1 泉州师范学院交通与航海学院, 福建 泉州 362000
2 泉州师范学院物理与信息工程学院信息功能材料福建省高校重点实验室, 福建 泉州 362000
受动态范围的限制,传统的CMOS相机需要通过曝光时间控制和自动增益控制方式减小像素饱和与溢出的影响,以获得目标场景的清晰信息。若要同时获取目标场景的暗场和亮场图像,必须扩展CMOS图像传感器的动态范围。提出一种基于二值化图像叠加的CMOS相机动态范围扩展方法。该方法利用曝光时间按对数变化的一系列二值化图像进行叠加,拓宽了CMOS相机的图像探测动态范围,即使在亮度变化很大的环境下也能实现强信号和弱信号的同时探测,从而获得目标场景清晰的灰度图像。实验结果表明,与传统CMOS相机成像相比,二值化叠加CMOS相机的相对动态范围最高可拓宽8倍以上。通过图像亮度曲线对比,发现二值化叠加CMOS相机具有有效的对数响应输出。二值化叠加CMOS相机能有效减少图像亮处的饱和溢出和暗处细节信息的丢失,在高亮和背光处均能获得完整清晰、亮度均匀的图像。
传感器 CMOS图像传感器 对数响应 图像叠加 二值化 动态范围 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2428010
河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
理论分析并模拟仿真了半导体光放大器(SOA)参数对高速偏振复用-正交频分复用(PM-OFDM)全光波长变换系统的影响。 SOA参数(包括增益饱和、光场限制因子、有源区内载流子浓度)均与系统波长转换效率有关。在达到SOA的增益饱和之前或在SOA的增益饱和附近，通过改变注入电流、载流子浓度、光场限制因子均可引起SOA增益系数的改变，从而影响系统的波长转换效率。通过改善SOA参数，实现了速率为40 Gbit/s的PM-OFDM信号在全光波长变换后的无串扰直接接收。
光纤光学 全光波长变换 偏振复用 正交频分复用 半导体光放大器 四波混频 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 030606
1 浙江大学光电系现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 湖州师范学院物理系, 浙江 湖州 313000
3 湖州师范学院物理系， 浙江 湖州 313000
准贝塞尔光束具有能够远距离传输且保持光束宽度不变的特性，可以提供较大的光束纵横比，非常适合材料的激光微加工。研究了由理想轴棱锥和实际轴棱锥产生的准贝塞尔光束的传输特性。研究发现实际轴棱锥形成的准贝塞尔光束因干涉导致其轴上能量密度呈现强烈振荡的现象。重点分析了准贝塞尔光束在激光微加工中潜在的应用，通过推导获得的解析表达式可以用来预测激光加工所需的各项参数，包括激光脉冲能量、能量密度分布、消融宽度和光束纵横比等。
激光光学 激光微加工 轴棱锥 准贝塞尔光束 中国激光
2014, 41(s1): s102002
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Department of Optical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 Department of Physics, Huzhou University, Huzhou 313000, China
3 Department of Applied Physics, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China
A quasi-Bessel beam (QBB) is suitable for laser ablation because it possesses a micrometer-sized focal spot and long depth of focus simultaneously. In this paper, the characterizations of QBBs formed by the ideal axicon and oblate-tip axicon are described. Strong on-axis intensity oscillations occur due to interference between the QBB and the refracted beam by the oblate tip. Using the axicon for laser ablation was theoretically investigated. Simple analytical formulas can be used to predict the required laser parameters, including the laser pulse energy, the generated fluence distributions, and the beam diameters.
Laser beam characterization Laser beam shaping Laser materials processing Photonics Research
2014, 2(3): 03000082
1 河北工业大学 信息工程学院,天津 300401
2 国家农业智能装备工程技术研究中心,北京 100097
为了实时、快捷、无损获取作物生长信息,采用新型的线性可调谐滤光片(LVF)分光技术,研制了作物生长信息光谱测量系统。选取线性可调谐滤光片为分光单元,硬件系统单元采用线阵CMOS探测器,在驱动单元脉冲信号的作用下完成光电转换、存储和转移等功能,并采用USB数据采集板对光电信号进行AD转换。上位机界面采用MFC和OpenGL语言编程。在室内用卤钨灯光源对玉米叶片进行验证,试验表明该系统能够较好地实现玉米冠层反射光谱的实时检测,在玉米叶绿素快速诊断方面具有可行性,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持。
线性可调谐滤光片 光谱仪 作物 叶绿素 linear variable filters spectrometer crop chlorophyll
1 湖州师范学院理学院, 浙江 湖州 313000
2 浙江工业大学激光与光电子技术研究所, 浙江 杭州 310023
介绍了表面等离子体共振(SPR)传感器的工作原理，设计了一套基于波长检测型Kretschmann结构的SPR传感测试系统。通过固定入射光角度，以波长为变量，测定了10种不同浓度的乙醇水溶液折射率与共振波长之间的对应关系。实验结果表明，共振波长随着样品折射率的增大而逐渐向长波长方向偏移，且两者之间呈现良好的线性关系。通过对共振光谱的分析，实现对未知溶液折射率或者浓度的测定。整个传感器系统具有结构紧凑、操作简单、实时检测和测量准确等优点。
传感器 表面等离子体共振 共振波长 折射率 激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022501
介绍了一种对物体尺寸精密测量的方法。该方法采用线阵CCD作为光电传感器件,通过对CCD输出信号进行二值化处理并从计算机获得数字式信号,从而实现对物体尺寸的精确检测。测量结果表明:与其他传统的检测方法相比,该方法具有测量精度高、速度快,操作简单,检测过程中运行稳定等优点,在工业生产的尺寸测量中有实用价值。
线阵CCD 尺寸测量 二值化 linear CCD dimension measurement binarization
1 湖州师范学院理学院,浙江 湖州313000
2 浙江工业大学 理学院,浙江 杭州310023
针对发光二极管(LED)具有寿命长、发光效率高、显色性好、节能等诸多优点,基于复合抛物面聚光器(CPC)的结构与原理,设计了一种LED反射器,通过与传统荧光灯灯具比较,采用最优化理论和光学软件TracePro对其进行模拟仿真,结果表明这里所设计的反射器具有光场分布合理,充分利用光能节约能源,传统反射器无法比拟的优点。
复合抛物面聚光器(CPC) 发光二极管 反射器 compound parabolic concentrator(CPC) LED reflector TracePro TracePro
1 嘉兴学院机电工程学院,浙江 嘉兴 314001
2 湖州师范学院 理学院,浙江 湖州 313000
3 浙江工业大学 激光与光电子技术研究所,浙江 杭州 310023
提出一种基于白光干涉原理的新型微纳光纤传感器,并利用该传感器测量不同浓度的葡萄糖溶液引起的折射率的微小变化,通过数值求解麦克斯韦方程获得微纳光纤信号光的相位变化与外界溶液的折射率变化关系。实验测量结果证明利用该传感器获得的测量值与理论值基本一致。所设计的传感器具有灵敏度高、结构紧凑、易于和其他光电器件集成等优点。
传感器 微纳光纤 白光干涉 折射率 灵敏度
