摘要：基于时域有限差分法/时域多分辨(FDTD/MRTD)混合方法研究了微粗糙光学表面与多体缺陷粒子的复合光散射问题。建立微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合散射模型,利用DB2小波尺度函数的移位内插原理,将计算区域分别划分为MRTD和FDTD方法区域,推导出复合散射场,计算微粗糙光学表面中掩埋多体粒子的复合散射截面,并与矩量法的结果比较以验证该方法的有效性。分析入射角、气泡粒子的个数、相对位置及深度等物性特征对微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合双站散射截面的影响。上述结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等领域提供技术支持。

摘要：偏振成像由于其能检测物体偏振信息并可有效抑制背景噪声信号而受到了广泛关注。以往对正弦振幅光栅成像的研究基本都是在完全相干、非相干、或部分相干照明条件下进行,而本文基于偏振相干统一理论,在部分相干照明条件下考虑了光的偏振态,设计了部分相干光照明正弦振幅光栅的偏振成像系统,据此系统得出其斯托克斯(Stokes)频域计算模型,提供了一种计算Stokes物像频域关系的方法,通过透射交叉系数来描述其偏振成像系统的频率响应,说明偏振成像系统是非线性的,对光栅像强度中直流分量、基频、二次谐波进行分析研究,给出一组归一化Stokes参数下部分相干光照射正弦振幅光栅像面强度图,并利用MATLAB绘制出几组不同物体照明相干间隔与成像系统衍射图样大小比率下的Stokes像强度图,扩展了正弦轨迹分析在偏振成像系统性能评估中的应用。

摘要：极薄银在滤光片、高反射镜等中有广泛的应用,其光学常数严重影响着膜系的特性。在室温条件下,采用电阻热蒸发技术分别在硅和玻璃基底上沉积5.3nm～26nm不同厚度的极薄银薄膜,用TalySurfCCI非接触式轮廓仪测量了薄膜的厚度,研究了不同厚度银薄膜的光学常数n和k。镀制厚度5.3nm、7.9nm、14.1nm、26.0nm的银薄膜,结果显示极薄银的光学常数与块状银光学常数不同,当膜厚小于14.1nm时,折射率n在380nm～600nm随波长增加而增加,在600nm～1 600nm随波长增加缓慢减小至趋于稳定值2.6;消光系数k在380nm～500nm随着波长增加而增加,在500nm～1 600nm随波长增加而缓慢减小至趋于0不变;当膜厚大于14.1nm时,折射率随波长增加而增加,消光系数随波长近似呈线性增加。整体上,膜厚增加时折射率减小且趋于块状银的折射率,k随厚度增加而增加并最终趋于块状膜。用此拟合的光学常数代入TFc膜系设计软件计算其透射率,发现与分光光度计测得的透射率吻合较好。

摘要：为精准高效调校并检测微纳超构表面,基于时域多分辨分析(MRTD)方法研究了栅格微纳超构表面与掩埋微缺陷的耦合散射问题。从Maxwell方程出发,引入多分辨概念,建立耦合散射模型,推导出散射场,并与时域有限差分(FDTD)方法的计算结果进行比对,以验证MRTD方法的正确性并分析其优点。结合含微缺陷的栅格超构表面场分布,给出研究缺陷各参数对超构光学系统影响的必要性。通过数值计算分析缺陷尺寸、掩埋深度及相对方位等因素对耦合光散射特性的影响。上述结果为功能性表面设计、超灵敏检测、散射峰值方向及频率选择等领域和方向提供技术支持。

摘要：随着科研及工业的不断发展,对真空环境的要求越来越高,相应的真空测量技术要求也越来越严格,在精准测量的基础上对传感器的体积提出了更高的要求,例如MEMS封装的真空设备将需要较小体积的传感器来完成真空度的测量。而目前常见的电阻真空规、液态式真空计、电容真空计、热传导真空计等都无法同时满足小体积、宽范围、高精度的测量要求。本文基于石英晶振在不同气压环境下振荡时其两端阻抗随环境中气压的改变而变化的原理,设计了石英晶振振荡电路、信号隔离电路、差分放大电路、真有效值转换电路等,并且将其前端信号利用STM32单片机进行处理,通过编写对应的软件程序实现不同环境中真空度检测。在石英晶振振荡电路方面与已有研究有所不同,本文采用石英晶振本身作为激励信号的自振荡电路,相对于已有研究中的外加激励信号源而言频率稳定,Q值高,因此能够产生非常稳定的正弦振荡,可以有效的减小整个系统的测量误差,提高测量精度。经过实际测试,实验结果表明,系统设计合理,测量精度高,达到预期测量效果。

摘要：针对光纤光栅型光纤激光器有源温度传感技术只能进行较低温度以及较小范围温度测量的问题,提出一种飞秒写光纤光栅型光纤激光器高温传感测量系统。将飞秒写光纤光栅嵌入到光纤环形腔结构中,同时作为温度敏感元件和激光波长反馈器件,设计搭建了飞秒写光纤光栅型激光器光路。此光路系统输出光信号带宽为3.45 GHz峰值强度为31.94 dBm,2 h内连续光谱检测最大波长漂移为3.25 pm,可视为无跳模现象,实现了高达60 dB的高信噪比、窄线宽、高功率信号输出,同时输出光信号可线性表征光纤光栅温度感应。实验结果表明此传感系统实现了50℃到1000℃大范围温度的线性传感检测,线性度可达0.9975,波长-温度灵敏度为13.8 pm/℃。

摘要：本文基于时域有限差分算法,研究了微粗糙光学表面与多个镶嵌粒子的差值场光散射问题。将光学基片视为微粗糙光学表面,利用蒙特卡洛方法解决了光学表面存在粗糙度的问题,并将差值场散射理论加入到计算模型中,更好地分析了缺陷粒子的散射特性,将计算区域划分成上下两个半空间,建立了微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子复合散射模型,并与矩量法计算结果比较验证了理论的有效性。运用此模型分析了入射角、镶嵌粒子尺寸、粒子间距、粒子个数等物性特征对微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子差值散射场的影响。实验结果表明:在一定激光入射角下,以相同回波探测角度间距20°对光学表面进行测量能够有效地检测出缺陷粒子。本文结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等提供了理论依据和技术支持。

摘要：针对大横截面室内靶道弹丸测速需求,提出了一种大面积探测区域测速光幕构建方法。采用90°探测视场的广角天幕靶作为接收装置和多段等长的排布成L形状的LED线阵列作为光源,各段LED线阵列光源均朝向广角天幕靶扇形视场中心,完全填充广角天幕靶的视场,在空域形成10m×10m的探测区域。给出了L形光源的详细设计,采用气枪弹进行了靶面内灵敏度验证试验和系统实弹射击试验。试验结果表明,所提出的方法是有效可行的,可满足10m×10m横截面室内靶道的测速需要。

摘要：为了提升微结构窄带滤光片的光谱透过率,增大微结构单元的制备精度,提出一种新的膜系镀制方法和微结构单元的制备方法。基于法布里-珀罗(F-P)多光束干涉仪原理设计了3种不同中心波长的窄带滤光片,采用光化学掩模分离法和PECVD技术相结合,制备出3种中心波长分别为480nm、520nm和590nm,峰值透过率均大于80%,半宽度30nm^50nm,微结构单元的通道面积为50μm×50μm的窄带滤光片。光谱透过率得到了提升的同时微结构单元边缘整齐、分界线清晰,精度也得到了有效地增加,达到μm量级。

摘要：针对车载视觉智能感知、低空区域防务等光电成像系统远距离观测动态性能测评需求,研制了室内运动目标模拟系统。基于线性移不变系统模型,分析了“三杆靶”、“四杆靶”靶标MTF测量原理,提出了一种基于变频栅条靶标的动态MTF检测方法,给出了变频靶标设计方案和MTF解算方法。完成了“三杆靶”和变频靶标测量方法的静态和动态MTF对比测试实验。实验结果表明:提出的变频靶标动态MTF检测方法与“三杆靶”测量方法相比,在静态MTF检测时测量数据的相对最大偏差比率为1.9%,动态MTF检测时测量数据相对最大偏差比率为2.8%,是一种高精度数字化动态MTF检测方法。该方法可以从一幅靶标图像中解算出MTF曲线,在动态MTF检测技术领域比“刀口法”、“三杆靶”、“四杆靶”等方法更具优势。