1 东华大学 理学院，上海 201620
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
海洋是全球碳循环过程中的重要环节，从浮游植物光合作用开始，碳在海洋中沿食物链传递，以颗粒有机碳（POC）形式存在。对海洋中颗粒有机碳含量的探测，将对海洋碳汇能力的评估起到重要作用。在干净大洋水体中，激光雷达可根据浮游植物引起的光学性质变化实现剖面信息的探测，因此对基于高光谱分辨率技术的海洋颗粒有机碳浓度剖面探测系统性能进行了仿真分析。利用激光雷达方程对探测系统在大洋水体的最大探测深度进行了仿真；利用碘分子吸收池作滤波器，并结合大洋水体的透射窗口和激光器的工程设计，分析了不同载荷平台下探测系统的最佳工作波长。仿真结果表明，在满足单次探测系统信噪比为5的探测要求时，大洋水体50 dB动态范围下的探测深度平均在80 m；船载、机载平台探测系统最佳工作波长为532.245 1 nm和532.292 8 nm。
激光雷达 海洋POC探测 碘池滤波 性能仿真 lidar ocean POC detection iodine pool filter performance simulation 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220715
1 91245部队, 辽宁 葫芦岛 125001
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
为了有效避免自动调焦算法在验证评估过程中需要依赖于调焦硬件机构的问题, 研制了一套基于离焦图像模拟的自动调焦性能评估与仿真系统。该系统通过生成不同离焦状态下的图像, 实现如下两方面的功能: 一方面可以实现不同清晰度评价函数的性能评估; 另一方面还可以根据调焦系统的设定参数, 对调焦过程调整以及调焦窗口选取进行效果仿真和性能评估。实验结果表明, 该系统可以根据设定的光机参数, 对自动调焦过程中清晰度评价函数性能、调焦效果、搜索路径、调整耗时等性能进行初步仿真和评估。也可以为调焦系统的光学系统、机械结构以及电机驱动的设计提供一定的参考依据。
自动调焦 性能评估 性能仿真 清晰度评价函数 搜索策略 auto-focus performance evaluation performance simulation definition evaluation function searching strategy
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
利用基于近地轨道(LEO)卫星组网的红外激光掩星(LIO)技术,可对地球大气温室气体垂直廓线进行主动探测,为全球温室气体浓度廓线的测量提供新手段。介绍了基于LIO技术的大气温室气体浓度廓线的测量原理,针对最主要的温室气体CO2建立了LIO信号链路模型,通过仿真分析了工作波数对CO2探测精度的影响,并基于误差最小的仿真结果对CO2探测波数进行优化选择。采用所选波数对LIO技术的探测性能进行分析,最终得到可用于CO2浓度廓线探测的波数为4771.6215 cm
-1和4772.0240 cm
-1。在5~35 km高度的有效探测范围内,实现了0.6~1.4 km的垂直分辨率,CO2浓度探测的相对随机误差小于0.8%,最小相对随机误差(0.229%)出现在10 km处。研究结果为星载LIO大气探测系统原理样机的设计提供了重要参考。
遥感 红外激光掩星 主动探测 二氧化碳浓度廓线 性能仿真
1 泰山学院 机械与建筑工程学院,山东 泰安 271021
2 泰山学院 光伏材料与建筑一体化研究所, 山东 泰安 271021
利用光学近场激发与局域理论, 通过光学仿真软件建立银/金方阵微纳结构理论模型, 使用高分辨率光刻技术构建基于完美吸收体的聚合物/富勒烯太阳能电池结构, 实现活性层对太阳光谱从紫外到近红外全波段光谱的完美吸收, 提高了聚合物电池能量转换效率.设计和制备了结构上类似、彼此具备良好的“相容性”、在吸收光谱上互补的新型给体材料.与富勒烯受体材料混合制作三元体系的太阳能电池, 以最大程度地匹配太阳光谱, 该方法可以有效地提高器件对太阳光的响应能力, 产生大量的光生载流子, 大幅度地提高短路电流密度和开路电压.本文研究有望为获得新一代高效率、高稳定性的聚合物光伏器件提供参考.
聚合物富勒烯太阳能电池 三元体系异质结 Ag/Au matrix微纳结构理论模型 完美吸收体 性能仿真 Polymer fullerene solar cells Ternary heterojunction Ag/Au matrix micro- nano Structure Perfect absorber Performance simulation
中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
机动车尾气检测在防治机动车尾气污染中起到十分重要的作用, 非分散红外法(NDIR)气体传感器作为测量尾气 CO、CO2的核心部件, 其性能指标必须满足国家相关标准的要求。为了在设计的初始阶段实现对设计方案的优化和性能评估, 本文提出了一种 NDIR气体传感器的性能仿真分析方法, 通过计算和分析 NDIR气体传感器的响应函数来估算传感器可以达到的测量精度。将该方法应用于机动车尾气 NDIR气体传感器的设计中, 证明该方法具有一定应用价值。
机动车尾气 非分散红外 性能仿真分析 响应函数 vehicle exhaust NDIR performance simulation analysis response function
