1 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
2 上海市空间智能控制技术重点实验室, 上海 201109
针对飞秒激光合成波长法高精度绝对距离测量中光功率-相位转换效应引起的误差,提出一种基于多项式拟合的误差修正方法,以提高飞秒激光测量系统的测距精度。搭建类迈克耳孙干涉测量系统,经过光电探测后得到飞秒激光模间拍频信号,利用快速傅里叶变换解算拍频信号的相位差,并研究相位差随光功率的变化。结合相位测距技术,将测距结果与长度基准作参考,采用基于最小二乘法的最优多项式拟合形成不同光功率下的测距校正表。实验中以四次谐波进行测量,结果表明:当光功率在1~3mW变化时,测距误差变化率约为2.7mm/mW,通过校正技术,在110mm范围内测距残余误差从±0.25mm下降到±0.08mm。该研究可将飞秒激光高精度测距技术应用到室外环境、复杂的工业环境甚至非合作目标等光功率变化较大的测量场合,显著地拓展飞秒激光精密测量的应用范围。
测量 合成波长法 功率-相位转换 模间拍频 相位测距 飞秒激光
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Quantum Optics and Center for Cold Atom Physics of CAS, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Shanghai Key Laboratory of Aerospace Intelligent Control Technology, Shanghai Aerospace Control Technology Institute, Shanghai 201800, China
We investigate the influence of the source’s energy fluctuation on both computational ghost imaging and computational ghost imaging via sparsity constraint, and if the reconstruction quality will decrease with the increase of the source’s energy fluctuation. In order to overcome the problem of image degradation, a correction approach against the source’s energy fluctuation is proposed by recording the source’s fluctuation with a monitor before modulation and correcting the echo signal or the intensity of computed reference light field with the data recorded by the monitor. Both the numerical simulation and experimental results demonstrate that computational ghost imaging via sparsity constraint can be enhanced by correcting the echo signal or the intensity of computed reference light field, while only correcting the echo signal is valid for computational ghost imaging.
ghost imaging speckle image reconstruction Chinese Optics Letters
2020, 18(4): 042602
1 北京工业大学 机械工程与应用电子技术学院, 北京 100124
2 上海航天控制技术研究所,上海 201109
3 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对传统的电容式触觉传感器因存在信号耦合测量, 导致切向灵敏度远低于法向灵敏度的问题, 基于多层电容结构, 设计了一种三轴力解耦测量的高灵敏触觉传感器。传感器分为切向和法向测量单元, 切向测量单元采用对称分布的差分式指状结构保证切向高灵敏测量, 并结合超薄弹性硅胶介质, 提高切向介质层有效压缩刚度,以抑制法向信号的耦合干扰; 法向测量单元的介质层采用一种弹性稀疏网状微结构, 用于法向高灵敏测量, 并通过拓展法向接地极消除切向信号的耦合干扰。在对电容结构参数化设计的基础上, 完成触觉传感器的制备,并搭建三轴力测试系统进行测试。结果显示, 传感器的切向X, Y以及法向的测量灵敏度为0.206 pF/N, 0.251 pF/N, 0.148 pF/N; 切向X-Y以及切向-法向之间的最大静态耦合比分别为7.636%, 1.051%。本传感器实现了三轴力的解耦测量及切向、法向相同量级的高灵敏特性。
触觉传感器 多层电容结构设计 解耦测量 高灵敏 tactile sensor multi-layer capacitor structure design decoupling measurements highly sensitivity 光学 精密工程
2019, 27(11): 2410
1 上海航天控制技术研究所,上海 201109
2 上海市空间智能控制技术重点实验室, 上海 201109
3 中国科学院光电研究院, 北京 100094
4 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种基于二维振镜与位置灵敏探测器的高精度激光跟踪系统;基于光线追迹方法建立跟踪系统的几何光学模型,并对跟踪系统进行误差分析,通过仿真对激光跟踪系统的指向精度以及跟踪性能进行分析。仿真结果表明:在跟踪距离100 m处,跟踪系统的位置指向精度可达0.35 mm,角度指向精度为0.72″,跟踪范围为-10°~10°,最大跟踪速度可达3.6 rad/s,能够实现对远距离快速运动目标的高精度实时主动跟踪。
测量 激光跟踪 二维振镜 位置灵敏探测器 误差分析
东北师范大学 物理学院, 吉林 长春 130024
采用自蔓延燃烧法制备了不同镨掺杂浓度的12CaO·7Al2O3∶Pr3+(C12A7∶Pr3+)X射线影像存储荧光粉。在232 nm激发下, 发现Pr3+掺杂摩尔分数为0.3%的荧光粉位于486 nm的蓝光发射峰呈现最大的发光强度。对C12A7∶0.3%Pr3+样品进行真空热处理后, C12A7笼中的O2-基团数量减少, 同时类F+色心的空笼子的数量增多, 导致陷阱数目增加和光激励发光强度增大。热释发光实验表明: C12A7∶0.3%Pr3+样品中存在两个深陷阱, 陷阱深度分别约为0.69 eV和0.80 eV; 经过真空热处理后的C12A7∶0.3%Pr3+荧光粉, 陷阱深度变深, 陷阱数目增多, 光存储性能变好。当吸收的X射线剂量为5.2 Gy时, 可以实现分辨率较高的X射线成像。实验结果表明, 镨掺杂C12A7荧光粉在计算机X射线摄影领域有潜在的应用前景。
光致发光 荧光粉 稀土离子 热释发光 photoluminescence phosphor rare earth ion thermoluminescence
1 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏 南京 210044
2 无锡市环境监测中心站, 江苏 无锡 214121
3 南京信息工程大学地理与遥感学院, 江苏 南京 210044
4 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室, 江苏 南京 210023
5 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心, 江苏 南京 210023
高分四号卫星是我国首颗高空间分辨率地球静止卫星, 在浑浊二类水体的遥感定量监测方面应用潜力很大。 为评价高分四号多光谱数据经大气校正后水体反射率的精度, 以太湖为研究区, 使用同步MODIS数据辅助的Gordon单次散射改进算法, 对2016年7月21日和2016年8月17日两景高分四号多光谱数据进行大气校正, 并通过与地面同步实测光谱数据、 以及地球静止水色卫星GOCI数据大气校正结果的协同比对, 验证高分四号多光谱数据的大气校正效果, 为该卫星产品的水色遥感应用提供借鉴和参考。 结果表明, 红光B4波段校正精度最高, 平均绝对误差(MAPE)为10.71%； 绿光B3波段校正精度次高, MAPE为13.21%； 近红外B5波段校正精度次低, MAPE为33.06%； 蓝光B2波段校正精度最低, MAPE为53.55%。 其中B3, B4和B5波段校正精度高于GOCI, 主要原因在于高分四号的空间分辨率远高于GOCI, 混合像元导致的精度误差相对较小, 充分显示了高分四号作为一颗高空间分辨率地球静止卫星在水色遥感方面的优势； 而B2波段低于GOCI, 表明高分四号的蓝光波段尚有改进空间, 今后有必要对该波段进行重新定标等处理； 在未得到有效处理的情况下, 水色遥感应用应尽量避开该波段。 总体而言, 高分四号多光谱数据校正精度较高, 可以较好的应用于内陆二类浑浊水体的定量遥感监测。
高分四号 大气校正 太湖 GF-4 satellite Atmospheric correction GOCI GOCI Taihu Lake 光谱学与光谱分析
2018, 38(4): 1191
南方医科大学 生物医学工程学院, 广州 510515
使用蒙特卡罗方法快速准确地模拟6 MV Varian Truebeam医用电子直线加速器射野剂量特性，探究厂家提供相位空间源的可用性及模拟方法的准确性。以Varian公司提供的出束窗口位置处相位空间文件作为Beamnrc/EGSnrc输入源，模拟射野形成结构并计算10 cm×10 cm射野下的均匀水体模中的剂量分布，将计算结果与相同条件下的实验测量数据进行比较。同一计算机模拟时，传统完整机头模拟方法需4~5 h，文中所述方法模拟时间可缩减至48 min，剂量计算结果与相同条件下所得实际测量数据可较好地吻合，两者的百分深度剂量差异低于3%，且建成区吻合良好; 不同深度处80%等剂量线所包含的射野区域内百分离轴剂量比差异均低于3%，且半影区效果好。使用厂家提供相位空间文件作为EGSnrc入射源，能快速模拟治疗头，得到剂量计算结果与实际测量值的差异满足剂量计算精度要求。
剂量计算 蒙特卡罗 Truebeam Truebeam EGSnrc EGSnrc dose calculation Monte Carlo 强激光与粒子束
2012, 24(12): 2975
