利用太赫兹时域光谱技术信噪比高、频带宽、入射波光子能量低等特点,以及仪器操作简单、测试速度快等优势,对地学领域中的岩石矿物的成分、结构等参量的表征进行了总结,特别是围绕岩石矿物的光学性质、矿物中水的含量、填料矿物的表征、矿物对太赫兹波的调制等方面进行阐述。为研究岩石矿物的形成条件、矿化过程、矿物应用等内容提供一种新型的分析手段,拓展了太赫兹光谱技术的应用范围。
太赫兹波 光谱技术 岩石矿物 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2100006
采用太赫兹时域光谱技术,对高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯三种塑料的粒径、混合物的类型和含量以及吸附性能进行了表征。特别是对聚氯乙烯-聚丙烯混合物在0.2~1.6 THz范围内随含量和频率变化的光学参数(折射率和吸收系数)进行了对比分析,对三种塑料与填料碳酸钙和高岭土共混物在0.2~1.4 THz范围内随含量和频率变化的光学参数进行了表征,并建立了相关曲线,为太赫兹范围内塑料光学性质的有效利用提供了参考。所提方法作为近红外光谱塑料检测方法的补充,为工业生产中填料含量的监控提供了技术手段。此外,通过太赫兹时域光谱技术,可以区分不同微塑料吸附常见海水污染物甲基橙的现象,对不同时间点下经聚氯乙烯吸附后的甲基橙进行比较,发现不同粒径的塑料呈现不同的散射吸收,且经不同粒径聚氯乙烯吸附后的甲基橙溶液有显著差异,这些现象对微塑料的环境污染分析具有重要意义。
光谱学 太赫兹光谱 吸收系数 微塑料 吸附 中国激光
2022, 49(13): 1311001
1 南京航空航天大学 自动化学院, 南京 211100
2 高速载运设施的无损检测监控技术工业和信息化部重点实验室, 南京 211100
3 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
4 中国科学院大学, 北京 100049
5 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤,但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加,难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法,采用分层匹配的策略,对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔,利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差,以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围,达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明,所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度,实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。
投影光栅相位法 相位立体匹配 高分辨率 多尺度分析 三维重建 fringe projection profilometry phasebased stereo matching high resolution multiscale analysis 3D
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
School of Science, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
laser plasma energetic liquid carbon content Frontiers of Optoelectronics
2018, 11(3): 261–266
1 南京航空航天大学自动化学院, 江苏 南京 210000
2 中国科学院光电研究院, 北京 100089
3 中国科学院大学, 北京 100049
现有双目相机标定的方法是通过矩阵变换求得各个相机间的旋转平移关系,再通过优化求得最终参数。非线性优化步骤多,相机内外参数与镜头畸变存在耦合,时间花费较大。提出一种畸变矫正与平面单应性矩阵结合的双目相机标定方法。根据三维空间直线投影到像平面仍然是直线的法则,对于无畸变的图像,直线上任意两点所构成的向量的方向相同时向量夹角应为零。基于此特征求解双目相机的畸变系数,再通过平面单应矩阵构造测量矩阵,然后通过矩阵分解求得相机内、外参的初值,最终通过非线性优化求得双目相机的各个参数。仿真和实验结果证明,该方法稳定性高,精度与传统标定方法的精度相当,且计算时间短,标定效率优于传统标定方法。
机器视觉 双目标定 畸变矫正 单应性 共线向量 光学学报
2017, 37(11): 1115006
School of Science, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
tourmaline optical properties terahertz spectroscopy Frontiers of Optoelectronics
2017, 10(4): 409
对光纤端面反射引起的光纤光栅阵列的信号串扰进行了理论分析和计算, 并通过实验测试了端面反射引起的传感阵列阵元的信号串扰值。根据阵列信号串扰产生的机理提出了光纤端面反射的抑制方法, 通过实验对该方法进行了验证。对光纤端面反射进行抑制后, 实验得到阵列端面反射引起的串扰小于-70 dB, 可满足光纤光栅传感阵列的实际使用需求。
光纤光学 光纤光栅传感阵列 端面反射抑制 串扰 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120604
光纤矢量水听器(FOVH)以其低频灵敏度高,动态范围大,抗电磁干扰,易轻型化等诸多优势,成为新型矢量水听器的一个发展热点。针对线阵列应用,开展了光纤干涉碟型矢量水听器的仿真分析和研制工作。有限元分析采用光纤等效层方法(FLEM)和光纤细化结构方法(FLDM)分别对系统的性能进行预报,研制出了光纤碟型矢量水听器样品,并进行了全面的测试。实验结果表明,所研制的矢量水听器样品在100~1000 Hz的工作频带内,矢量通道的等效声压相移灵敏度为-182 dB@100 Hz~-158.5 dB@1000 Hz (ref.1 rad/μPa ),串扰小于-30 dB,有良好的矢量性。
光纤光学 光纤矢量水听器 有限元分析 光纤等效层方法 光纤细化结构方法 声压相移灵敏度