1 川北医学院 医学影像学院, 南充 637000
2 川北医学院 基础医学院, 南充 637000
为了研究空心光束在非Kolmogorov湍流传输路径上的区域范围与各参量之间的关系及不同区域内光束的扩展情况, 采用广义惠更斯-菲涅耳原理推导了空心光束传输于非Kolmogorov湍流中的二阶矩宽度、瑞利区间及湍流距离的解析式, 并利用湍流距离把传输路径分割为3个区域进行数值分析。结果表明, 区域Ⅰ、区域Ⅱ的长度及区域Ⅲ的起始点都随湍流广义指数α的增大而先减小再增大（当α=3.11时出现一个极小值）, 且随遮拦比η和光束阶数M(及N)的增大而增大; M(及N)取值较小时（M(及N)<3）, 湍流在瑞利区间内对光束扩展造成的影响不能忽略, M(及N)和η越大, 越容易忽略湍流在瑞利区间内对光束扩展所构成的影响; 光束在传输路径上依次进入区域Ⅰ、区域Ⅱ及区域Ⅲ,其光束扩展逐渐变得更加剧烈, 且随着M(及N)和η的增加, 区域Ⅱ长度和区域Ⅲ的起始点相较于区域Ⅰ的长度增加更为显著。该研究结果为空心光束传输于湍流中的相关应用提供了参考。
大气光学 非Kolmogorov湍流 湍流距离 空心光束 遮拦比 atmospheric optics non-Kolmogorov turbulence turbulence distance hollow beams obscure ratio
1 中科院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
针对短波红外焦平面光谱仪传统曝光方式在一大类应用场景中的不足之处，提出了一种提高短波红外焦平面光谱仪成像信噪比的均衡曝光技术：即给予焦平面上不同光谱维以不同的积分时间来提高整个焦平面的成像信噪比。实验系统包括中科院上海技术物理研究所自主研制的短波红外焦平面探测器、探测器驱动电路、信号采集与处理电路、上位机软件等。实验对比了3.31 ms、5.76 ms、8.22 ms、10.68 ms、13.14 ms 这5 档积分时间的信噪比及其对比，经过测试，在忽略驱动及读出电路噪声的情况下，实验值与理论值接近，该技术有效提高了红外光谱仪成像信噪比。
短波红外 光谱仪信噪比 均衡曝光 short-wave infrared，signal to noise ratio of spec
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
本文依托于某专项任务研制的热红外高光谱设备开展了部分研究工作, 该设备于 2016年 3月开展了海南东方市的功能飞行试验。针对背景辐射信号恢复, 非均匀性两点校正后仍残余光谱维非均匀性的问题, 提出了针对热红外高光谱数据谱段内差值均衡的处理方法, 进一步提升了热红外高光谱数据立方体的质量, 得到不影响原始光谱曲线的图像。
热红外高光谱 非均匀性 差值均衡 低温光学 thermal infrared hyperspectral, nonuniformity, dif
1 川北医学院医学影像学院, 四川 南充 637000
2 川北医学院基础医学院物理教研室, 四川 南充 637000
为研究截断光束在非Kolmogorov湍流中的扩展区域,求解了湍流距离及瑞利区间解析式,将传输路径划分为三个区域,并对三段区域进行相关数值分析。研究结果表明,第一区域和第二区域长度随相干参数、截断参数的增大而缩短,第三区域起点随相干参数、截断参数的增大而减小;相干参数、截断参数越小,忽略湍流在瑞利区间内对光束扩展影响的可能性则更大;三个区域内,湍流距离随广义指数的变化依次加剧。对主要结果进行了相应的物理解释。
大气光学 非Kolmogorov湍流 截断光束 湍流距离 扩展区域 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010102
中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
热红外谱段是对地观测高光谱遥感中非常有用的波段, 受限于技术发展, 热红外谱段的高光谱成像系统在国内的空间光电系统中并不多见, 近年来在国家相关部门的支持下发展迅速, 取得了较大进展。结合“十二五”期间研制的机载热红外高光谱成像仪系统, 建立了信号流模型, 对系统背景辐射进行了建模仿真, 并对红外焦平面组件等效暗电流进行了分析测量, 在此基础上得出了影响系统的探测灵敏度的关键因素, 给出了系统设计低温光学100 K制冷的设计依据。机载热红外高光谱成像仪研制完成后, 还进行了探测灵敏度实际测量并与仿真结果进行了对比分析, 对未来进一步发展热红外高光谱成像技术积累了重要数据。
热红外高光谱 背景辐射 探测灵敏度 thermal infrared hyperspectral background radiation detection sensitivity 红外与激光工程
2017, 46(1): 0102001
Author Affiliations
Abstract
1 , Qingdao 266071, China
2 , Qingdao 266071, China
3 , Jinan 250100, China
We report on the continuous-wave (CW) and passive Q-switching performance of a miniature Yb:Y3Ga5O12 crystal laser end pumped by a 935-nm diode laser. A maximum CW output power of 12.03 W is produced with an optical-to-optical efficiency of 54.4%, while the slope efficiency is 63%. In the passively Q-switched operation achieved with a Cr4+:YAG saturable absorber, an average output power of 2.12 W at 1025.2 nm is generated with a slope efficiency of 46% at a pulse repetition rate of 5.0 kHz. The pulse’s energy, duration, and peak power are 424 μJ, 2.3 ns, and 184.3 kW, respectively.
140.3615 Lasers, ytterbium 140.3540 Lasers, Q-switched 140.3480 Lasers, diode-pumped Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 011407
1 川北医学院影像学院, 四川 南充 637000
2 川北医学院基础医学院物理教研室, 四川 南充 637000
为了研究截断高斯-谢尔光束在非Kolmogorov 湍流中的相对扩展。采用广义惠更斯-菲涅耳原理和积分变换技术求解出了光束在非Kolmogorov 湍流中的二阶矩束宽和相对束宽的表达式，并定量地研究了束宽和相对束宽随束腰w0 、相干参数α 、截断参数δ 及湍流广义指数γ 的变化规律。研究发现α 和δ 越小，湍流对光束扩展的影响则越小，湍流对光束扩展的影响随w0 和γ 的增大而先增大后减小，并对主要结果给出了相应的物理解释。
大气光学 非Kolmogorov 湍流 截断高斯-谢尔光束 相对束宽 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 110104
1 川北医学院 影像系, 四川 南充 637000
2 四川师范大学 物理学院, 成都 610068
3 川北医学院 基础医学院, 四川 南充 637000
给出了部分相干平顶光束通过非Kolmogorov湍流传输的湍流距离解析表达式,并研究了非Kolmogorov湍流的湍流广义指数、内尺度、外尺度和光束参数对部分相干平顶光束湍流距离的影响。研究表明: 湍流距离随相干参数、束腰、外尺度(当湍流广义指数的取值为3.6~4.0时)的增大而减小；随光束阶数、内尺度的增大而增大；随湍流广义指数先减小后增大,且在湍流广义指数取3.11时存在极小值,即光束扩展的极大值。同时利用湍流广义指数及光束参数,具体比较了湍流距离与瑞利区间的大小,并指出光束参数及湍流广义指数决定了湍流是否在瑞利区间内就能对光束扩展构成明显的影响。
部分相干平顶光束 非Kolmogorov湍流 湍流广义指数 湍流距离 瑞利区间 partially coherent flat-topped beams non-Kolmogorov turbulence generalized exponent parameter of the atmospheric turbulence distance Rayleigh range 强激光与粒子束
2015, 27(1): 011004
1 川北医学院基础医学院, 四川 南充 637000
2 四川师范大学物理学院, 四川 成都 610068
3 川北医学院影像系, 四川 南充 637000
求解出了部分相干环状光束在非Kolmogorov 湍流中的瑞利区间解析表达式，并研究了湍流参量(广义指数α 、内尺度l0 、外尺度L0 )和光束参数对光束瑞利区间的影响。研究表明，湍流中瑞利区间zR| turb 随湍流增强而减小，且始终小于自由空间中瑞利区间zR| free ；zR| turb 随L0 (当3.6 < α < 4 时)的增大而减小，随l0 的增大而增大；zR| turb 随α 的增大先减小后增大，且在α = 3.11 处时存在极小值。此外，湍流对于光束瑞利区间的影响随相干参数β 、束腰w0 增大和遮拦比ε 、光束阶数M(N ) 的减小而增大。
大气光学 部分相干环状光束 非Kolmogorov 湍流 广义指数 瑞利区间 遮拦比 激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020101
1 川北医学院基础医学院物理教研室, 四川 南充 637000
2 川北医学院影像系, 四川 南充 637000
推导出了高斯谢尔(GSM)光束通过非Kolmogorov湍流大气传输的瑞利区间zR和湍流距离zT解析表达式，并研究了湍流参量（广义指数α、内尺度l0及外尺度L0）对部分相干光扩展的影响。研究表明，随着α的增大，zR先减小而后增大，且在α=3.11处时存在极小值，即光束扩展的极大值。zR随L0的减小而增大(仅当3.6<α<4时);zR随l0的增大而增大。当α>3.11时，α越大，l0对于zR的影响越小。值得指出的是：若相干参数β或束腰半径w0较小时，不论α取何值，在瑞利范围之内，湍流大气对光束扩展几乎不构成影响；相反，β或w0取较大值，不论α取何值，在瑞利区间范围内湍流大气对光束扩展都会产生明显的影响。此外，若β或w0取值在一定范围内，湍流大气是否能在瑞利区间范围内对光束扩展构成影响将与广义指数α相关。
大气光学 瑞利区间 湍流距离 非Kolmogorov湍流 扩展 中国激光
2014, 41(10): 1013002
