摘要：提出并制作了一种弯曲形变与应力拉伸可区分测量的全光纤敏感元件。全光纤敏感元件使用193nm ArF准分子激光器在单模-色散补偿-单模的干涉上刻写光栅,组成光栅和迈克尔逊干涉的并联结构。分析了光纤敏感元件对弯曲和应力拉伸的响应机理。对光纤敏感元件进行了弯曲和拉伸测试,实验结果表明：在0-1.4m-（-1）曲率下,1524.27nm处干涉波谷的弯曲灵敏度为4.53dB/m-（-1）,线性度为0.991,光栅布拉格谐振峰处的能量基本不发生变化;在0-500με拉伸形变范围内,1524.27nm处干涉波谷的形变拉伸灵敏度为-1.02pm/με,线性度为0.979。布拉格谐振模式的形变拉伸灵敏度为0.615pm/με,线性度为0.990。所提光纤敏感元件能够区分测量弯曲形变和应力拉伸,其在工业应用具有较好的前景。

摘要：为满足大型激光陀螺仪(ring laser gyroscope,RLG)中激光器激励源输出高精度、高稳定度的要求,针对单端反激变换器输出性能较差的问题,本文在传统反激变换器的输出端增加电感、电容元件,构成了输出带电容-电感-电容(capacitor inductor capacitor,CLC)滤波的单端反激变换器。在此基础上,采用开关元件平均模型法确定该变换器的静态工作点,建立电流连续模式(continuous conduction mode,CCM)下的四阶小信号模型;推导出相关传递函数,并引入相位超前校正环节以提高系统的稳定性;借助MATLAB软件构建比例-积分-微分(proportion-integral-differential,PID)控制的系统模型,完成了对带CLC滤波的反激变换器的分析与验证。结果表明,利用小信号建模理论建立的变换器模型是合理的,对激光器激励源的优化设计有参考意义。

摘要：基于相位共轭稳相方法研制微波频率传递系统,简化传递系统光路,实现光纤微波频率传递链路噪声的实时补偿,完成50km光纤9.2GHz超稳微波频率传递实验.该系统采用模块化设计,由微波参考信号生成模块、相位补偿模块、光纤传递模块组成.在实验室环境下经过9d的连续测试,结果表明,自由运转时频率传递的稳定度(标准阿伦方差)为4.2E-13@1s,4.3E-14@1d;补偿后频率传递系统的稳定度达到5.8E-14@1s,1.9E-17@1d.该系统能够满足百公里范围内的超稳微波原子钟频率传递需求.

摘要：开展了基于仿生曲面复眼相机的空间目标定位实验研究。采用CALibration Tag标定板结合MATLAB标定工具箱对自研仿生复眼相机进行内外参数的标定。针对目标的三维定位,从曲面复眼相机成像原理出发并利用相机定标参数,确定目标点在复眼相机中各子眼坐标系下坐标的线性关系并建立线性方程组,通过最小二乘法进行求解以获得目标点的准确空间定位。设计了光斑定位实验,实验结果表明,在至少4 m的工作距离内,仿生曲面复眼相机的定位误差可以控制在2%以内,该目标定位方法应用于仿生曲面复眼相机能实现较高精度的目标定位。在此基础上,采用尺度不变特征转变算法实现了两个子眼所拍摄子图像的特征点粗匹配,结合随机抽取一致算法去除错误匹配点,进而由特征点在子眼像素坐标系中的二维坐标反演出其在空间坐标系中的三维坐标,最后通过对所有点进行点云拼接获得完整的重构点云。实验结果表明,对距离相机约0.6 m处的边长为5.5 cm的正方体可以实现较好的三维立体重构。

摘要：本文利用工控机、NI数据采集卡、外围光路搭建激光稳频硬件系统,以调制转移光谱技术为基础,使用LabVIEW FPGA开发了一套单频光纤激光器数字稳频控制软件。基于调制转移光谱产生的伺服控制信号,通过采集误差信号,经PI处理后控制压电陶瓷伸缩,将780nm的激光频率锁定在铷原子的超精细跃迁谱线上。Allan方差结果显示,短期稳定度为1.52×10^(-11)@10s;长期稳定度优于1.56×10^(-11)@100000s,可连续运行20天以上。该数字稳频软件利用图形化编程语言,大大节约开发周期,操作界面直观简洁,方便用户分析处理。已成功应用于铷87喷泉钟系统中,且该稳频系统具有通用性,可应用于原子干涉仪、激光陀螺仪等精密测量领域。

摘要：曲面仿生复眼相机具有大视场,对运动目标敏感等特点,在广域探测、内窥导管、精确制导等国防、医学及民用工业领域中有着广阔的应用前景,该文报道了基于曲面仿生复眼相机的高速运动目标测速技术研究。首先建立了基于曲面仿生复眼成像原理的测速模型;然后利用霍夫圆检测算法在原始复眼图像上找出每个子眼所在位置,并通过图像分割对相邻子眼之间重叠视场进行分析;最后再结合SIFT算法对相邻2个子眼的子图像进行特征点提取与图像配准,由提取出的特征点像素坐标计算出重叠区域像素数目,从而得到汽车的运动速度。设计了相关测速实验进行验证,实验中拍摄距离控制在6 m~10 m之间,对以8.33 m/s速度做匀速直线运动的汽车进行测试,测试结果表明,可将速度测试的相对误差控制在4%以内。与单孔径成像系统测速结果相比,曲面仿生复眼测速技术具有更高的准确性和重复性。

摘要：超稳激光的频率噪声是评估超稳激光性能的一个重要指标,一般均需要借助频率电压转换装置将频率噪声转换为电压噪声来测量。目前市场上现有的频压转换芯片适用于工业控制领域,不能满足评估超稳激光所需的低噪声、高输入频率以及大带宽的需求。本文基于锁相环技术设计了一种准确度高、附加噪声低的频率电压转换器,介绍了其工作原理,并对其转换系数、准确度和附加频率噪声进行了测试。实验数据显示,该频压转换器在24.85MHz~25.19MHz频率区间内实现了频率-电压的线性转换;具有较高的准确度,在100kHz测量范围内,频压转换误差小于0.5dB;附加频率噪声在1Hz频偏处的频率噪声小于-10dB Hz2/Hz,在2Hz~100kHz的测试带宽内,噪底均低于-20 dBHz2/Hz,满足测试线宽在亚Hz水平的超稳激光器频率噪声的要求。

摘要：大学物理实验对于提高学生的综合素质、培养学生的创新能力与实践能力具有特殊的作用。开设物理实验公共选修课将有利于推进交叉学科的发展和复合型、应用型人才的培养。论文介绍了西安石油大学开设"综合设计型物理实验"公共选修课程的相关情况。通过实际教学环节的检验,公共选修课取得了良好的教学效果,同时提出了课程运行过程中发现的一些问题。

摘要：大型激光陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性传感器。随着尺寸的增加,基模运转和增益成为重要参数。针对镜片匹配、放电电流大小及腔长等,计算了ABCD矩阵与高斯光束的特征参数,验证了不同边长下环形谐振腔腰斑位置及放电电流对光阑的影响。实验结果表明,出光阈值处光斑质量最优,光斑最为平整,比值接近于1且对称结构有利于高效读取信号。这对大型激光陀螺腔体设计具有一定的参考意义。