Author Affiliations
Abstract
1 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100059, China
Based on the 1 550 nm all-fiber pulsed laser Doppler vibrometer (LDV) system independently developed by our laboratory, empirical mode decomposition (EMD) and optimally modified Log-spectral amplitude estimator (OM-LSA) algorithms are associated to separate the speech micro-vibration from the target macro motion. This combined algorithm compensates for the weakness of the EMD algorithm in denoising and the inability of the OM-LSA algorithm on signal separation, achieving separation and simultaneous acquisition of the macro motion and speech micro-vibration of a target. The experimental results indicate that using this combined algorithm, the LDV system can functionally operate within 30 m and gain a 4.21 dB promotion in the signal-to-noise ratio (SNR) relative to a traditional OM-LSA algorithm.
光电子快报（英文版）
2020, 16(6): 462
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 96901部队，北京 100094
激光多普勒雷达实际测得的振动信号绝大多数都是时变信号，而基于傅立叶变换的时频分析方法是处理时变信号的有利工具。本文针对激光多普勒雷达测得的实际振动信号，比较了魏格纳-维利分布、平滑伪魏格纳-维利分布、频谱图、波恩-约旦分布和扩展修正B分布5种形式的时频分析性能。利用激光多普勒雷达测量实际单音响产生的啁啾信号振动、双音响产生的二分量啁啾信号振动、以及成年男性心跳振动3种振动，分析了时频图的分辨率和交叉项抑制情况，并通过计算时频聚集度指数，比较了5种分布情况下振动的分析性能。实验证明，扩展修正B分布的性能优于其他4种时频分布，扩展修正B分布更适合应用于激光多普勒雷达材料共振频率探测和心跳检测领域。
时频分析 激光多普勒测量 扩展修正B分布 time-frequency analysis laser doppler measurement extended modified B distribution
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 空间光学研究二部，吉林 长春 130033
光纤激光相干合成是获得高功率高光束质量输出较为有效的途径，而湍流大气是制约其应用与发展的关键因素之一。本文重点研究了大气格林伍德频率对基于随机并行梯度下降算法（SPGD）相干合成系统校正效果的影响。首先，在静态大气条件下，分析了不同湍流强度对相干合成系统校正效果的影响；然后，利用数值计算生成一组旋转的符合Kolmogorov统计规律的相位屏模拟湍流大气，对在不同大气格林伍德频率下相干合成系统的校正效果进行研究；最后，搭建两路光纤激光相干合成实验平台，进行实验验证。仿真和实验结果表明，在系统的控制算法迭代频率（350 Hz）一定时，随着大气格林伍德频率的增加，湍流大气对光束的相位和光强的扰动加剧，使得相干合成系统的合成效果变得越来越差。
相干合成 SPGD算法 湍流大气 相位屏 coherent beam combining SPGD algorithm turbulent atmosphere phase screen
Key Laboratory of Green Chemistry & Technology, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, China
以多孔SiO2/TiO2复合膜为膜层材料, 采用溶胶-凝胶法制备得到λ/4-λ/2型无峰两层宽频增透膜, 此工艺制备过程简, 单且对膜层折射率要求较低, 镀制两层膜的K9基片在500~700 nm波段维持较高的透过率, 在此区间透过率平均值为99.4%, 在可见光区400~800 nm的平均透过率为99.0%。两层膜表现出优异的超亲水性能, 在无需紫外光照的条件下, 其在0.5 s的水接触角仅为2.2°, 且超亲水性能能够维持超过20 d。同时, 两层膜表现出一定的光催化降解有机污染物的能力。
broadband antireflective coatings superhydrophilicity photocatalytic activity SiO2 TiO2 宽频增透膜 超亲水 光催化 二氧化硅 二氧化钛
Author Affiliations
Abstract
1 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In a typical infrared optical system, the “Narcissus” effect exists extensively. This concept can be extended into a heterodyne detection. In a heterodyne detection, besides the probe and local oscillator beams, a third coherent beam or even more beams caused by spurious reflection might interfere with each other on the surface of the photodetector. Generation of heterodyne signal is dependent on the interference effects between regular and unexpected waves. Based on the theory of PM demodulation, we analyze the effect of multi-beam interference competition in a laser Doppler vibrometer (LDV). A mathematical analysis demonstrates that the signal competition depends on the modulation index, the amplitude ratio of competing signals and their relative phases. The distortion of demodulated signal due to the appearance of ripples or spikes is also predicted in this study. These effects are verified by setting up an all-fiber LDV system for measuring vibration.
光电子快报（英文版）
2019, 15(3): 213
1 第二炮兵装备研究院, 北京 100085
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
3 中国科学院大学, 北京 100049
采用光线追迹法,分析了空间环境下离轴三反结构系统的猫眼效应.给出了离轴三反系统的像面倾斜、视场和离焦对猫眼回波效率和发散角的影响,证明了离轴三反系统像面倾斜量是决定能否发生猫眼效应的主要因素.提出利用阈值法实现激光主动探测猫眼信号的基本原理,并结合高阶余弦漫反射模型,分析了目标漫反射信号对猫眼信号检测的影响.估算了20 km到120 km探测距离下,理论上所需不同光束质量激光的最小脉冲能量.仿真表明,当发射光束的全角发散角为0.3 mrad时,50 km和120 km探测距离下所需的最小激光脉冲能量分别为0.7 mJ和3.1 mJ.最后,通过原理实验,验证了空间激光主动探测法探测目标“猫眼”效应的可行性.
激光主动探测 猫眼效应 离轴三反系统 回波特性 光线追迹 active laser detection cat′s eye effect off-axis three mirror system retro-reflection characteristics ray tracing
