期刊基本信息
创刊：
2003年 • 双月刊
名称：
光学与光电技术
英文：
OPTICS & OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY
主管单位：
湖北省科学技术学会
主办单位：
华中光电技术研究所;武汉光电国家研究中心;湖北省光学学会
主编：
潘德彬
副主编：
王 欣
ISSN：
1672-3392
刊号：
CN 42-1696/O3
电话：
027-59002236
邮箱：
地址：
武汉市江夏区阳光大道717号
邮编：
430223
定价：
30元/期
光学与光电技术 第4卷 第5期
新中国成立50余年来,中国的光学事业在众多领域取得了重大进展,为推进社会主义现代化建设,加快社会的信息化进程作出了应有贡献,并在国际光学界占有一席之地.本文回顾了50余年来中国光学事业的发展历程,扼要介绍了中国光学工程领域发展过程中取得的一些重大进展,展望了中国光学的未来.
为了更有效地从二值图像中提取更高质量的曲线轮廓,提出一种基于邻域统计编码的轮廓提取算法,它能在快速地提取出待测零件轮廓的同时,滤除毛刺和噪声.在检测精度不变的情况下,具有速度高和鲁棒性较好的特点.
邻域统计编码 轮廓提取 尺寸检测 针对星体跟踪器星图识别算法的复杂性以及星体跟踪器对体积、功耗的要求,介绍了一种基于多边形角距匹配的星图识别算法以及该算法在以DSP为基础的硬件平台上的实现.实验结果证明,复杂的星图识别算法可以在基于DSP的嵌入式平台上实现,并能达到系统实时性的要求.
星图识别 数字信号处理 嵌入式 实时性 利用神经网络与光电检测的技术研制了钞票真假识别系统.介绍了系统的结构组成、工作原理、软件系统、神经网络的优化设计、实验及测试结果.经实践验证,其识别结果稳定可靠,可应用于金融智能防伪点钞机与ATM机中.
神经网络 神经元 隐含层 权值 训练模式 识别 介绍了基于DSP的HPI接口和PLX9054芯片的特点及应用,使用ALTERA公司的CPLD-EPM7256实现了DSP芯片6701和PLX9054之间的无缝连接,并在PC机上获得了稳定的数据传输.
主机接口 外部器件互连 数字信号处理器 玻璃没有固定的特征强度值,其强度主要由其表面裂纹的分布所决定,玻璃的强度设计需采取保守设计思想.以玻璃强度基本理论为基础,给出并分析了断裂几率预测法、最小寿命预测法和寿命-断裂几率综合预测法三种玻璃强度设计方法.这些方法可为设计者提供给定玻璃的使用强度、断裂几率及预期寿命,还可为光学元件及其装配结构设计提供指导.
强度设计 裂纹扩展 断裂几率 寿命 光学玻璃 针对消逝场传感器的不足,提出了一种传感介质处于波导芯层,且以超高阶导模为探针的光波导振荡场传感器.由于其波导芯层处于功率密度极高的振荡场区域,而超高阶导模又具有对芯层参数极为灵敏的性质,因此这种新型传感器的灵敏度大大增强.实现了超越消逝场传感器灵敏度极限值几个量级的位移传感器.
光波导 传感器 振荡场 开发了一种遗传算法和中心寻优算法相结合的阵列自动对接方法,试制了调芯系统,实现了光纤-光波导1×8分支耦合器-光纤阵列系统的自动对接.实验中8个通道的插入损耗平均值为-10.5 dB,均匀性小于0.5 dB,自动调芯时间小于10 min.实验结果表明该方法及其系统具有实现自动高效、低损耗对接的良好性能.
光波导技术 自动对接 端面耦合 光纤列阵 智能化算法 介绍了光镊技术的工作原理和系统结构,论述了光镊技术工作特点,并结合具体的研究工作,阐述了光镊技术在单细胞、单分子等生命科学研究领域中的应用,最后给出了近年来光镊技术取得的进展和新的应用.
光镊 光阱 操纵 生命科学 生物医学 相比于传统的1×N对称型多模干涉(MMI)分束器,提出了一种新型埋入式弱限制光波导分束器件,它的干涉区及输入输出波导采用倒锥形式.以1×4的对称型MMI分束器为例,在输入输出臂上各增加了倒锥形结构后,较传统设计附加损耗减小了0.02 dB,均匀性增加了0.139 dB,器件长度减小了500 μm.同时,改进后的器件具有优越的偏振相关性及容差性.器件采用掺氟型聚合物材料进行优化设计,通过在合理范围内偏离输出波导位置,使输出光强达到最大值.
信息光学 MMI分束器 有限差分束传播法 附加损耗 均匀性 色散控制在光纤通信中越来越重要,从低速率到高速率,从单波长SDH到多波长DWDM,色散控制要求越来越严.通过对不同应用的光纤波导结构的制造、性能测试和分析,指出了波导结构设计与光纤衰减、模场直径、弯曲损耗和波导色散等的关系.这些实践经验可以指导光纤的设计与制造.
光纤 波导结构 色散 弯曲损耗 优化设计了色散补偿拉曼放大器,并将其应用于城域网络中,测试了系统的各项性能,包括光缆的实际衰减,发送端和接收端各点的光功率,拉曼放大器的实际增益,系统极限接受灵敏度,短期和长期误码率,应用前后线路的稳定性,以及不同拉曼放大器抽运功率下可达到的无中继传输距离.在使系统具有高稳定性的前提下,最大无中继传输距离可达到215 km,取得了较好的试验效果,并由此得出光纤拉曼放大器在长跨距的光纤传输系统中有很好的应用前景.
光纤拉曼放大器 城域网 增益 数字式调制与许多模拟调制方式相比,在相同的信噪比条件下误码率低.基于BPSK编码方式和微弱信号检测及单片机技术,针对光在大气通信中遇到的实际困难,提出了一种低信噪比条件下的点对点通信实验方案.该方案发送数据的相位精度高,可控性好,接收端前置放大器动态范围宽,解码能力强.
双相移相键控 无线光通信 锁相放大 89S51单片机 由长周期光纤光栅的相位匹配条件与光纤纤芯基模LP01和光纤包层模LP0P的模式方程,利用长周期光纤光栅透射谱的谐振峰随温度与外围介质折射率变化而移动的特性,提出了同时测量水的折射率和温度的方法,并分析了其工作原理.对温度与谐振波长的关系进行了计算机仿真.用该方法进行了实验研究,实验结果与理论研究结果基本吻合.
模式方程 长周期光纤光栅 谐振波长 热光系数 为了用尽可能低的辐照电子能量在光纤芯处形成大的性质改变,模拟了0.1～1 MeV能量的电子辐照二氧化硅.发现每一特定能量的电子辐照二氧化硅时,在其中有个能量沉积最快的位置.计算得到0.447 4 MeV能量的电子在单模光纤中心能量沉积最快,分析发现对于这个能量的电子多数可以穿透到光纤芯处,电子能量在光纤芯处的沉积主要是由于电子能量的减小造成的.这些结果可为用电子辐照光纤制作光器件时的初始电子能量选择提供参考.
石英光纤 电子辐照 能量沉积 运用琼斯矩阵分析法,建立了该分布式传感器系统在传感光纤双折射和外部事件共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数影响的数学模型.仿真分析了在传感光纤线性双折射和圆双折射共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数的影响,并提出了利用偏振控制器对输入偏振态进行控制,从而改善干涉信号输出的方法.
分布式光纤传感器 琼斯矩阵 偏振控制器 采用有效质量框架下一维有限深势阱模型对InGaAsP多量子阱的组分和阱宽之间的关系进行了计算,利用更符合实验结果的Harrison模型来计算带阶,分别就晶格匹配和应变补偿两种情况进行了比较计算,最后根据要制作的全光功能开关的性能指标对计算结果进行了选择,得到最适合于制作光开关的材料.
全光功能开关 自旋弛豫时间 组分 阱宽 InGaAsP 基于单端半导体光放大器(SOA)中的交叉增益调制(XGM)效应实现了全光逻辑或非运算功能,建立了该方案的理论模型,进行了数值模拟.实验中实现了10 Gb/s的全光逻辑或非运算功能,并对理论模拟和实验结果进行了讨论和分析,指出了输出消光比与连续光功率及注入电流之间的关系.理论分析结果与实验结果相符合.
半导体光放大器 交叉增益调制 全光逻辑或非门 环形透镜暗场落射照明系统越来越多被应用在特型显微镜上.该系统设计的难点是当采用现有的光学设计CAD软件设计计算时,由于环形透镜所具有的焦移特性的影响,难以保证预期的设计效果,也在一定程度上制约了该系统的推广应用.通过理论分析、实验论证和用自编制的照明设计CAD软件进行光线追迹,较好地确定了该系统的焦移量.并在此基础上提出了照明设计CAD与光学设计CAD软件互动迭代的设计方法.
环形透镜 暗场落射照明 焦移特性 提出了一种利用光的干涉原理测量光滑物体表面粗糙度的方法.该方法采用两光束共光路、同心聚焦扫描可实现表面粗糙度的绝对测量.使用一个半波片改变一路光束的偏振态,避免了传统测量系统中光路具有可逆性的问题,保证了系统的稳定性.使用一个l/4波片使接收端的光束偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大.该系统光路结构简单,容易实现.对一标准量块进行了测量,并对光功率计分辨率对测量结果的影响进行了分析,结果表明本系统在实验室现有条件下可以测量轮廓算术平均偏差Ra为0.012μm的粗糙度量块.
粗糙度 精细表面 琼斯矩阵 干涉 He-Ne激光器 构建了一个基于四个声音传感器的信号时延采集系统,根据采集系统得到的三个时间差和传感器的响应顺序,提出了一种基于蒙特卡罗法实时空间的三维声源定位算法.该算法通过三维声音定位的非线性方程,构建一个三维模函数,通过寻找空间全局收敛点,并根据公差容限进行变步长搜索,准确快速地计算出声源的位置.
声源定位 蒙特卡罗法 时间差 研究了利用类噪声混沌激光的相关特性实现目标距离的测定方法.数值分析了混沌激光自相关曲线的半峰全宽和旁瓣水平与表征其混沌状态的最大李雅普诺夫指数及关联维数的关系.同时,模拟研究了波形误差对混沌激光测距的影响,并分析了不同混沌态的波形误差的临界值.结果表明,具有窄半峰全宽和低旁瓣水平的自相关曲线的高维混沌激光序列是理想的测距激光,其测量分辨率可达1.5 cm以下,且波形误差容忍度大,测量范围大.在测量范围内,精度与距离无关.
测距 混沌激光 光反馈 半导体激光器 非线性 激光晶体消光比是衡量激光晶体性能优劣的重要指标之一.从提高测量精度和测试仪器使用寿命角度出发研究了一种新的测试方法.使用半导体激光器作为光源取代传统测量方法中的氦氖激光器,采用直接调制的方法,输出一个2 kHz的调制信号.利用选频放大电路和数据采集卡进行信号处理,取代了原有的检流计,从而降低干扰,提高了测试仪的可靠性和稳定性.
激光晶体 消光比 选频放大器 有机量子阱具有优异的光电性能,在光电子器件中有广泛的应用.论述了如何证明有机量子阱的存在及其国内外研究现状,介绍了有机量子阱在有机电致发光中的应用以及存在的问题,重点是如何利用有机量子阱提高发光性能,并指出了今后的研究方向.
有机量子阱 电致发光 发光性能 以TTA为配体合成了新的共掺杂稀土配合物Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy,通过与PVK的掺杂,制备了以PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3 Dipy为发光层的结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy/BCP/Al的发光器件,在直流电压的驱动下,发现了铕在612 nm处的特征发射,和PVK在410 nm处的发光.此外,还观察到了位于490 nm处的新的发光峰,通过分析研究,认为新的发光来自于稀土配合物的配体和BCP之间相互作用形成的电致激基复合物.用PBD代替了BCP作为电子传输层,制备了结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3DiPy/PBD/Al的发光器件,得到了纯的红色发光.
有机电致光器件 共掺杂稀土配合物 电致发光 电致激基复合物