摘要：提出了一种新颖的光纤位移传感测量方法,采用空芯石英光纤内置单模光纤的方法制作了腔长可随待测目标移动而变化的非本征型光纤法布里-珀罗(FP)腔,利用EDFA光源的宽带光照射FP腔,其形成的多光束干涉谱通过多峰检测法,反算光纤FP腔的绝对腔长,实现对微小位移量的精确测量。根据所设计的方案,搭建了相应的光纤FP腔位移传感系统,实现了11 mm长度范围内1μm位移分辨率、40.4 dB动态范围的位移传感。

摘要：全息波导耦合元件是增强现实显示系统的关键光学元件,光束垂直入射至全息波导板中通过入耦合元件改变光束传播方向,在波导板中形成波导现象传输至出耦合元件处,通过出耦合元件再次改变传输方向从全息波导板出射至人眼。当入耦合元件与出耦合元件均为透射式或反射式耦合元件时,两次改变光束传播方向的角度值相等。根据全息波导的成像原理,结合k矢量圆理论与全息光学记录原理,设计了全息波导入耦合元件与全息波导出耦合元件的对称型周期结构。利用MATLAB软件模拟了全息波导耦合元件记录时的干涉光强模型,实验结果与所设计的耦合元件周期结构数据吻合;利用COMSOL软件模拟了全息波导耦合元件对光束传输角度的改变过程,实验结果与理论改变光束传播方向的角度值一致。实验证明了两个全息波导耦合元件以互为对称的结构排布在全息波导光学系统中,能够满足全息波导光学系统对光束传播方向的要求。

摘要：针对旋转目标视线角和角速度的特征识别问题,基于激光散射理论,分析了可见光波段激光中旋转对称目标动态特性,设计了多姿态旋转运动目标的时序散斑测量光路.研究结果表明:采用多幅图相关函数计算方法对时序图进行处理,得到了不同视线角和角速度的动态散斑归一化时间相关函数曲线.给出了目标范围为0.5r/min^6r/min角速度,范围为20°~90°视线角与时间统计特性的关系.

摘要：两点分辨的问题已进行过深入的研究,其中最著名的是Rayleigh和Sparrow判据。然而其通常仅适用于完全相干光或者完全非相干光两种极限状态,对于具有普遍性的部分相干光的情况却研究较少。本文设计了部分相干光照明圆孔成像系统,据此建立了两物点光强在像面分布数学模型,利用MATLAB对两物点像面光强分别在不同间距与任意相干度情况进行了模拟仿真,结果显示当两点间距一定,两物点分辨率随着两点光源间相干度的增加而减小,而当相干度一定时,两物点分辨率随着两点光源间距的增加而增加。本文同时采用像面间距与物面间距的比值以描述系统对两物点分辨能力,分析探讨了两物点恰能分辨,不能分辨,完全能分辨的三种情况,并给出任意相干度的圆孔成像系统一般分辨规律。同时设计了两物点在任意相干度的成像系统实验平台,实验结果表明两物点在此实验条件下间距为1.5 mm时恰能分辨,说明实验结果与理论模拟基本吻合。

摘要：基于积分散射检测的原理设计了一种多波长疵病检测系统,选用了635 nm、525 nm及405 nm三种光源,以光电倍增管作为光电探测器,待测样品是两个刻有标准尺寸疵病的高透石英玻璃片,其中一个的宽度和深度均为20μm,另一个均为25μm,光源的功率分别为50 mW、80 mW。实验结果表明,405 nm所对应的散射率数值明显最高,即405 nm的光源疵病检测能力更强。该研究对于小尺寸疵病的检测及获取疵病的深度信息,具有很好的借鉴意义。

摘要：基于夫琅禾费远场衍射理论和达曼(Dammann)光栅设计原理,利用液晶空间光调制器(LCSLM)的相位调制特性设计了产生5×5点阵结构光的相位型光栅。以显示二维Dammann光栅为例,采用模拟退火算法根据预期的光能利用率和光强不均匀性对光栅一个周期内的相位分布值进行优化,设计了5×5点阵Dammann光栅分束结构。然后利用Matlab进行远场衍射仿真,光能利用率可达到79.94%,光强不均匀性可达到13.28%。将光栅结构加载到LCSLM上,得到了光强不均匀性为27.53%、零级衍射光强均匀分布的5×5点阵,且光能利用率达到71.06%。数值模拟及光学实验结果证明了LCSLM可以在结构光再现光学系统中清晰地再现点阵结构光。与传统的结构光相比,设计的结构光在衍射距离发生变化的时候,其点与点之间的间距不发生改变。

摘要：为了明确近红外成像光学系统对杂散光的抑制能力,设计了一个光谱为0.75μm^1μm,焦距12.002mm,F/1.8,视场15°×15°的光学系统,其结构为改进型的双高斯结构。实验结果表明:设计的光学系统的各视场光斑在艾瑞斑内,焦移量最大为4.9μm,球差约为1μm,垂轴像差最大为3μm,MTF接近衍射极限。对设计的光学系统进行了杂散光评估和杂散光抑制,得到了杂散光抑制前后的点源透射比。分析结果表明:与未加遮光罩相比,加入遮光罩的光学系统PST值下降了76.6%~87.5%。

摘要：针对离子束抛光光学元件过程中产生的边界效应问题,提出了基于多项式拟合延拓的抑制方法。利用多项式延拓方法对初始面形进行边界延拓,并对得到的延拓面形进行仿真,仿真后面形均方根值为5.20 nm。采用离子束抛光技术对100 mm口径的K9光学元件进行加工,加工后的面形均方根值由19.26 nm降至12.23 nm。选取加工后的面形8%作为边界面形,边界面形均方根值由137.23 nm降至56.72 nm,通过仿真和实验,验证了该方法的可行性。该研究可以为光学加工提供一种新的方法。

摘要：提出一种基于调频连续波干涉测量技术的膜片式法布里-珀罗(F-P)腔液位传感器。根据调频连续波干涉技术液位测量体系理论制作液位传感器,搭建液位测量系统,并对其进行线性度、灵敏度和分辨率等测试。实验结果表明,调频连续波液位传感器液位测量的线性度为0.99998,液位测量的灵敏度为465 nm/mm,分辨率约为33.998 nm,对应的液位值为0.0731 mm,而且具有很好的稳定性、重复性和迟滞性。因此,所设计的调频连续波光纤液位传感器可以实现高精度且稳定的液位测量。

摘要：针对现有测量装置在测量近炸引信弹丸空间炸点三维坐标时存在的不足,提出了一种采用6光幕阵列配合火焰探测器测量弹丸空间炸点的三维坐标测试方法。提出的方法包含两台多光幕天幕靶、一台空间炸点火焰探测器和一台多路数据采集仪。两台多光幕天幕靶的6套光路和光电转换部件在空间构成6光幕探测阵列,当弹丸穿过6个探测光幕时,多路数据采集仪采集多光幕天幕靶输出的弹丸模拟信号,经处理得到弹丸穿越某一预定靶面时的弹道俯仰角θ、弹道方位角γ、弹丸飞行速度V以及弹丸着靶坐标(X,Y),再通过火焰探测器探测弹丸的爆炸时刻T,利用测得的6个参数进一步计算出弹丸空间炸点三维坐标(X',Y',Z')。经实验证明该方法可行有效,能够很好地满足靶场近炸引信弹丸空间炸点三维坐标测量的需求。