吴金贵 1,2,3王小勇 1白绍竣 1吴铠岚 1,3[ ... ]林栩凌 1,3,*
作者单位
摘要
1 北京空间机电研究所,北京 100094
2 首都师范大学数学科学学院,北京 150001
3 兰州大学物理科学与技术学院,甘肃 兰州 730000
Overview: In order to achieve the measurement of gravitational wave signals in the millihertz frequency band, the space-based gravitational wave detection projects such as LISA, TianQin, and Taiji projects, which are based on laser interference systems, require the hardware noise floor of the interferometers to be lower than the interstellar weak light shot noise limit. This imposes stringent engineering specifications on the optical-mechanical design and the corresponding interferometer payload. This paper approaches the issue from the perspective of detection mode selection and derives the expressions of readout noise and stray light noise in the interference signal under the single detector mode and the balanced mode. Furthermore, a detailed discussion is provided on the weak-light interference process of the scientific interferometer. The results demonstrate that the balanced mode is capable of suppressing the interference phase noise caused by laser power fluctuations and backscattered stray light across multiple orders of magnitude. However, the suppression capability is constrained by the unequal splitting property of the beam combiner. To address this, a relative gain factor is introduced to compensate for the unequal splitting property of the beam combiner. Further analysis reveals that electronic gain compensation can only eliminate the impact of unequal splitting on one of the two noises rather than both simultaneously. Therefore, a balance must be struck in selecting gain compensation between the suppression of laser power fluctuation noise and stray light noise. Even with this consideration, the balanced mode still offers significant noise suppression capabilities at a magnitude difference, thus potentially reducing the engineering requirements for laser power fluctuations and telescope backscattered stray light.
引力波探测 平衡探测模式 读出噪声 杂散光分析 gravitational wave observation balanced detection mode read out noise straylight analysis 
光电工程
2024, 51(2): 230134
光电工程
2023, 50(11): 230219
作者单位
摘要
1 北京空间机电研究所, 北京 100094
2 南京理工大学 计算机科学与技术学院, 江苏 南京 210094
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
太赫兹成像是空间光学遥感成像领域的新方向, 然而太赫兹成像分辨率受到器件加工和制造工艺水平限制。为了提高太赫兹成像的图像分辨率, 提出一种改善太赫兹过采样成像的图像处理方法。首先, 对响应在太赫兹谱段的目标进行错位观测形成多路观测结果; 然后, 对多路观测的太赫兹图像进行范数优化约束和增强滤波; 最后, 将经过范数优化约束和滤波增强后的多路太赫兹图像重构成一幅分辨率更高的图像。实验证明: 这种方法能够在抑制背景噪声的同时, 有效提高目标边缘连续性。从图像质量评价指标上看, 所提方法相较于传统方法能提升图像的有效细节信息, 进而增强图像质量。
太赫兹成像 增强 遥感图像 滤波 空间光学 terahertz imaging enhancement remote sensing image filtering space optics 
红外与激光工程
2017, 46(11): 1126002
作者单位
摘要
北京空间机电研究所, 北京100094
深空探测对于人类开发利用太空资源、探索宇宙起源具有重要意义。作为深空探测的一个重要组成部分, 遥感载荷起着无法替代的作用。由于深空探测作用距离远,导致遥感载荷的信噪比很低,因此如何有效地从弱信号中检测出有用信号是深空探测技术中必需解决的关键技术。根据未来深空探测对低于散粒噪声的超微弱信号探测的需求,基于量子压缩态光场的散粒噪声小于标准量子极限的特点,提出一种基于量子压缩态光场的弱信号探测技术,给出了原理探索实验验证的结果。由于压缩光的量子特性会随着作用距离的增加而衰减, 为了更贴近应用, 设计了在接收端进行压缩光注入的新型激光雷达载荷方案, 并给出了仿真的结果。
深空探测 弱信号 量子 压缩态 deep space exploration week signal quantum squeezed states 
红外与激光工程
2017, 46(9): 0913002
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国电子科技集团公司第十三研究所 第十六专业部, 河北 石家庄 050051
3 北京空间机电研究所, 北京 100094
介绍了一种将可见光图像转换为红外图像的装置.装置的核心器件是利用MEMS工艺制作的可见光/红外图像转换芯片.红外图像生成装置包括可见光图像生成系统、可见光/红外图像转换系统以及红外图像投影光学系统三部分.红外图像生成装置产生的红外图像辐射波段覆盖8~12 μm, 分辨率达到了20 lp/mm, 可模拟温度范围为20~150 ℃, 图像非均匀性小于5%, 几何畸变小于3%.
红外图像生成技术 半实物仿真 光学微电子机械加工器件 infrared image generation technology hardware-in-the-loop (HWIL) optical micro-electro-mechanical devices 
红外与毫米波学报
2017, 36(4): 466
作者单位
摘要
北京空间机电研究所, 北京 100094
针对传统光谱偏振成像系统普遍存在的系统结构复杂、需要动态调制、光通量低等问题,提出一种基于静态调制的光谱偏振成像系统,将静态调制偏振探测方法与Savart偏光镜干涉成像原理相结合,可在成像过程中实时获取目标的光谱信息和全部四个Stokes偏振信息.与传统系统相比较,该系统具有无运动部件、无需动态电控调制、没狭缝限制、光通量大等优点.介绍了系统组成和基本原理,搭建了实验装置,实验装置包括二次成像光学系统、偏振调制模块、干涉成像模块、CCD图像采集及数据处理模块等,成像谱段范围为可见光近红外(480~950 nm).利用实验装置对白板、飞机玩具模型进行了成像实验,验证了该系统的光谱偏振成像数据获取能力.对静态调制的偏振测量精度进行了验证,偏振测量统计误差小于5%.实验结果验证了系统原理的正确性和可行性,获取的光谱偏振成像数据在目标识别、目标分类、遥感探测等方面具有较高的应用价值.
光谱偏振 静态调制 Savart偏光镜 Spectral polarization Static modulation Savart polariscope 
光谱学与光谱分析
2015, 35(4): 1129

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