Author Affiliations
Abstract
1 School of Optical and Electronic Information, National Engineering Laboratory for Next Generation Internet Access System, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Department of Electronics and Information Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
3 Yangtze Optics Electronics Co., Wuhan 430074, China
This Letter shows the Vernier effect based on two segments of PANDA polarization maintaining fiber (PMF), whose lengths are 28 and 23 cm, respectively. The two PMFs are spliced together, and the angle between the fast axes is set to 45°. This cascaded PMF is inserted in a Sagnac loop to form an interferometer that can generate the Vernier effect. The spectrum consists of finesse fringe and envelope and realizes simultaneous measurement of strain and temperature. The envelope can provide strain and temperature sensitivities of 58.0 pm/με and 1.05 nm/°C. The finesse fringe provides sensitivities of 5.9 pm/με and 1.36 nm/°C.
060.2370 Fiber optics sensors 060.2420 Fibers, polarization-maintaining 120.3180 Interferometry Chinese Optics Letters
2019, 17(8): 080601
1 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
2 中北大学电气与控制工程学院, 山西 太原 030051
3 中北大学计算机与控制工程学院, 山西 太原 030051
考虑到现有Stokes参量获取方法测量速度慢、 测量精度低、 系统结构复杂等特点, 提出了一种基于双液晶可调相位延迟器(liquid crystal variable retarder, LCVR)和声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)的光谱偏振成像系统中全Stokes参量的新获取方法。 从AOTF和LCVR的工作原理出发, 介绍了系统的基本探测原理; 根据偏振分析提出了快速获取全Stokes参量的新方法——该方法选取四个固定的LCVR控制电压, 同时控制两个相同的LCVR对光波进行相位调制, 得到四组(八个)两两相同的相位延迟量即可求得Stokes参量。 此外, 设计了能够稳定输出均方根为0~+8.72 V连续可调方波的LCVR控制器, 并对其进行定标, 实现了不同波长下光波的精确调制。 搭建实验样机, 以偏振方向分别为0°, 90°和45°的三个偏振片P1, P2, P3作为偏振测量目标, 测得了波长为632 nm时的全Stokes参量图; 以画有夹角为30°的红色、 绿色、 蓝色三色线条的实验板作为光谱测量目标, 对400～750 nm光谱范围的71个通道(光谱带宽为5 nm)进行光谱成像, 得到了与红色、 绿色和蓝色的分析谱段范围相一致的光谱曲线。 结果表明, 该系统不仅可以快速准确地获取全部Stokes参量, 而且系统结构简单、 成像质量良好。
高光谱偏振成像 全Stokes参量 双LCVR LCVR控制器 High-spectral polarization imaging Full-Stokes parameters Double LCVR AOTF AOTF LCVR controller 光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3953
1 中北大学理学院, 山西 太原 030051
2 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
3 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
为了实现声光可调滤波器(AOTF)和液晶可调相位延迟器(LCVR)相结合的新型高光谱偏振成像系统全Stokes参量的快捷准确获取,提出了一种新的测量方法。该方法采用一个驱动信号源同时控制系统中两个LCVR，当LCVR在不同波长下进行相位调制时，依次取４个固定的驱动电压，求得不同波长下LCVR1和LCVR2的４组相位延迟，通过相应的数学计算即可快速精确求得目标光全部Stokes参量。波长为632 nm时，以偏振方向分别为0°、90°、45°的偏振片和1/4波片为目标物，毛玻璃为背景，通过系统成像后获取了全部Stokes参量的图像。结果表明，该测量方法不仅可以快速准确地获取目标物全部Stokes参量，而且系统成像质量良好。对532 nm波长下的真假树叶进行高光谱偏振成像，进一步验证了该测量方法的快捷准确和系统的可靠性。理论分析了影响Stokes参量测量精度的因素，为提高系统测量精度提供了理论基础。
光谱学 高光谱偏振成像 Stokes参量 声光可调滤波器 液晶可调相位延迟器
华中科技大学 光学与电子信息学院 激光加工国家工程研究中心, 武汉 430074
为了研究气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲横向激励大气压CO2激光器输出功率的影响, 采用了六温度模型的方法, 对工作气体中不同分子振动模式间的能量转移和激光输出功率进行了理论分析和模拟。当CO2,N2,He的体积比由4∶30∶65上升到6∶30∶65时, 脉冲功率增加, 输出延迟时间变短; 当CO2,N2,He的体积比由5∶15∶65上升到5∶35∶65时, 脉冲功率按先增加后减小的趋势变化, 在N2比例约为25时达到最大; 当CO2,N2,He的体积比为5∶30∶65、最大抽运电子密度由4×1012/cm3增加到6×1012/cm3、腔长由2m增加到4m时, 脉冲功率都会逐渐增加; 脉冲功率越大时, 输出延迟时间越短, 但有更长的拖尾现象。结果表明, 气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲输出功率有影响, 该研究为设计和优化激光器提供了参考。
激光技术 脉冲横向激励大气压CO2激光器 六温度模型 数值模拟 laser technique pulse transversely excited atmospheric CO2 laser six temperature model numerical simulation
1 国防科学技术大学电子科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 香港中文大学机械与自动化工程系, 香港
3 国防科学技术科技大学常州超媒体与感知技术研究所, 江苏 常州 213016
显微镜自动聚焦其核心问题在于聚焦函数的设计及选取，针对目前自动聚焦函数选取缺乏客观定量标准的问题，在分析聚焦函数曲线特征的基础上，设计了陡峭区宽度、清晰度比率、陡峭度、平缓区波动量、局部极值因子和灵敏度等6个定量评价指标，这些指标不仅能用于最优函数的选取，还可以为新的聚焦函数的设计提供理论依据。然后，以这些指标为依据，对目前已经提出的12种典型聚焦函数的性能进行了定量评估，评估过程考虑了图像内容多寡对聚焦函数性能的影响。最后以两阶段聚焦过程为例给出了最优函数：在粗聚焦阶段，方差函数为最优函数，在精细聚焦阶段，Brenner函数为最优函数。
显微术 自动聚焦 聚焦函数 评价指标 图像内容密度 最优函数
