中国科学院空天信息创新研究院 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
针对目前传统的地物光谱仪对光信号强度要求较高, 只能白天使用, 无法在夜间使用而导致夜间遥感在轨辐射定标不确定度较高的问题, 提出一种将传统光谱仪的CCD(Charge-Coupled Device)探测器与像增强器直接耦合提升光谱仪低照度条件下信息获取能力的技术方案。基于该技术方案的光谱仪可有效实现地面目标光谱信息的夜间测量。相关测试试验结果表明: 在入射光源只有月光和星光的条件下, 该微光光谱仪可有效实现对地面目标光谱信息的测量, 且性能良好稳定, 未来可应用于夜间遥感定标、夜间目标光谱信息获取等应用领域, 为夜间遥感在轨定标精度的提升奠定技术基础。
夜间遥感 微弱光光谱仪 直接耦合 像增强器 nighttime remote sensing low level light spectrometer direct coupling image intensified
北京自动化控制设备研究所 惯性技术国防科技重点实验室, 北京 100074
无人机、机器人以及自动驾驶等领域对光纤陀螺尺寸、重量、成本综合性能提升有着迫切的需求, 具有小体积、高性能、低成本等技术优势的集成化光纤陀螺成为目前的研究热点。文章梳理了美国、俄罗斯等在集成化光纤陀螺方面的最新研究成果和产品技术动态, 从集成光学芯片设计加工、微小型高对称光纤环圈绕制、集成光学芯片与微小型光纤环圈直接耦合三个方面, 阐述了集成化光纤陀螺面临的技术和工艺难题, 分析了解决方案。最后, 展望了集成化光纤陀螺的未来发展趋势和应用前景。
集成化光纤陀螺 集成光学芯片 微小型光纤环圈 直接耦合 integrated fiber optic gyroscope integrated optical chip miniature fiber coil direct coupling
1 福州大学机械工程及自动化学院,福建 福州 350108
2 福州鑫图光电有限公司,福建 福州 350026
间接式X射线探测器(IXD)的性能随着医学诊断、工业无损检测、安全监测以及科学研究等领域对成像要求的逐步提高而得到不断提升,进而推动了低辐射剂量、高分辨率、快速实时X射线成像探测技术的进一步发展。闪烁屏和图像传感器作为IXD的核心器件,伴随着闪烁体材料、半导体制造工艺和集成电路技术的进步得到了快速发展。为实现图像在闪烁屏和图像传感器间进行有效传输,通常采取3种耦合方式:光纤耦合、光学透镜耦合和直接耦合。本文主要介绍了闪烁屏和图像传感器的研究进展以及3种耦合方式的结构和特点,并对IXD未来发展的趋势进行了展望。
X射线光学 间接式X射线探测器 闪烁屏 图像传感器 光纤耦合 光学透镜耦合 直接耦合 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0700003
1 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
2 中国通用技术研究院,北京 100091
通过将直径为 40 mm的像增强器与全画幅尺寸 CMOS直接耦合,对大尺寸直耦工艺进行了研究。针对使用透镜耦合制成的大尺寸 ICCD/ICMOS体积大、光能损失大以及光锥耦合的器件莫尔条纹较多等问题提出采用直接耦合的工艺制作 ICCD/ICMOS。文中研制的大尺寸 ICMOS可获取更大视场内的信息,整机分辨率可达 3800×1900 LW/PH,画面清晰,无明显莫尔条纹,结构紧凑,整机仅为手持数码相机大小,隐蔽性强,有利于在复杂环境中更准确、快速地获取目标信息。
直接耦合 光锥耦合 微光增强 direct coupling, ICMOS, light cone coupling, low l ICMOS
1 西南科技大学 理学院, 绵阳 621010
2 西南科技大学 计算机科学与技术学院, 绵阳 621010
为了解决分布式反馈激光器的光发射次模块耦合封装中存在最大耦合效率局限的问题,采用楔形截顶光纤微透镜代替分立式透镜的直接耦合的方法, 得到斜面倾角0.6rad、耦合距离60μm、半宽度15μm的楔形截顶光纤端面模型。在此基础上与分立式和直接耦合进行对比, 讨论了纵向、横向和角度偏移误差。结果表明, 纵向耦合距离在-21.45μm~56.79μm, 角向耦合角度在-8.3°~8.5°, 耦合效率始终大于70%;结构整体容忍度较高, 耦合效率达84.40%。该研究可为下一代分布式反馈激光器的次发射模块耦合封装器件提供新的解决方案。
光通信 截顶楔形光纤微透镜 失配容忍度 分布式反馈激光器 直接耦合 optical communication truncated wedge-shaped fiber microlens mismatch tolerance distributed feedback laser direct coupling
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 610054
光纤声传感器是一种利用光纤作为传光介质或探测单元的一类声传感器,相比传统电声传感器其具有灵敏度高、频带响应宽、抗电磁干扰等优越特性,可广泛应用于**安全、工业无损检测、医疗诊断及消费电子等领域。按照声场与光的耦合方式,把光纤声传感器分为间接耦合型和直接耦合型两种,其中,间接耦合型光纤声传感器受声耦合材料频响特性限制,存在频响不平坦、带宽较窄及动态范围小等缺点;而直接耦合型光纤声传感器克服了上述的缺点,具有广阔的发展潜力。
光纤声传感器 间接耦合 直接耦合 频率响应 灵敏度 optical fiber acoustic sensors indirect coupling direct coupling frequency response sensitivity
光纤陀螺光路结构中, Y波导器件与保偏光纤环通过尾纤熔接的方式连接形成闭合回路来敏感系统相对惯性空间的转动信息, 而熔接点引入的偏振交叉耦合以及背向反射是制约光纤陀螺测量精度进一步提高的主要因素。为此, 提出了一种实现保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合的方法, 并制作了两者直接耦合的敏感环光路。经实验测试, 光路中Y波导器件的插入损耗典型值为2.7dB, 分光比优于48/52~52/48, 偏振串音优于-30dB, 性能指标与常规的Y波导器件相当。该光路模块理论上有利于减小光纤陀螺系统噪声和提高测量精度。
直接耦合 Y波导 保偏光纤环 光纤陀螺 集成光学 direct coupling Y-branch LiNbO3 waveguide PM fiber coil fiber optic gyroscope integrated optics
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部国家重点实验室, 北京 100081
2 北京利云技术开发公司, 北京 100191
理论上分析了CIDC1816型直耦增强数码相机在采集静态图像过程中像增强器阴极电压衰减时间对电子光学系统横向位移的影响.实验证明了阴极电压衰减时间会对荧光屏亮度衰减时间产生影响.提出了利用电子开关的高速响应特性来减小阴极电压衰减时间,以改善该类型相机时间响应特性的方法.研究表明,当外界光照条件大于10-4 lx时,阴极电压衰减时间由80~130 ms减小到50~60 ns,电子光学系统的横向位移受阴极电压衰减特性的影响减小,荧光屏亮度衰减时间由12~26 ms减小到了3~4 ms.研究结果证明了该方法能够有效地减小像增强器阴极电压衰减时间和荧光屏亮度衰减时间,为提高该类型相机静态成像质量提供参考.
微光夜视 像增强器直耦 像增强器 阴极电压 衰减时间 电子开关 Low light level night vision Image intensifier direct coupling Image intensifier Cathode voltage Attenuation characteristics Electronic switch
南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094
硅微陀螺仪多采用微机械加工工艺制作, 其加工的相对精度较低, 从而易产生正交耦合误差, 影响陀螺仪的输出。为了优化设计硅微陀螺仪结构, 提高其性能, 本文建立了陀螺仪正交耦合系数的理论分析模型。首先, 利用能量方法推导陀螺仪驱动梁的面内刚度; 然后, 建立陀螺仪的刚度矩阵; 最后, 推导了正交耦合系数的理论计算公式。针对本课题组研制的双质量振动式硅微陀螺仪, 理论计算出其直接耦合系数为4.74×10-5, 二次耦合系数为8.44×10-7。得到的陀螺仪的正交耦合系数为4.75×10-5, 与仿真值相差8.7%。分析得到陀螺仪正交耦合系数的最大值为2.18×10-4, 与仿真值相差7.9%。最后, 实验验证了计算结果的正确性。得到的结果表明, 建立的正交耦合系数理论分析模型可为硅微陀螺仪的结构优化设计提供理论依据和实际指导。
硅微陀螺仪 正交耦合系数 直接耦合 二次耦合 silicon microgyroscope quadrature coupling coefficient direct coupling second-order coupling
南京邮电大学 光通信研究所,江苏 南京 210003
THz波调制器是太赫兹波通信系统中的关键器件之一。提出了一种基于复式晶格光子晶体直接耦合结构的双波长THz波调制器。该调制器通过在一个点缺陷中引入非线性材料 GaAs (砷化镓),可实现仅通过一个点缺陷对双波长THz波的光控调制。仿真结果表明: 当两个不同的THz波入射时,调制器插入损耗小、消光比高、调制速率快。与同类侧耦合结构调制器相比,该调制器具有更高的消光比。
复式晶格 光子晶体 直接耦合 双波长 太赫兹波 调制器 compound lattice photonic crystal direct coupling dual-wavelength THz wave modulator