红外与激光工程
2022, 51(11): 20220109
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
3 鹏城实验室，广东 深圳 518000
相干探测混频器是空间相干光通信系统的重要组件，主要作用是将信号光和本振光进行混频得到中频信号，进而对光信号进行放大，使探测器的灵敏度达到量子噪声极限。混频效率对中频信号的强度尤其重要，因此，假设本振光为理想高斯分布时，计算了信号光的不同振幅分布对混频效率的影响。通过设计一组光束整形镜将信号光的振幅分布变为高斯分布，从而实现高斯光和高斯光的相干混频。实验结果表明，带有整形元件的相干探测混频器可实现信号光与本振光相似的振幅分布，且相比均匀分布的信号光，混频效率提高了17个百分点。
相干光学 空间光混频器 混频效率 光束整形 数值模拟 激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0706001
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 陆装驻洛阳地区航空军事代表室, 河南 洛阳 471000
对采用制冷型长波红外探测器的光学系统, 设计了一个二次成像三片锗透镜的会聚系统。提出了一种低噪声折射式红外光学系统的优化设计方法, 并对比传统杂散辐射抑制优化设计方法, 利用Tracepro进行仿真分析, 抑制结果表明, 新的低噪声优化设计方法对杂散辐射抑制较传统方法提升23.87%, 提升效果明显。
红外光学系统 光学设计 杂散辐射 冷反射 infrared optical system optical design stray radiation Narcissus
1 长春工业大学 电气与电子工程学院, 长春 130012
2 吉林大学 电子科学与工程学院, 长春 130012
采用双通道差分式红外气体检测方法, 基于比尔朗伯理论做针对性修正, 研制出低检测下限、高探测性能的手持式红外甲烷气体检测仪.通过TracePro光线模拟软件, 对比分析多种光学路径结构, 得到小空间内长光程气室结构, 增强气体有效吸收, 提高仪器检测性能.引入多参数补偿算法, 对气体吸收理论进行优化, 得到适应本检测系统的气体吸收函数, 以保证气体浓度信息计算准确性.仪器工作时最大输出电流为130 mA, 采用干电池供电, 仪器的尺寸为209 mm×70 mm×40 mm, 甲烷气体浓度爆炸限以下最低检测限可达到50 ppm, 可以保证气体防爆的安全性要求.
中红外 参数补偿 差分式吸收 非线性 双椭球 Mid-infrared Parameter compensation Differential absorption Nonlinear Dual-ellipsoid
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 陆航驻洛阳地区军事代表机构, 河南 洛阳 471000
针对星敏感器高精度测量需求, 提出了一种载体运动情况下的非线性误差解算方法。分析了星敏感器的误差来源, 建立了其测量矢量的线性误差模型；然后根据星敏感器工作特点及非线性误差来源, 提出了具有明确物理意义的非线性误差模型改进算法。以某弹载星敏感器为例进行了实验, 结果表明, 该方法可更好地辨识各项误差大小, 对提高星敏感器的标校精度和工作性能具有一定的指导意义。
星敏感器 载体运动 测量矢量误差 线性模型 非线性误差 star sensor carrier movement pointing error linear model nonlinear error
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
离轴三反射(TMA)系统是基于同轴三反射系统，通过视场离轴及孔径离轴实现无中心遮拦。传统解法需通过三反射镜遮拦比与放大率,来确定同轴结构的间隔等参数，该方法不利于直接限制系统筒长。在传统解法的基础上，提出一种通过给定三个反射镜间隔及三镜到像面距离，确定同轴结构的方法。利用Matlab 软件设计程序求解初始参数；利用Zemax 光学设计软件进行优化。根据是否有中间像面，分别设计得到焦距为1500 mm，入瞳250 mm 的Cook 式和Wetherell 式离轴三反射系统。结果显示，两种光学系统调制传递函数在50 lp/mm 处均大于0.6，点列斑均方根半径小于5 μm 。该方法直接有效的控制了系统长度，设计结果像质满足要求。
光学设计 初始结构 同轴三反 离轴三反 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 112201
1 吉林大学电子科学与工程学院，集成光电子学国家重点实验室
2 吉林大学吉林大学通信工程学院，长春 130012
在满足气体检测要求的前提下，为了能够使气体检测仪器的小型化以及低功耗，设计了袖珍式红外瓦斯检测仪.以集光源、光路、红外探测器于一体的红外传感模块为核心，修正了传统的气体吸收理论，采用差分式气体吸收技术设计出一种具有低成本、低功耗、低检测下限、高信噪比的袖珍式非线性甲烷检测仪.集成后的仪器采用干电池单电源供电，工作时总电流在150 mA以内、总功耗小于0.9 W，检测仪的电路增益为43.3 dB.实验中进行了单、双通道气体检测实验，采用新配气方法在甲烷爆炸限内进行双通道气体检测实验，得到低检测下限和高灵敏度测试实验，最低检测下限都能够达50 ppm.与传统的壁挂式检测仪器相比，该仪器以手持式的形式完全可以满足检测有害气体的需求.
光电检测 红外探测器 气体吸收 甲烷 袖珍式 非线性系统 单电源 电路 Photoelectric detection Infrared detector Gas absorption Methane Pocket Nonlinear systems Single power Circuits
中国人民解放军驻162三军事代表室， 贵州 安顺 561000
从视频摄录像系统组成和工作原理出发，在对图像闪烁故障进行原因排查与分析基础上，提出解决措施并对措施的有效性进行验证，最终使图像闪烁现象得以解决。
视频摄录像系统 图像闪烁 故障处理 video tape recorder system image flicker troubleshooting
1 哈尔滨工程大学物理系, 哈尔滨 150001
2 中国电子科技集团公司中国电波传播研究所,新乡 453700
对干涉式光纤传感器来说,光源的谱宽直接影响着传感器的工作特性。从法布里珀罗干涉式光纤传感器出发,推导其灵敏度的理论表达式,并用MathCAD软件进行了数学分析,讨论了光源谱宽对传感器灵敏度的影响。介绍了具有温度反馈功能的法布里珀罗光纤干涉实验系统,给出了用该实验系统拍摄的谐振曲线照片。从该系统进行的两个重要的实验(不同干涉腔长的灵敏度对比实验和不同干涉长度的光源实验)表明,法布里珀罗干涉式光纤传感器的灵敏度与光源谱宽的理论表达式是正确的,理论公式与实验结论能很好地吻合。最后指出了该方法可以用于分析其他类型的干涉式光纤传感器的灵敏度问题,为光源的选择提供了参考。
光学干涉 传感器 光纤 灵敏度 光谱宽度
报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析、测量不确定度计算公式,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.
线性双折射 琼斯矩阵 光学电流传感器
