摘要：报道了一种实用化的飞秒激光绝对测距系统。基于两台自由运转的全保偏光纤飞秒激光器的非线性光学采样，可以实现高更新速率、高精度的任意长绝对距离测量。实验演示了对位于约2m处的合作目标的绝对测距。在2kHz更新率下实现了3．3μm的测距精度。通过连续测量取平均，在100Hz时，测距精度达到0．8μm。测距非模糊范围为2．08m。辅以精度为米级的粗略测距，就可以有效地扩展量程，实现任意长度、微米级精度的绝对测距。由于采用了全保偏光纤化的飞秒激光光源设计，该测距系统具有环境稳定性好、集成化、免维护等突出优势，在大尺寸工业制造、航空航天、遥感探测等领域有重要的应用前景。

摘要：设计了组分为Al_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs/Al_(0.2)Ga_(0.8)As阶梯形量子阱结构,其导带子带能级可与中红外双波长CO_2激光器的泵浦光光子能量共振.计算了此量子阱对两束泵浦光的二阶非线性差频系数χ_(DFG)^((2))及三阶非线性系数χ_(ω1)^((3))和χ_(ω2)^((3))的表达式;在导带分别为抛物线形和非抛物线形两种条件下,对比研究了三个非线性系数随两束泵浦光波长的变化.χ_(DFG)^((2))、χ_(ω1)^((3))和χ_(ω2)^((3))随两束泵浦光波长λ_(p1)和λ_(p2),都是呈现出先增大后减小的变化趋势,对应不同泵浦波长,存在一个峰值;相比于导带为抛物线形,在非抛物线条件下三个非线性系数随短波长的泵浦光λ_(p1)的变化出现"红移"现象,而随长波长的泵浦光λ_(p2)的变化峰值位置基本相同;由量子限制效应导致的两种导带情况下子带能级变化,即与泵浦光光子共振条件发生变化,是出现"红移"的原因;而峰值数值上的差异,主要由量子阱子带能级间的跃迁矩阵元和两种导带条件下不同的能级差决定.

摘要：为了提高激光周向探测中出射光场的均匀度,增加其有效作用区域,本文提出了一种采用圆锥型视场的前倾探测方案。基于六象限分区的布局方式,该系统利用非球面透镜对激光二极管的输出光束在子午和弧矢两个方向同时进行准直,通过鲍威尔棱镜实现弧矢方向扩束匀光,采用偏转棱镜保证光束前倾角为60°,并借助弧矢方向上的柱面镜进行完整的圆锥型视场拼接。在不同距离处的模拟仿真结果表明,系统在子午方向上出射视场角为±0.75°,在弧矢方向上可以覆盖360°视场完成周向探测。系统出射光场在四个目标平面上的照度均匀度均大于90%,能量利用率可达98%以上。该系统结构紧凑,整体仅由三片透镜构成,实现了一体化设计,为激光周向探测系统中的光学设计提供了参考。

摘要：研究了面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器,通过建立有限元数值模型对传感器满量程腔长变化量进行分析。数值仿真显示,有限元模型的满量程腔长变化量处于固支模型和简支模型之间,且随着法布里-珀罗腔半径的减小和硅膜片厚度的增加而偏离固支模型。引入固支边界条件偏离度β对偏离程度进行量化分析。制作了三种不同规格的传感器进行压力实验研究。实验结果显示,实际测量得到的传感器芯片满量程腔长变化量与有限元数值计算的结果基本吻合,使用该有限元模型设计传感器芯片可将满量程腔长变化量误差降低到13.4%以下。传感器最大量程达到105 MPa,满量程测量精度均优于0.100%。

摘要：设计了一种新型的太赫兹双芯反谐振光纤,利用有限元分析法对光纤的损耗特性、双芯之间的耦合特性等进行了理论分析.结果表明,单芯反谐振光纤在一定范围内改变内包层管的排列分布,其传输特性并不会受到明显的影响,据此可以改变双芯光纤的内包层管的排列分布,从而利用模式泄漏耦合机制在太赫兹波段实现双芯反谐振光纤的定向耦合.本文通过改变纤芯距离和纤芯间的间隙大小,在2.5 THz的传输频率下实现了耦合长度为0.72 m的定向耦合,这种太赫兹双芯反谐振光纤将在太赫兹光开关、调制器和耦合器等太赫兹光学器件中具有重要的应用价值.

摘要：本文根据加窗变换后信号的频谱特性,并结合自相关技术设计了一种基于有限冲击响应(Fir)的窄带滤波器(NBF),同时应用频谱校正技术对扩展光束多普勒信号进行处理。实验结果表明,结合自相关技术所设计的窄带滤波器能够滤除大部分的随机噪声,同时也使目标信号频率附近的高频噪声得到了部分的抑制。随后,对滤波后的信号进行加Hanning窗的快速傅里叶变换(FFT)并对其离散频谱进行校正,提高了频率的测量精度。因此,表明本文所设计的窄带滤波器以及频谱校正技术的结合适用于扩展光束型激光多普勒测速系统信号的处理。

摘要：通过将双马赫-曾德尔干涉仪(DMZI)分布式光纤振动传感系统和四旋翼无人机(UAV)监测系统融合,设计了一种基于YOLOv5s模型的多类别光纤振动传感事件精准检测方案。首先,通过地面站QGroundcontrol将DMZI与UAV进行联动控制。其次,将二维振动信号时频谱与无人机捕捉的对应原始图像共同送入YOLOv5s卷积神经网络模型进行识别检测。最后,为验证所提精准检测方案的有效性和可行性,对5种常见的传感模式进行实际应用环境下的实验测试与分析。实验结果表明,所提出的精准定位检测方案对5种传感模式的平均精度均值(mAP)可达96.6%,并且其平均识别检测时间可控制在5 ms内。

摘要：针对现有的LED照明系统体积大、结构复杂、工作距离短的缺点,提出一种轻量化、均匀性好、能够实现远距离照明的单颗LED投影系统的设计方法。从照明设计理论出发,结合非成像设计和成像设计方法,设计了由单颗大功率LED、聚光镜、孔径光阑和投影物镜组成的投影照明系统。聚光镜对LED出射的光线进行匀化并会聚于照明面位置,投影物镜将照明面处的光斑投影到指定距离的接收面上。系统采用全透射式结构,便于加工和装调;单颗大功率LED作为光源能够有效减小系统体积和质量。实验结果表明:系统能在3 m^3km范围内形成均匀度大于90%的照明,成像质量良好,投影面畸变小于5%,能满足远距离均匀照明投影的要求。

摘要：为了得到性能好、稳定性高,能够满足民用、军事等领域应用的中波红外成像光学系统,采用光学被动式的无热化技术,在常温下像质良好的初始结构基础上,通过对不同红外材料组合,实现系统的无热化设计。利用等效温差(NITD)计算冷反射贡献量,对冷反射贡献量较大表面的曲率和光焦度进行优化。设计结果表明:在-40℃~60℃温度范围内,光学系统的MTF在30lp/mm处均大于0.5;离焦量在一倍焦深以内,点列图(RMS)直径小于像元尺寸;冷反射残存量最大的表面NITD值降低40%。应用该方法可以很好地实现红外成像光学系统的无热化设计,对冷反射的抑制效果明显。

摘要：对获得多波长同时产生的可调控的频率转换器件进行了研究。通过分析非线性晶体中耦合光强随传播距离的变化,提出了一种基于晶体中光强分布获得非线性结构的方法。针对和频过程,利用MATLAB软件进行仿真,设计出了6个和频过程同时发生的非周期结构。为灵活调控各个非线性过程的输出强度,得到任意形状的目标功率谱,提出在设计过程中引入权重系数。对和频及倍频产生的研究表明:获得的非线性结构不仅实现了多波长的同时输出,而且可以任意调节输出光功率谱。该设计方法速度快、效率高,可以为实际制作非线性光学器件提供理论指导。