强激光与粒子束
2024, 36(4): 043001
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室，合肥 230031
2 国防科学技术大学 电子对抗学院 红外与低温等离子体安徽省重点实验室，合肥 230037
3 先进激光技术安徽省实验室，合肥 230037
4 合肥工业大学 物理学院，合肥 230601
5 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，合肥 230026
工作于近地空间的星敏感器，其观测过程将不可避免受到天空背景辐射、大气湍流以及大气折射的影响。本文是星光成像的大气影响系列文章之一，研究了如何利用偏振滤波技术降低天空背景辐射对恒星成像的影响。基于激光雷达实测数据，计算得到了典型地区整层大气粒子的分布特性及散射特性，结合大气矢量辐射传输模型，研究了天空背景在近红外波段的偏振特性，获得了不同大气条件及观测条件下的天空偏振特性，分析了观测与太阳位置对不同波长天空背景偏振分布的影响。研究表明：使用波长较长且位于吸收带的近红外光进行观测或提升星敏感器的观测高度，可采用偏振滤波技术一定程度上抑制天空背景光。当观测方位角一定时，选取合适的观测角度可以保证在较低太阳高度时能使用偏振滤波技术降低天空背景辐射对星光成像的影响。
星敏感器 恒星成像 背景辐射 偏振分布 偏振滤波技术 Star sensor Star imaging Background radiation Polarization distribution Polarization filtering technique
针对空间用光纤陀螺，提出了一种易于在FPGA内实现的组合低通滤波技术。卫星上的执行机构——动量轮在高速旋转时，会引发星体低幅高频振动，对于卫星来说属于有害振动。如果光纤陀螺的带宽过高，则高频振动会导致光纤陀螺噪声变大，甚至出现光纤陀螺输出混频现象，从而导致卫星的控制品质变差。综合滤波器的成本和效果考虑，提出一种FIR+IIR型组合滤波器设计方案，该方案使用516个逻辑单元，只占A54SX72A芯片资源的13.8%，可以附加在光纤陀螺数字闭环的FPGA程序中，其优点是便于实现高速滤波，提高滤除高频干扰信号的效果，这样用户就不必在其他终端中单独设计滤波器，从而可降低整星的控制系统配置成本，简化空间用光纤陀螺的应用配置。
光纤陀螺 组合低通滤波技术 高速采样滤波 FOG combined low-pass filtering technology FPGA FPGA high-speed sampling filter
1 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
2 福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
光谱分辨率是声光可调滤波器(AOTF)的关键。基于声光滤波器的工作原理,通过前后串联两个滤波器,设计了基于双滤波结构的超光谱成像系统。通过对单一滤波和双滤波结构特性的理论计算和实验测量结果的分析比较,可以发现在中心波长相等的情况下,双滤波结构的光谱宽度比单一滤波结构小,说明了双滤波技术在改善光谱宽度方面的优越性。另外,利用双滤波结构,结合倒置光学显微镜,设计了基于双滤波技术的显微成像系统。基于大量的胃癌组织超光谱显微图像,选取相关系数较小的三个光谱图像,使用RGB假彩色图像融合技术进行处理。经仿真实验发现,超光谱图像融合技术能够有效地改善图像的质量。
光学器件 声光可调滤波器 双滤波技术 数字图像处理 激光与光电子学进展
2018, 55(3): 032303
国防科学技术大学 光电科学与工程学院，湖南 长沙 410073
激光多普勒测速仪检测系统提取的光电信号中存在较大的噪声信号。为了消除这些噪声干扰, 提高激光多普勒测速仪的测量精度，提出一种新的信号处理方法，将最小均方差自适应滤波技术应用于激光多普勒测量中，利用多普勒信号和噪声信号的统计特性，以最小均方误差估计为准则，最大程度地滤除噪声信号。阐述了最小均方差自适应滤波算法的基本原理，在MATLAB平台上将其应用于理想正弦信号进行仿真，并将其应用于实测多普勒信号的处理中。仿真和实验均表明，该技术可以有效抑制激光多普勒测量中的多频率噪声的干扰，大大提高多普勒信号的信噪比和测量精度，为设计高精度的激光多普勒测速仪创造了条件。
信号处理 激光多普勒 最小均方差自适应滤波技术 信噪比 signal processing laser Doppler LMS adaptive filter technology SNR
1 中国科学技术大学近代物理系， 安徽 合肥 230026
2 合肥微尺度物质科学国家实验室， 安徽 合肥 230026
随着量子密码领域的快速发展，近红外单光子探测器的研究已经成为该领域的研究重点和技术制高点。报道了一种基于正弦门控与滤波技术的InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)高速单光子探测器，门控频率达到1.25 GHz。在探测效率为10.3%时，暗计数概率为1.3×10-6/gate，后脉冲概率为5.6×10-5/ns。这种高速单光子探测器将大幅度提升量子密码系统的两个关键指标密钥率和传输距离，为下一代高速量子密码系统的实用化应用奠定了基础。
探测器 单光子探测 正弦门控滤波技术 InGaAs/InP雪崩光电二极管 量子密码
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学技术中心,长春130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
3 63655部队,乌鲁木齐 841700
白天对空间目标进行观测时,采用光谱滤波技术可以提高光电系统的极限星等探测能力。针对光谱滤波探测特点,基于现有测量方法,结合光谱反射特性,分析了光谱滤波技术对测量精度的影响,给出了修正方法;利用光电系统对某空间目标进行了实际测量,根据事后修正方法进行了仿真研究,对实际测量值与事后修正值进行了比对分析。分析表明:光谱滤波技术虽然提高了光电系统的探测能力,但对测量精度带来了较大的影响,最大精度可为0.5等星。
光电系统 空间目标 光谱滤波技术 星等 精度 Electro-Optical System Space Target Spectral Filtering Technology Magnitude Precision
中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京,210016
主要介绍了TFT-LCD的电磁兼容的基本概念.对引起TFT-LCD电磁环境恶化的原因、干扰源的种类进行了探索,提出了一些有效的电磁兼容设计方法,即从结构设计和电路设计出发,运用屏蔽技术和滤波技术的原理来控制电磁干扰.具体就是采取包括地线设计、布线、滤波、屏蔽等方面的措施,对加固TFT-LCD实施电磁干扰的控制技术,并在实践中取得良好的效果.
加固薄膜晶体管液晶显示器 电磁兼容 电磁干扰 屏蔽技术 滤波技术 接地
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 光及电磁波研究中心, 杭州 310027
级联马赫曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法,并不能方便地得到级联马赫曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。
导波与光纤光学 滤波器设计 数字滤波技术 马赫曾德尔干涉仪 遗传算法
