南京邮电大学, 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210046
文章提出了一种微流控多功能器件, 利用介质上电润湿(EWOD)效应灵活改变进光能量, 可实现可变光圈、可变光衰减器和光开关等多个功能。其具有结构简单、体积小、操作简便、应用广且灵活和成本低等优点。文章分析讨论了所提微流控多功能器件的光学特性并做了结构优化。研究结果表明, 所提微流控多功能器件的插入损耗很小, 仅为0.014 dB; 液体可变光圈的通光孔径变化范围为0~0.506 mm; 可变光衰减器理论上具有0 ~100% 的可变衰减范围, 外加 91.1 V电压时的衰减量为40.2 dB; 微流控光开关无电压时处于“关”状态, 外加电压大于135 V时, 处于 “开”状态。
微流控光学 介质上电润湿 可变光圈 可变光衰减器 光开关 optofluidic EWOD variable aperture variable optical attenuator optical switch
1 上海理工大学上海市介入医疗器械工程研究中心，上海 200093
2 上海电缆研究所，上海 200093
模场直径作为单模光纤的一个重要参数，远场可变孔径法是GB.15972.45-2008中推荐的测量方法。本文分析了单模光纤中传播光场的分布，其中光场的模式行为是亥姆霍兹方程的解，理论上应满足贝塞尔函数。对此，本文基于远场可变孔径法提出一种利用贝塞尔函数拟合光纤出射光场分布，进而由拟合得到的模场分布曲线计算模场直径。与目前常用的远场可变孔径法相比，在测量数据正常时，本方法与常用方法测量精度相当。当测量数据存在误差时，本方法仍能保证测量结果的稳定性与准确性。
光纤 模场直径 远场可变孔径法 贝塞尔函数拟合 模场分布 optical fiber mode field diameter far field variable aperture method Bessel function fitting mode field distribution
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海电缆研究所, 上海 200093
3 上海理工大学 医疗器械与食品学院, 上海 200093
光纤的模场直径是评价光纤性能的一个重要参数。测量单模光纤模场直径的常用方法是远场可变孔径法。通过测量给定单模光纤透过不同尺寸孔径光阑的多组远场辐射光功率数据并对实测数据进行处理,可得到被测光纤的模场直径。在实际测量过程中,为了消除被测光纤模场中心与孔径光阑中心偏离引起的测量误差,应用多次函数拟合法对远场可变孔径法测得的数据进行处理,以此自动识别并排除测量数据中的个别不合理的误差数据,从而有效提高模场直径的测量精度。
模场直径 可变孔径法 函数拟合法 mode field diameter variable aperture method function fitting
1 成都工业学院 电子工程学院, 四川 成都 611730
2 电子科技大学 光电科学与工程学院, 四川 成都 610054
3 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
为了解决观看视角与光学效率的相互制约关系, 设计了一种基于可变孔径针孔阵列的集成成像3D显示器, 建立了3D成像模型, 通过几何光学推导观看视角以及光学效率的计算公式; 详细阐述了如何通过改变透光孔的孔径宽度来调节观看视角以及光学效率; 研制了基于可变孔径针孔阵列的集成成像3D显示样机, 通过液晶显示屏实现电控可变孔径针孔阵列, 通过实验验证了可以通过增大或者减小透光孔的孔径宽度来增大3D图像的亮度或者观看视角。
集成成像 可变孔径 针孔阵列 观看视角 光学效率 integral imaging variable-aperture pinhole array viewing angle optical efficiency 红外与激光工程
2018, 47(6): 0603005
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 光电测控与光电信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
3 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
为解决红外地球敏感器地面性能测试实验中需要模拟多种地球张角的现实问题, 文中利用准直光学系统模拟目标, 对多轨道红外地球模拟的技术进行了深入研究。提出一种可变地球张角模拟的总体方案, 并对模拟器各关键部分锗准直透镜、可变地球光阑等进行了详细的光机结构设计, 给出了设计结果和设计方法。针对地球模拟器地球张角检测的需求, 还提出一种地球张角检测方法, 搭建了检测装置, 并对模拟的不同轨道对应的地球张角进行了实测, 结果表明: 对应于18 000、35 786、42 000 km三种轨道高度的地球张角模拟精度均优于±0.05°, 完全符合对红外地球敏感器的标定要求。
地球敏感器 可变光阑 结构设计 热力学分析 earth sensor variable aperture structure design thermodynamics analysis 红外与激光工程
2017, 46(12): 1204004
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心,吉林 长春130022
为了提高红外地球敏感器的地面测试与标定精度,以地球模拟器能够精确达到技术指标为目的,对地球模拟器光学系统进行研究。在光学系统中将地球光阑放于锗准直透镜的焦平面附近,使得通过地球光阑的光入射到锗准直透镜后,以平行光出射到红外地球敏感器上。同时根据卫星在同步轨道、更高轨道和较低轨道所使用的红外地球敏感器地面标定试验的需求,采用更换地球光阑的方案,提供了三种不同的地球张角。计算结果表明,地球模拟器边缘处成像清晰,且三种不同轨道的地球张角误差均小于±0.05°。该方案设计的地球模拟器可准确在地面上模拟卫星在太空中所看到的地球,满足了地球模拟器的整体性能要求。
地球模拟器 锗透镜 红外光学系统 可变光阑 earth simulator germanium lens infrared optical system variable aperture
1 北京理工大学光电学院， 北京 100081
2 内蒙古科技大学信息工程学院， 内蒙古 包头 014010
为了满足激光器生产过程中快速检测激光发散角的需求，研制了一套激光发散角快速测量系统。测量系统采用焦点法测量激光发散角，利用可变光阑法确定透镜焦点处激光束的直径。为了提高测量系统的自动化程度，基于LabView软件开发平台开发了测控软件。可实现对不同孔径小孔光阑的自动更换测量，记录相应的透过能量值，计算激光束发散角，并进行保存和打印。实验结果表明，测量系统测量结果准确，测量误差小于0.05 mrad，自动化程度高、操作简便，能够满足激光发散角快速测试的要求。
测量 脉冲激光 发散角 可变光阑法 中国激光
2012, 39(11): 1108005
本文提出等效远场的可变孔径方法,由测量光纤远场累积分布求得模场半径。并且利用Petermann关于模场半径的新定义,推出了一种对非高斯模场分布也适用的求模场半径的方法。实验表明,这种测量方法简便可靠,在不同的制备端面下,重复测量的标准误差小于0.04μm。
等效可变孔径 单模光纤
