摘要：针对目前加热拉锥法存在的不均匀加热问题,提出一种基于CO2激光器的环形均匀热源的锥形光纤加工方法,并设计了装置。用ZEMAX软件对光源与锥形光纤间耦合效率进行了仿真。仿真结果表明:锥形光纤可明显提高耦合效率。

摘要：MEMS惯组具有体积小、价格低、易于集成等优点,已被广泛应用于各个领域。为提高MEMS姿态解算精度,采用Mahony互补滤波方法设计了MEMS惯性组件。Mahony互补滤波器将陀螺仪解算的高频姿态信号和加速度计-磁强计解算的低频姿态信号进行融合,提高测量精度。介绍了MEMS惯组硬件、软件、算法设计及无磁转台测试。无磁转台静态测量下的俯仰角精度0.51°;横滚角精度0.5°;航向角精度1.1°。

摘要：由于室内甲醛超标造成的环境污染日益增多,为了快速、准确地对室内空气中甲醛气体的浓度进行定量分析,设计了基于弹光调制的甲醛气体浓度检测系统,由红外光源、滤光片、弹光调制器、红外探测器等构成,由弹光调制器控制弹光晶体折射率周期性变化,折射率造成的光程变化提供了反演光谱分布函数的光程差。通过HITRAN光谱数据库推导了系统可获得的光程差函数。实验采用红外光源与窄带滤波片结合,中心波长透过率在90%以上,采用硒化锌晶体作为弹光调制晶体,系统的驱动频率为100 kHz。对三种不同环境下不同位置分别采集十组样气进行分析,同时采用标准光谱仪和本系统进行甲醛气体浓度检测。实验结果显示,当甲醛气体浓度较高时,系统性能良好;当甲醛气体浓度较低时,系统信噪比下降,检测精度略有降低,但仍能满足设计要求。

摘要：针对马赫-泽德(M-Z)干涉仪中干涉条纹采集和处理的要求,为了使其具有高速实时光谱数据处理能力,设计了一种通过FPGA硬件编程实现干涉条纹采集处理的方法。系统由CMOS探测器采集马赫-泽德干涉仪获取的干涉图像,再将干涉图像中的灰度信息输入到FPGA芯片中,通过去噪、切趾、快速傅里叶变换、标定等求解入射激光的光谱特征。系统通过切趾加窗等处理,采用基2的快速傅里叶变换及标准波长对比的方法进行标定。在FPGA软件环境中仿真后,时序正确。硬件调试采用中心波长为580 nm,690 nm,870 nm三种激光器,由马赫-泽德干涉仪及FPGA组成的系统进行分析,实验结果与GSI8013NIR型近红外光纤光谱仪进行对比,误差小于1 nm,满足设计要求。

摘要：为了提高迈克尔逊干涉系统的抗干扰能力,取代传统的动镜扫描结构,设计了基于电光调制晶体折射率实现光程扫描的干涉系统。通过加载在可变折射率晶体上的调制电信号,使晶体折射率产生周期性变化,从而在原有系统光路中调制折射率改变光程差。通过理论计算获得了电光调制过程中系统可以产生的最大光程差,并仿真分析了晶体厚度及晶体衍射效率对调制过程的影响。经仿真分析可知,随着调制电压范围的增大,可获得的光程变化范围也增大,从而系统光谱分辨能力也相应增大。同时,在调制过程中设置调制范围使衍射损失的能量小于总能量的10%,从而保证较好信噪比。实验结果显示,随着调制电压的变化,干涉条纹产生周期性移动,但超过一定范围时会产生非线性误差。通过修正算法后系统光谱分辨率可达7.2cm-1。在无抗震实验平台的条件下,传统干涉系统的相对误差超过20%,而本系统的相对误差低于3%,证明了系统采用静态电光调制后抗干扰能力显著增强。

摘要：血清中蛋白质浓度在临床诊断中有重要意义,而目前广泛使用的紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计等仪器结构复杂、昂贵、体积庞大、耗电量高等因素,都无法满足现场高精度检测的要求。设计了基于四羧基酞菁锌-蛋白质体系的共振瑞利散射光谱检测系统,系统以405nm宽禁带半导体激光器为激励光源,以475nm窄带带通滤光片为单色器,以蓝光增强光敏二极管的低噪声高增益光电放大器为探测器。通过实验可知,该溶液强吸收波长为420nm附近,在该激励光作用下,其共振波长处会产生共振瑞利散射,散射强度与蛋白质的含量成比例,可以利用四羧基酞菁锌为光谱探针的共振散射法来测定血清蛋白,其线性检出范围为10～***-1,检出限为***-1。新开发的血清蛋白质测试装置具有体积小、成本低、功耗小、使用方便等优点。

摘要：目的　降低科学级 CCD相机的噪声 ,提高成像质量 .方法　分析噪声特性 ,研究相应的降噪方法 ,设计信号处理电路 .结果　该电路能有效地降低暗电流噪声和消除复位噪声 .结论　实验结果表明该方法能降低噪声 ,提高信噪比 。

摘要：利用表面等离子体改变材料吸收光谱特性越来越受到关注。为了增强超高温金属纳米结构的吸收特性,设计了超高温金属-金属以及膜层-金属-金属表面等离子体周期纳米结构,仿真分析其在波长200~4 000 nm光谱范围内,不同参数对材料吸收谱特性的影响。仿真分析表明,不同参数的吸收光谱中均会出现吸收峰,且吸收率达93%以上。而介电材料、金属纳米结构的周期、尺寸和深度是影响吸收率的主要因素。同时,介电材料和周期还会对吸收峰出现的位置产生影响。该仿真结果为超高温表面等离子体材料的吸收特性应用的研究提供了理论基础。

摘要：单晶光纤是光纤高温传感器的关键器材,在航空航天、电力、铸造等的高温测试领域有着广泛应用。随着温度测试上限要求的不断提高(>2000℃),常用的蓝宝石光纤高温传感器已无法满足该需求。本文针对这一现状,提出了一种基于LHPG法制备氧化锆单晶光纤的光学系统,旨在拉制出能测量更高温度的氧化锆单晶光纤,文章分析了该系统的基本结构、特点以及系统中主要参数的选择设置,并通过ZEMAX光学软件进行仿真。结果表明,该系统能够形成高质量的聚焦光斑,且具有对称性好、激光利用率高、能量分布均匀等优点,为成功拉制氧化锆及更高温单晶光纤提供了理论依据。

摘要：为了提高炸药的性能,设计一种新型高精度多段爆速仪,以光纤作为传感器采集爆炸信号,通过峰值电压采样保持电路,保证了光纤获取爆炸信号波形峰值间的计时,并由FPGA进行数据处理,提高了系统的测试精度和稳定性,简化了电路设计和调试。文中对峰值电压采样保持电路、光电转换部分电路进行了详细的设计,并结合实验和误差对比分析系统的精度,结果表明本系统在精度上有很大的提高。