摘要：变焦物镜是偏振成像系统的重要组成部分,目前因变焦物镜使用较多非球面而导致价格较为昂贵。为了降低偏振成像系统变焦物镜的加工成本,设计了一款用于偏振成像系统的20 mm~200 mm变焦物镜。采用正组补偿,利用Zemax优化变焦系统,最终系统仅使用7片球面透镜,并达到良好像质,系统调制传递函数(MTF)在120 lp/mm处大于0.3,畸变小于4%,系统凸轮曲线平滑无断点。系统公差分析结果表明,公差范围设置为:镜片表面光圈公差为2,镜片或空气中心厚度公差为±0.02 mm,透镜表面中心倾斜公差为±0.025°,透镜装调公差为±0.025 mm,透镜折射率偏差为0.002,公差设置符合元件加工和系统装调工艺,对降低偏振成像系统成本具有一定的参考价值。

摘要：为满足闭路监控电视(closed-circuit television,CCTV)对宽视场角、低温度漂移和高清成像的要求,设计了一款超大光圈的闭路监控电视镜头,该镜头由6片常用球面玻璃透镜和2片常用非球面塑胶透镜组成,光圈可达1.2,视场角120°,焦距5 mm,总长度小于32 mm,波长范围为436~950 nm,探测器尺寸为1/1.8″(16∶9)。结果表明,该镜头在-40~80℃环境温度内具有低温度漂移,在奈奎斯特频率为120 lp/mm处,在-40℃下全视场调制传递函数(MTF)均大于0.4,20℃下全视场MTF均大于0.3,80℃下全视场MTF均大于0.2。相较于目前已有的安防镜头,本文设计的镜头具有高照度、宽视场角、低温度漂移等优点,公差要求满足现代加工水平,且结构紧凑、易于装调、成本低,可广泛用于安防等领域。

摘要：讨论了自聚焦透镜及其列阵成像的规律.根据所需列阵的共轭距离,分辨率等确定单根自聚焦透镜的几何尺寸和光学参数,设计出复印机用的自聚焦透镜列阵.最后,对列阵的制造作了初步介绍.

摘要：光纤旋转连接器因其具有传输带宽大、电磁兼容良好、体积小、寿命长等优点,有逐渐取代传统电滑环进行相对旋转平台间信息传输的趋势。提出一种利用大模场光子晶体光纤直接耦合的新型光纤旋转连接器的设计方案,耦合理论分析表明其不仅满足低插入损耗,而且具有结构简单、体积小、加工和装配精度要求相对较低等优点。大模场光子晶体光纤的无截止波长单模传输和低非线性传输特性使它能更有效地与WDM技术相结合提高传输容量,具有更广阔的应用。

摘要：为了解决干涉型光纤传感器中光源频率调制深度与干涉仪光程差的相关性,以及压电陶瓷(PZT)调制的高频限制和非线性效应,设计了全保偏光纤马赫一泽德干涉仪结构,引入保偏光纤波导相位调制器替代常见的光源调制及PZT调制,采用低噪声单频保偏光纤激光器作为光源,通过相位载波零差解调方法,实现了微振动信号的保真拾取．通过波导调制器的引入,增加了系统的灵活性和频响范围,并使灵敏度达到了10-5rad／Hz1/2量级。

摘要：光传感和光通信领域的迅速发展迫切需要相位噪声和强度噪声都很低的激光光源,为满足这一需求,设计出一种新型低噪声光纤激光器。激光器采用复合腔结构,以掺铒光纤作为工作物质,通过在未被抽运的掺铒光纤中形成的瞬态自写入光纤光栅的窄带滤波特性进行选模和压窄线宽,产生稳定的单频激光输出;经过光路改进,激光输出光谱信噪比优于62 dB;利用光电负反馈电路,弛豫振荡峰下降了约25 dB,低频段强度噪声也大为改善,有效地抑制了光源的强度噪声。激光器的输出光功率大于1 dBm,线宽小于1 kHz,边模抑制比超过50 dB。优异的低噪声特性使得该激光器在光传感和光通信领域具有重要的应用价值。

摘要：研发了一套适合深海原位测量的4000 m级激光多普勒热液流速测量样机,该系统采用一体化整体集成式设计,系统由光源模块、光学模块和多普勒信号处理模块三部分组成,封装于L 500 mm×F 205 mm的耐压舱中形成一体化光学测量探头.提出了强本振型双光束激光多普勒测速光路,原理样机在实验室对模拟速度进行测量,测量范围0.01—10 m/s,流速测量分辨率为0.001 m/s,实验结果初步证明激光多普勒测速系统的可行性.之后系统在青岛深海基地进行了耐压试验,系统在40 MPa高压下,获取信号正常.在中国水利水电科学研究院进行了速度对比测量,在0.01—0.2 m/s的低速段,与声学多普勒流速仪进行对比,最大测量相对误差为–9.43%.在0.8—9.6 m/s的高速段,与喷咀标准流速系统进行对比,最大相对测量误差为–1.65%.样机系统在海南陵水进行了浅海试验,测试了样机系统随吊车下放到50 m水深的下降速度和在水深2 m处随船的拖拽速度,试验证明,样机系统在浅海环境中工作正常,获取速度信号正常.

摘要：为了实现温度和应变同时测量,本文设计了一种基于多模干涉的光纤温度和应变传感器.该传感器利用光纤熔接机将一段细保偏光纤和一段细芯光纤错位熔接后引入萨格纳克环中而制成.由于光纤错位和模场失配,传感器内存在偏振模干涉和纤芯模-包层模干涉.对不同温度和应变作用下采集到的传感器透射谱进行滤波处理,可提取两种干涉对应的透射谱.基于透射谱中两个不同波谷的温度和应变灵敏度建立同时测量矩阵,即可实现温度和应变的同时测量.实验数据显示该传感器的温度和应变分辨率分别为0.30℃和13.50με.本实验可以作为物理和光电相关专业本科生物理创新实验,帮助大学生掌握光纤传感原理、实验技能和数据处理与分析方法.

摘要：分析了棱镜型多通道光纤旋转连接器的结构和原理以及解旋转机制,并由此设计了一种新型的应用方双柱面解旋转棱镜结构的双通道光纤旋转连接器,该方双柱面棱镜是一种解旋转棱镜,棱镜两侧边界面为对称柱面,这样的结构可使从一侧入射的光线经折射到达另一侧柱面对称位置后平行射出,从而实现解旋转。分析了新型结构的光纤旋转连接器的耦合特性,结果表明,其损耗主要由机械误差和解旋转棱镜球差所产生。数值模拟结果表明,该结构的光纤旋转连接器的插入损耗<2.0 dB,这一性能完全能满足雷达等相关军事装备对双通道光纤旋转连接器的应用要求。

摘要：本文首先从理论上通过简单的分析得到了有源光纤环形腔的输出谱密度函数公式,该式清楚地表明光纤环形腔的频率滤波特性。从该公式出发,详细分析了环形腔输入光线宽和环形腔参数对输出光谱谱型和线宽的影响。最后,通过设计不同的环形腔的自由谱宽和不同线宽的激光器作为输入光源,对上述理论分析做了实验验证。理论和实验表明,由于环形腔的强度传递函数是多峰的响应函数,环形腔自由谱宽和输入激光线宽的大小直接影响到环形腔输出光频谱形状,即是单峰输出还是多峰输出。对于不同形状的光谱输出,输出激光的线宽受环形腔的参数影响也各不相同。