红外与激光工程
2023, 52(9): 20230470
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 东北电力大学 电气工程学院,吉林 吉林 132012
3 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
部分相干光在湍流大气中传输时, 可以有效抑制湍流所引起的光强闪烁效应, 从而改善通信链路性能。针对Gamma-Gamma大气湍流信道模型和部分相干光的光束特性, 得到了采用OOK调制方式下部分相干光通信系统的平均误码率、中断概率和平均信道容量三个性能指标的解析表达式; 在此基础上, 分析了光束的空间相干长度和通信距离对通信链路的性能影响。计算结果表明, 在相同的大气湍流条件和传输距离下, 随着部分相干光的空间相干长度的减小, 系统的误码率和中断概率逐步降低, 在平均信噪比为30 dB时, 系统的误码率可以达到10-5, 中断概率低于10-6; 另外, 系统的平均信道容量会随着光束相干长度的减小而增加, 在信噪比等于12 dB时, 平均信道容量达到3.8 b/s·Hz-1。分析结果为部分相干光在湍流大气中实现可靠通信提供了理论依据。
部分相干光 光强闪烁 误码率 中断概率 平均信道容量 partially coherent beam scintillation bit error rate outage probability average channel capacity 红外与激光工程
2017, 46(3): 0322004
1 长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 北华大学电气信息工程学院, 吉林 长春 132021
为实现低对比度、复杂背景下隐蔽目标的探测，搭建了双液晶相位可变延迟器(LCVR)的分时全偏振成像系统，提出了基于最小2-范数条件数的系统中2个LCVR相位延迟量控制的最优化组合方案。为探测隐蔽目标的真实偏振状态，在该组合方案设置下标定得到了系统仪器矩阵，并对隐藏于树阴下的绿色涂层目标进行了野外成像实验。实验结果表明，普通强度图像中目标与背景的对比度几乎为零，而经反演得到的S0图像中目标与背景对比度为0.2525，结果进一步证明，该分时偏振成像系统可以有效地实现复杂背景下低对比度目标的探测。
成像系统 偏振成像 斯托克斯矢量 液晶相位可变延迟器 图像增强 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 061101
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 北华大学 电气信息工程学院, 吉林 吉林 132021
为了标定液晶相位可变延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder, LCVR)的相位延迟特性, 在25 ℃、405 nm波长下, 利用搭建的测量装置采集了141组实验样本, 其中71组样本为训练集, 70组样本为预测集, 利用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines, LSSVM)和支持向量机(Support Vector Machines, SVM)算法建立LCVR相位延迟量和驱动电压相关数学模型。实验表明, GASVR、PSOSVR、LSSVM方法下最大波长偏差?驻λ分别为0.013 6λ、0.013 7λ和0.004 5λ, 均方误差提高两倍, 通过比较, 说明该模型能快速准确地预测LCVR工作范围内全部波长、全部电压值下的相位延迟。该方法可作为LCVR相位延迟特性标定的有效手段。
液晶相位延迟器 最小二乘支持向量机 相位延迟 标定 Liquid Crystal Variable Retarder(LCVR) Least Squares Support Vector Machines (LSSVM) phase retardation calibration 红外与激光工程
2016, 45(5): 0517004
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
五棱镜扫描检测具有结构简单、检测周期短等优点，可实现低阶像差的高精度检测，是指导大口径、超大口径平面镜光学加工的有效途径。基于光线矢量追迹理论，建立五棱镜扫描检测系统数学模型，并采用最小二乘法推导出系统测量精度与系统主要光学元件角度变化量之间的解析表达式。在此基础上，分析了系统测量精度对元件装调精度的灵敏度，给出了系统精确装调的实施方案，并进行了系统装调试验，探索出适合大口径平面镜检测的五棱镜扫描检测系统装调流程。实验结果表明，由装调过程引起的系统测量误差可控制在40 nrad 以内。通过理论分析和装调试验，验证了使用五棱镜扫描检测技术进行大口径平面检测的可行性。
光学设计 五棱镜 系统装调 光线矢量追迹 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 062202
针对战场复杂的激光威胁源, 为检验激光告警机的多目标识别能力, 研究了一种多路激光同步控制输出的模拟信号源, 并提出了基于FPGA技术与光电闭环反馈校正技术相结合的同步控制方案。经过实验测试, 同步控制精度小于0.1μs, 证明了系统的可行性。
多路激光器 光电探测 同步控制 multi-channel laser FPGA FPGA photoelectric detection synchronization control
1 华中农业大学农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室， 武汉 430070
2 华中农业大学理学院物理系， 武汉 430070
3 华中农业大学应用物理研究所， 武汉 430070
研究了在电转染过程中利用红外光谱分析技术进行细胞破损检测的可行性。电转染是在进行基因工程实验时利用电穿孔方法将细胞外的基因导入细胞内部并使其表达的一种常用手段。细胞在电转染过程中会因为受到强烈的外界电压刺激而穿孔破损。分别获取了猪肾细胞破损前后的红外光谱，并结合计算机软件对2200～2600 cm-1区域的光谱数据进行了二阶导数分析处理。在此区域内，发现细胞破损前后的特征峰区别明显：破损细胞特征峰的峰形尖锐且强度大，而正常细胞的峰形较宽且相对强度较弱。这一结果为鉴别细胞破损提供了依据，并为进一步运用红外光谱技术研究细胞破损提供了参考。
红外光谱 电转染 细胞破损 二阶导数 infrared spectrum electric transfection cell disruption second derivative
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
为有效减小多圈编码器体积、重量并满足高位数多圈记忆的要求, 设计了轻量化绝对式多圈光电编码器。多圈编码器采用绝对式矩阵码盘设计, 将编码器的绝对码设计在齿轮上, 减小了以往绝对式多圈编码器的多级码盘结构和齿轮结构；采用多级齿轮串行结构, 缩小了多圈编码器齿轮的高度, 便于安装、结构简单。设计的14位超高位数绝对式多圈光电编码器, 外形尺寸为60mm×20mm, 圈数为214=16384圈, 实现了电机转动圈数的绝对记忆功能, 具有圈数记忆位数高、重量轻的特点。
绝对式多圈光电编码器 高位数 小型红外光电元件 multi-turn absolute encoder super high memory bit small-sized infrared photoelectric device
文章在分析无线正交频分复用(OFDM)技术和单模光纤偏振特性的基础上, 研究了一种基于多输入多输出(MIMO)框架的光OFDM系统并搭建了实验平台。系统将两路12Gb/s OFDM信号通过偏振复用为24Gb/s信号, 实现了两路信号的解调输出。实验证明, 该系统可扩展光纤信道中的频谱划分, 增大信道容量, 具有较强的对抗光纤色散的能力。
多输入多输出 光正交频分复用 偏振复用 光纤通信 MIMO optical OFDM polarization multiplexing optical fiber communication
长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022
对空间相干光通信系统进行了简单描述, 对相干光锁相环(OPLL)技术进行了详细的分析, 提出了一种基于激光器温度控制和PZT腔长控制的激光锁相技术。该技术集双重控制体系于一体, 和传统OPLL相比, 具有更快的频率扫描速度、更高的相位灵敏度。实验证明, 该技术在空间相干光通信解调中大大地提高了系统效率。
光锁相环 温控 双重控制 OPLL temperature control PZT PZT dual control
