE_(21),TE_(01)和TM_(01)模色散呈现抛物线型分布,且存在2个零色散波长。当电场增大时,光模式的色散均会增大并会导致色散零点蓝移。电场为4×10^(9)V/m时,HE_(11),HE_(21),TE_(01)和TM_(01)模短波长处的零色散波长比无电场时分别蓝移0.5695μm,0.3915μm,0.3862μm和0.5594μm。

关键词： 结构健康监测   光纤Bragg光栅   不均匀沉降   静力水准仪   监测性能  

摘要： 为实现对建筑结构不均匀沉降的有效监测,基于光纤光栅与连通器的基本原理,该文设计了一种压差式光纤光栅静力水准仪,并对该水准仪进行了理论推导、标定试验及静态特性分析。试验结果表明,该水准仪灵敏度为6.5 pm/mm,线性拟合度R^(2)为0.999,非线性误差为1.48%,迟滞性误差为0.74%,重复性误差为5.72%,总精度为5.95%。为增大该水准仪灵敏度特性,对原有的波纹膜片改进与分析,结果表明,改进后的水准仪灵敏度为11.87 pm/mm,较改进前提升了约1.8倍。该结构形式的水准仪可对建筑物的沉降进行有效监测,为建筑物结构健康监测提供有效的技术支持。

关键词： 激光雷达   臭氧   紫外   光栅   光谱仪和光谱仪器  

摘要： 为了实现差分吸收激光雷达对臭氧浓度和气溶胶的同时探测,对常见的三通道分光光谱仪进行改进优化。确定光谱仪初始结构后,使用光栅方程对四通道的摆放位置进行计算分析。使用球面镜和全息光栅,通过添加距离约束,将四个光谱通道控制在合理的机械结构范围内,最终设计了一款四通道分光、低F数的光谱仪系统。该系统使用圆阵列转线列光纤,提高了接收系统对大气回波信号的接收强度,实现了对266,289,316,532 nm回波信号强度的精确探测。设计结果表明,光谱仪系统可连接0.12数值孔径的线列光纤,在266,289,316 nm光谱分辨力优于0.5 nm,在532 nm处光谱分辨力优于1 nm,满足激光雷达探测光谱分辨率的要求。分析了光谱仪出射狭缝的曲率半径和圆心位置。该设计可实现激光雷达对气溶胶和臭氧的同时探测,简化了系统结构。

关键词： 近单频光纤激光器   环形腔   双环腔法   光纤光栅   游标效应   Optisystem仿真  

摘要： 近单频光纤激光在相干合成、光通信、激光测量及光谱分析等领域具有独特的优势。目前,采用环形腔光纤激光器实现近单频输出被科研工作者们广泛关注。环形腔光纤激光器中主要使用可调谐光纤光栅滤波器、可调谐带通滤波器、可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器以及可饱和吸收体等实现更好的近单频输出,输出激光的光谱受到滤波器带宽以及环形腔数量的影响。因此,基于光纤光栅选频,使用Optisystem软件进行仿真,通过改变环形腔数量和光纤光栅的3 dB带宽,得到了边模抑制比为88.20 dBm的近单频激光输出。

关键词： 高中物理   光的全反射   解题  

摘要： 在初中物理中,光学部分学习了光的直线传播、影、平面镜成像、凸透镜成像、折射、色散等.高中光学部分知识继初中部分进一步加深,光的折射和全反射成了高中光学的重点部分.本文论述高考对折射和全反射的考查形式,并总结此类问题的解题技巧.

关键词： 体布拉格光栅(VBG)   波长锁定   窄线宽   全固态激光器  

摘要： 半导体激光器的发射波长随工作电流和温度的改变而变化,从而影响输出激光的有效线宽和波长稳定性,无法满足固体激光器中增益介质对泵浦源波长和线宽的要求。使用自主研发的衍射效率为9.9%的878 nm反射式全息体布拉格光栅(volume Bragg grating, VBG)作为半导体激光器的反射腔镜,可以将激光发射波长锁定在设计的878 nm附近,输出线宽仅为0.3 nm,波长电流漂移系数为0.015 nm/A,温度漂移系数为0.007 5 nm/℃。利用波长锁定的半导体激光器作为泵浦源、自主研发的衍射效率为98.71%和94.32%的1 064 nm VBG作为前后腔镜以及掺杂浓度为0.3%的Nd∶YVO4晶体作为增益介质搭建全固态激光器,经过空间光路的调试,获得中心波长1 064.2 nm、线宽0.29 nm的连续稳定激光输出。

关键词： 成像系统   液晶透镜   无偏振片成像   非锐化掩蔽模型  

摘要： 液晶透镜是一种新兴的可以电控调焦的液晶器件,无需机械移动就可以实现对焦、变焦和深度测量,因此被广泛应用于摄影摄像、显微成像、虚拟现实等领域。提出一种优化的液晶透镜无偏振片成像技术。该技术结合非锐化掩蔽模型,通过分析图像像素值的变化,估算得到环境光中寻常光分量的占比,并使用非对焦图像和对焦图像进行处理,获得高质量图像。实验结果表明,优化后的技术能够有效增强图像对比度,获得优质图像。