1 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 200120
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
提出一种基于全光纤光谱干涉的多路超短脉冲大动态范围时间同步单次测量方法,弥补了非线性相关法测量同步状态时测量范围小和示波器测量时分辨率差的不足,解决了同步测量中空间光路的复杂性和单次实时测量的难题。首先对多路光纤阵列干涉测量进行仿真计算,然后设计四路脉冲传输的光路并在实验中验证多路同步单次测量方法的可行性,最后详细分析测量误差的来源和影响。该测量方法的最小同步时间精度为5.3 fs,测量范围为1.055~14.751 ps,与仿真结果有较好的一致性。该测量方法具有光纤链路易于集成、光谱干涉数据处理速度快、测量信号能量需求低等优势,在多路超短脉冲激光相干合束系统中有重要应用前景。
测量 同步测量 超短脉冲 光谱干涉 光纤阵列 单次测量 中国激光
2021, 48(16): 1604003
东南大学能源与环境学院, 江苏 南京 210096
针对燃煤电厂颗粒物超低浓度排放在线检测的需求,在激光散射法的基础上提出了利用光强调制技术的颗粒物浓度在线测量方法。结合波长调制技术提出了气体与颗粒物浓度同步测量的方法,同时建立了波长调制下散射光信号的数学模型。理论分析及仿真结果表明:气体浓度与归一化二次谐波幅值的峰值成正比,颗粒物浓度与消除气体吸收后的散射光信号的一次谐波幅值成正比。利用1392 nm的近红外激光器对蚊香燃烧时产生的颗粒物与水蒸气浓度进行同步测量。实验结果表明:测量的水蒸气浓度值与温湿度传感器测量值之间的偏差小于3%,颗粒物浓度的特征值与粉尘仪测量值具有高度线性关系,拟合因子为0.9973,实现了基于波长调制技术的颗粒物与气体浓度的同步测量。
散射 波长调制 浓度 同步测量
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜, 搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题, 在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间 非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果 表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。
光谱 偏振成像仪 单色仪 同步测量 自动测试系统 spectrum polarization camera monochromator synchronization measurement automatic testing system
1 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 微电子学院, 天津大学, 天津 300072
利用自主搭建的实验系统, 同步实时地测量了热致相变材料二氧化钒(VO2)薄膜在相变过程中的反射率及其涨落(噪声谱).实时傅里叶变换采集卡测得的噪声谱不仅可以像反射率测量一样给出样品的相变温度(55℃), 还在样品的高温区金属相里发现了一个明显的噪声峰(位于15~20 MHz), 而低温区半导体相的噪声谱几乎是平坦的.这种噪声峰也反映了薄膜样品中低温半导体相和高温金属相的晶体结构差异.噪声谱测量可以广泛地应用于相变材料的研究.
二氧化钒薄膜 噪声谱 同步测量 半导体-金属相变 反射率 vanadium dioxide thin film noise spectrum simultaneous measurement semiconductor-metal transition reflectance
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
提出应用于激光脉冲高精度时间同步测量的技术方案。利用时间数字转换技术, 精确测量激光脉冲相对延时, 测量精度可小于10 ps(峰谷值)。为满足测量电路对脉冲宽度的要求, 设计针对短脉冲激光的电脉冲展宽模块, 可以将百皮秒量级的电脉冲展宽至纳秒量级, 引入时间抖动的均方根值小于2 ps。该测量方案实现了实时高精度时间同步测量, 可以作为时间同步反馈补偿的实时监测使用。
激光器 高功率激光驱动器 光参量啁啾脉冲放大 时间同步 同步测量 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 081401
1 解放军理工大学 气象海洋学院, 江苏 南京 211101
2 解放军93318部队气象台, 辽宁 开原 112300
3 南京英恩特环境技术有限公司, 江苏 南京 210007
为了实现对降水粒子尺度、形状、速度等微物理特征的同步测量, 提出了一种基于单帧双脉冲成像的降水粒子测量方法, 并搭建了降水微物理特征测量仪样机, 该样机由脉冲光源、面阵图像传感器、以数字信号处理(DSP)芯片为核心的采集与控制单元、数据处理单元组成。然后研究了利用点扩散函数进行图像复原的方法, 以及利用曝光参数进行粒子捕获概率修正的方法, 并利用定标小球进行了检验。最后使用该仪器在南京地区进行了降雨外场实验, 并与OTT雨滴谱仪进行对比。实验结果表明: 仪器可以同步测量雨滴的形状、轴比、速度与尺度等微物理特征, 与经验模型具有良好的一致性; 与OTT雨滴谱仪的雨滴谱分布和降雨强度有很好的一致性, 二者测量降雨强度的标准偏差为1.57 mm/h, 相关系数达到96 %。该仪器对降水微物理特征具有更好的测量效果, 可以在野外长期无人值守运行, 在大气物理研究、数值天气预报模式、水文学研究等领域有着广阔的应用前景。
降水粒子 微物理特征 同步测量 单帧双曝光 面阵图像传感器 precipitation particle micro-physical feature synchronize measurement double exposures in one frame array image sensor
1 中国科学院半导体研究所，北京100083
2 天津大学 电子信息工程学院，天津300072
利用射频磁控溅射方法在蓝宝石衬底上制备了氧化钒薄膜，X射线衍射的测量结果表明薄膜的主要成分是多晶二氧化钒.实现了二氧化钒薄膜半导体金属相变过程的电阻和五个不同波长下薄膜反射率的同步测量.实验结果表明，电学和光学测量都在相变过程中出现回滞曲线，但是二者的表现形式有明显差别.当用光学方法探测时，同一次相变过程中不同区域的反射率曲线几乎完全重合，证明了薄膜样品的均匀性.
二氧化钒薄膜 电学方法 光学方法 同步测量 反射率 vanadium oxide film electrical method optical method simultaneous measurement reflectivity
1 重庆科技学院电子信息工程学院， 重庆 401331
2 湖北三峡大学理学院， 湖北 宜昌 430070
3 武汉铁路职业技术学院电子学系， 湖北 武汉 430070
设计了分布式光纤光栅应变和温度同时测量系统, 结合空分和波分复用技术解决光纤光栅传感网络的复用寻址问题, 基于全同光栅技术，解决了传感光栅对应变和温度交叉敏感的难题，并且实现了多点温度和应变的同时测量。对测量系统的光路和硬件电路进行了具体的设计，系统的硬件电路以现场可编程门阵列(FPGA)为核心，对整形为矩形脉冲的光电转换信号电压进行采集和信号处理，可与上位机实现通用异步接收/发送(UART)和通用串行总线(USB)通信，在上位机上实现被测点温度、应变的标定和动态显示，可高精度并行测量和解调上百个外界被测信号。实验表明，该系统具有灵活、稳定、易维护、高精度等优点，可被应用到大型、多点安全监测工程，其应变和温度测量误差分别为±6 με和±0.5 ℃。
光纤光学 同步测量 交叉敏感 全同光纤布拉格光栅
山西大学,物理电子工程学院,量子光学与光量子器件国家重点实验室,太原,030006
提出了一种基于光电双开关进行同步测量单光子的方法.这种测量方法能够有效抑制背景光以及由背景光引起的后脉冲和死时间对单光子测量的影响,有效地减少了单光子探测中的误计数,改善了单光子测量的信噪比.同时,避免了单光子探测器通常工作在门控电压方式下产生自发光子辐射的缺点.
单光子 同步测量 光开关 后脉冲
