1 中国科学院安徽光学精密机械研究所基础科学中心, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
针对光声光谱多通道气溶胶检测系统存在结构复杂、体积较大和难以集成的问题,提出了一 种可以产生多通道参数可调脉宽调制(PWM)波的集成调制信号发生系统的设计方案。该系统是基于STM32 处理器和LabVIEW程序来实现的,它通过产生多路频率和幅值可调的PWM信号,实现对多通道光声光谱的同步调制,其具体指标为:幅 值0～9 V连续可调,频率1～72 MHz连续可调,扫频频率550～6000 Hz连续可调。实验表明采用可调PWM波集成系统的多 通道光声光谱系统运行可靠、工作稳定且操作简易,信号与商业信号发生器调制的结果一致,证明了所设计多通道调制器的可行性和可 靠性。所提出的设计方案可为光声光谱或其他光谱类检测系统的集成设计提供参考与借鉴。
光谱学 光声光谱 调制系统 脉冲调制 spectroscopy photoacoustic spectroscopy modulation system LabVIEW LabVIEW STM32F103 STM32F103 pulse-width modulation
1 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室, 天津 300072
2 天津市数控系统技术工程中心, 天津 300072
3 凌云工业股份有限公司研发中心, 河北 涿州 072761
近几年我国的雾霾日趋严重, 不但对人的健康造成危害、 对空中交通造成安全隐患, 同时也对很多应用于户外的光学设备造成了影响。 为了定量分析不同雾霾等级对基于弹光调制痕量气体浓度检测系统性能的影响, 设计了一种测试系统, 定量比较了在同一系统中不同PM2.5浓度条件下对等量VOC气体浓度反演的影响。 实验中实地采集不同PM2.5浓度的样气, 再分别与标准待测气体混合, 最终通过对透射光光谱变化和待测气体浓度反演数据的比较, 定量分析PM2.5浓度对系统的影响。 实验中选用甲醛和苯作为待测气体, 分别配制了六种浓度的待测气体, 对6个雾霾浓度等级(No.1—No.6) 分别进行了测试。 实验结果显示, 当PM2.5浓度增大时, 系统光能吸收率降低。 当PM2.5浓度等级小于No.3时, 衰减变化相对缓慢, 而大于No.3后衰减效果明显增强。 当PM2.5浓度小于150 μg·m-3时, 测试精度优于90%; 当PM2.5浓度超过150 μg·m-3时, 对VOC浓度反演的影响变强, 当达到350 μg·m-3时, 测试误差将近30%。 由此可见, PM2.5浓度对弹光调制系统的气体浓度检测具有显著影响。
弹光调制系统 雾霾 痕量气体 衰减 Elastic light modulator system Haze PM2.5 PM2.5 Trace gas Attenuation
1 黄河科技学院信息工程学院,郑州 450063
2 黄河科技学院信息工程学院,郑州 450063:
为提高耦合波导系统的透明度，文章重点分析了波导损耗、非线性以及周期调制参数对系统性能的影响。在弱波导理论近似下，采用龙格-库塔算法数值求解非线性薛定谔方程，发现随着耦合波导损耗的增大，输入波导的透明度表现出先衰减而后增强的反直觉现象。进一步研究表明，提高输入波导的非线性强度，可以有效地提高输入波导中的光强分布，表现为光信号透明度的增强，该研究结论对于普通耦合系统和周期调制系统具有普适性。因此，提高输入波导的非线性，增强耦合波导的损耗，并对输入波导进行适当的周期调制，可以获得最大的透明度。
光通信 周期调制系统 量子隧穿 optical communication periodic modulation system quantum tunneling
1 安徽大学 物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
研制了一种结构简单、稳定性好的可见光波段可调偏振度光源, 用来验证偏振光谱强度调制（PSIM）实验系统设计的正确性。该光源内部安装有两块K9玻璃组成的玻璃片堆, 通过改变玻璃片堆的倾角来调整输出的部分偏振光的偏振度。理论推导了二者的关系, 得到了可调偏振度源输出光的偏振度计算方法。根据PSIM系统的实现原理, 搭建了验证PSIM性能的实验装置, 对可调偏振度源输出的不同偏振度谱进行了测量。实验结果表明：在PSIM实验装置的有效工作波段范围内, 可调偏振度源输出光的理论偏振度值与PSIM实验装置测得结果的误差在1%以内, 验证了可调偏振度源及PSIM实验装置设计的正确性。该装置有望成为标准偏振光源, 用于偏振光谱测量装置的精确标定。
偏振测量 可调偏振度源 偏振光谱强度调制系统 设计验证 polarization measurement tunable polarization light source Polarization Spectral Intensity Modulation (PSIM) design verification
1 中北大学 物理系，太原030051
2 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，太原030051
分析了(xyt)φ1切型长度伸缩振动模式下硒化锌晶体谐振器的频率温度特性。推导了温度与硒化锌晶体的密度、杨氏模量和膨胀等材料性质的关系，计算了硒化锌晶体的频率温度系数。结果表明，相对于硒化锌的一级频率温度系数而言，硒化锌的高级频率温度系数可以忽略。弹光调制系统工作时所产生的热量会引起温度变化，从而导致谐振频率改变。当弹光调制系统工作在50kHz的谐振频率位置时，硒化锌晶体温度每改变1℃，晶体本征频率改变2.5Hz，相对于弹光调制系统16Hz的谐振半峰宽而言，该频率温度漂移不可忽略。
硒化锌 频率温度特性 频率温度系数 本征频率 弹光调制系统 zinc selenide frequency-temperature characteristics frequency temperature coefficient eigen frequency elastic-optic modulation system
空军工程大学 电讯工程学院， 陕西 西安 710077
为了研究非线性相位噪声对差分正交相移键控(DQPSK)调制系统性能的影响，在理论推导非线性相位噪声数学模型的基础上，通过固定接收端信噪比不变，仿真分析了40Gb/s速率时DQPSK调制系统误码率随输入信噪比的变化情况。结果表明：与二进制差分相移键控(DPSK)调制相比，DQPSK调制对非线性相位噪声的影响更为敏感，当非线性效应较大时，非线性相位噪声将使系统误码率显著增大，严重影响系统通信质量。因此，当采用DQPSK调制时，必须考虑非线性相位噪声对系统性能的影响。
光纤通信 相位调制系统 非线性相位噪声 误码率 optical fiber communication phase-modulated system nonlinear phase noise bit error rate
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 井冈山大学,江西 吉安 343700
空间红外遥感仪器多采用双轴承高速转动结构,仪器的失效往往是由于转动部件轴承的 失效而引起。本文以调制系统为例,在MSC.ADAMS软件环境下建立其动力学仿真模型。通过多次仿真,模拟出了轴 向载荷以及径向载荷与轴承接触应力之间的关系。分析结果对于红外遥感仪器转动部件的设计具有指导意义。
红外仪器 调制系统 动力学仿真 infrared instrument modulating system dynamic analysis MSC.ADAMS MSC.ADAMS
华中理工大学生物医学光子学教育部重点实验室,武汉,430074
用扩散近似的解析模型分析了幅度相消相位调制系统对组织中微小异质子实现定位的原理;详细讨论了相对幅度、相对相位、异质子的大小和吸收系数对系统定位精度的影响.提出了一种与相对幅度和相位无关的定位方法并从理论上解释了这种方法的原理和可行性.
相位调制系统 幅度相消 光子密度波 空间定位
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
提出了一种表面粗糙度测量的新方法.该方法采用了微分偏振干涉的原理,利用由法拉第磁光调制器所组成的调制系统对偏振干涉光路的位相进行调制,利用锁相干涉原理对位相进行探测.该方法可实现无参考面快速非接触测量,在普通实验条件下,也可保持良好的稳定性.实验装置即可给出表面的轮廓又可给出其它统计数据,其横向分辨率为1.2 μm,纵向为2 nm.
微分偏振干涉 法拉第调制系统 锁相干涉
