摘要：针对太赫兹时域光谱仪的国产化、高性能和灵活便携要求,分析了微弱太赫兹脉冲信号的顺序等效采样原理,设计了用于太赫兹光电导探测的高速直接数据采集系统,提出一种由飞秒脉冲激光器、电动光学延迟线、太赫兹光电导天线、直接数据采集系统、三轴位移平台、半导体制冷温控器和PC计算机组成的直采式太赫兹时域光谱快速扫描系统,最后进行系统测试和分析。实验结果表明,在相同的空载测试条件下,系统比传统SR830锁相放大系统的信号频域动态范围提高了9dB、有效频谱宽度提高了0.4THz,经过512次时域平均后系统信号频谱动态范围超过72dB、有效频谱宽度高达3.5THz。

摘要：提出通过离轴照明系统抑制相干噪声的方案,设计了一种具有抑制相干噪声能力的照明系统。通过Zemax的非序列模式对照明系统进行仿真,得到了厚度为90μm的离轴环形光斑,验证了此照明系统对相干噪声的抑制能力。将其作为19.05 mm(3/4英寸)Fizeau干涉仪的光源,设置对比实验,光源波长为632 nm,设置圆形噪点尺寸为120μm~500μm和尺寸为100μm×350μm的划痕。对设计的照明系统进行误差分析,优化照明系统成像质量,调整干涉系统参数,最终在照明光环宽度为42μm、干涉腔长为15 mm情况下,干涉条纹的对比度提升至97.60%。

摘要：本文提出并设计了一种基于光子晶体负折射效应的电光偏转器,通过电压改变5CB相列型液晶分子的指向矢从而改变其折射率,并对电光偏转器进行偏转控制。应用平面波展开法(PWE)和二维时域有限差分法(2D-FDTD),对光子晶体的负折射特性和自准直特性进行仿真,实现了光路的分离与偏转。仿真结果表明,该电光偏转器可实现20°的较大偏转,而且偏转角随折射率呈线性变化。

摘要：针对以往文献提出的探测非线性误差方案比较复杂,通常不容易实行的缺点,设计了一套简单有效的系统,用以区分由光源偏振态非理想和偏振分光镜(PBS)漏光引起混频造成的非线性误差。实验结果表明,光先后两次经过PBS后漏光分量将会大大减少,相对于由光源非正交分量引起的混频误差可以忽略不计。为了最大限度地减小安装误差,提出了一种切实有效地调整PBS的方法,确保入射光水平分量的偏振面平行于偏振分光镜的参照面,并以布儒斯特角入射。

摘要：针对后向动态光散射颗粒测量系统信噪比较低的问题,从光学系统的像差入手,采用Zemax对其进行了仿真和分析,并提出了校正方案。首先介绍了后向动态光散射颗粒测量系统的基本原理和光学系统,从校正像差的角度出发,采用Zemax对后向动态光散射系统进行仿真,并对其像差进行分析。然后根据仿真结果,提出了校正方案,采用Ze-max设计了方案中的参数,得出了理论上的校正结果。最后采用优化好的结果进行后向动态光实验,得到了实验数据。均值误差和重复性误差分别达到了1.52%和1.24%。满足国标均值误差和重复性误差小于2%的要求。

摘要：光子筛不受衍射极限限制且设计结构灵活,是一种新型衍射元件。相比于振幅型光子筛,相位型光子筛能量透过率更高,成像对比度更加尖锐,具有应用优势。然而,常见衍射光学器件面临加工复杂及难以调制等局限。石墨烯及其衍生材料具有良好的光电调制特性,被广泛用于衍射光学器件制备。利用激光直写技术可实现诱导还原氧化石墨烯,是一种简单高效的微纳加工技术。利用时域有限差分方法研究光子筛的衍射特性,并基于激光直写技术制备氧化石墨烯光子筛。通过不同激光功率加工可获得材料的折射率调制,器件实现了明显的焦距调制(1.62mm)和聚焦效率的提高(13.6%)。该方法有望为实现可调制衍射光学元件提供简便、灵活的设计与制备手段。

摘要：传统的大口径光学元件干涉测量方法依赖于根据不同测试样品人为改变扩束镜头和光路结构,该方法会不可避免引入一些系统误差,因此针对双光路干涉仪的功能需要和仿真实验,提出了一套对应的双线控制方案。通过蓝牙通信、串口通信和机械结构的相互配合可以对光路进行多次折转和校准,使得每次切换测量口径后的光学元件变化位置固定,并在基于MFC(microsoft foundation classes)开发的交互界面显示实时状态。结果表明:在450 mm测量口径下,PV_(10)测量重复性可达到0.004λ,RMS测量重复性可达到0.0004λ;在100 mm测量口径下,PV_(10)测量重复性可达到0.0008λ,RMS测量重复性可达到0.00016λ。实验结果表明该系统保障了优越的测量效率和测量重复性,为双光路干涉仪的研发提供了参考价值。

摘要：人工智能技术,特别是人工神经网络的创新引领了许多领域的应用革命,如网络搜索、计算机识别和语言、图像的识别技术。近年来纳米光子学的发展为传统的人工神经网络技术,特别是光学神经网络的发展带来了全新的物理视角以及截然不同的实现方法。一方面,纳米光子学是一门研究光与材料在纳米尺度相互作用的科学,可以带来全新的技术,如超分辨光学加工技术和超分辨光学成像技术,进而推动微纳尺度上多种功能的光学神经网络的实现。另一方面,纳米光子学中光子传播的多频段、高速度、低功耗的特点,促使了光学神经网络向着小体积、高密度、低功耗的方向发展。人工神经网络自身的发展也促使神经网络算法(如逆向设计、深度学习)在纳米光子学器件的设计中发挥前所未有的作用,以满足纳米光子学器件对自身功能、体积、集成度、计算功能的日益增长的要求。以神经网络的发展为起点,阐述人工神经网络特别是光学神经网络的发展趋势,以及人工神经网络与纳米光子学相互促进的发展历程。

摘要：应用故障诊断树分析法对纯电动汽车电机驱动系统中电机本体和控制器故障进行研究,建立电机本体运行过热、电机运行异常故障树模型,对故障产生原因进行定性分析。以纯电动汽车永磁同步电机定子相间短路故障为例,逐层分析和排查,建立权重判断矩阵仿真模型,进一步确立故障因素。并基于J1939协议设计电动汽车电机实时监控诊断系统,制定电机驱动系统故障码规则和诊断通信协议。结果表明,基于多层次故障树分析法的诊断方法可以快速精准查找故障成因,并形成一套优先诊断程序,在线诊断大幅度提高诊断效率,为电动汽车电机系统故障的诊断提供重要的参考依据。

摘要：发射透镜直接准直半导体激光光源方案能够使线扫描激光雷达结构更紧凑、成本更低,但是由于高功率半导体激光光源发热严重会导致光学元件热变形,从而导致探测器接收到的光功率急剧降低而不可探测。提出了一种30m探测距离的线扫描激光雷达光路的光机热集成优化设计方法。以预设工作温度40℃至80℃的中间温度60℃为初始条件,基于Zemax软件优化设计了发射透镜与接收透镜的光路系统,使工作温度为60℃时的光路系统光学性能最佳;使用有限元方法分析该光路与相应的机械结构随温度变化时光学元件热形变的情况,通过添加SiO2气凝胶作为隔热材料进行光路系统的机械结构优化。优化结果表明,采用光机热集成优化设计方法后,优化后的光路与机械结构在工作温度40℃至80℃范围内探测器接收到的光功率始终在10^-4w量级,相比仅仅使用Zemax软件优化设计发射透镜与接收透镜方法(探测器接收到的光功率10^-6~10^-4w)有了显著的提升。