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Abstract
Institute of Space Optics, School of Science, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
A background removal method based on two-dimensional notch filtering in the frequency domain for polarization interference imaging spectrometers (PIISs) is implemented. According to the relationship between the spatial domain and the frequency domain, the notch filter is designed with several parameters of PIISs, and the interferogram without a background is obtained. Both the simulated and the experimental results demonstrate that the background removal method is feasible and robust with a high processing speed. In addition, this method can reduce the noise level of the reconstructed spectrum, and it is insusceptible to a complicated background, compared with the polynomial fitting and empirical mode decomposition (EMD) methods.
300.0300 Spectroscopy 070.0070 Fourier optics and signal processing 110.4234 Multispectral and hyperspectral imaging Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 123002
1 陕西省宝鸡教育学院,陕西 宝鸡 721004
2 西安交通大学理学院,西安 710049
简述了新型宽场消色差温度补偿型风成像干涉仪(FATWINDII)的原理,利用等效法和近似法推导出FATWINDII系统响应率的表达式。在增加视场角和增大系统透过率的情况下可以提高系统响应率。根据FATWINDII系统补偿方案和结构参数,计算出迈克耳逊干涉仪的等效空气长度为14.4 cm,推导并计算出系统的透过率约为0.42。根据所用CCD探测器的技术指标和FATWINDII系统的结构参数,计算了系统响应率随视场角和感应像素数目的变化情况,进而分析解释了FATWINDII实验室星载模拟实验中实际CCD感光区域的面积为整个CCD面积的1/16。该研究为星载FATWINDII的设计、研制、定标及数据的后期处理提供了理论依据和实践指导。
风成像干涉仪 系统响应率 像素 视场角 wind imaging interferometer system responsivity pixel field of view
1 山西大同大学 物理电子科学学院 固体物理研究所, 山西 大同 037009
2 西安交通大学 理学院 空间光学研究所, 西安 710049
3 青岛科技大学 数理学院, 山东 青岛 266061
采用传输矩阵法, 研究了由各向同性右手材料和各向异性左手材料组成的Thue-Morse准周期结构的反射带隙, 分析了入射角、偏振和晶格比例缩放因子对反射带隙的影响.结果表明该结构存在一个全方向反射带隙, 该带隙的宽度由TE模的低频带边缘和TM模的高频带边缘决定.当在该结构中插入一层缺陷时, 在全方向带隙中出现一条缺陷模.对TE模, 缺陷模的位置受入射角的影响很弱, 而对TM模, 缺陷模的位置随入射角的增大, 向高频方向移动.
各向异性 左手材料 反射带 传输矩阵 Thue-Morse 准晶 Anisotropic Left hand materials Reflection band Transfer matrix Thue-Morse quascrystal
1 武汉军械士官学校光电仪器与指挥控制系， 湖北， 武汉 430075
2 西安交通大学理学院， 非平衡物质结构及量子调控教育部重点实验室， 陕西 西安 710049
大光程差、宽场、消色差、热补偿型风成像干涉仪是在一定的基准光程差的基础上，通过动镜步进的方法，获得观测目标在一个波长范围内间隔为λ/4的4个干涉强度，并依此推算出高层大气的风速、气压、温度的新型风场探测装置。而在干涉仪的工程研制和实际风场测量过程中不可避免地存在着基准光程差误差、步长误差以及动镜倾斜误差等。为了精确地掌握这些误差对最终观测结果的影响以更好地满足风成像干涉仪的工程化和实际应用，对在一定的不确定度范围内的动镜倾斜误差进行了理论计算和分析，得到并给出了动镜倾斜误差的计算方法，计算了在误差允许范围内的动镜倾斜容限，并通过计算机模拟讨论并分析了研究结果。这些研究工作对风成像干涉仪的理论研究、技术创新、研制、性能改进和工程化都具有理论与实践指导意义，并为其更好地应用于高层大气风场被动探测提供了理论依据。
成像系统 风成像干涉仪 误差分析 动镜倾斜 中国激光
2012, 39(11): 1108001
1 西安交通大学理学院， 陕西 西安 710049
2 非平衡物质结构及量子调控教育部重点实验室， 陕西 西安 710049
3 加拿大纽布朗斯维克大学物理系， 弗里德利克顿 E3B5A3, 加拿大
4 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学研究室， 陕西 西安 710068
5 柏林自由大学物理系， 柏林 14195， 德国
简要介绍了高层大气被动探测技术的研究历史、现状和发展趋势。论述了高层大气被动探测技术的基本原理和方法，给出了高层大气被动探测的辐射源和气辉谱线、四强度探测法和临边探测模式。重点介绍了自行设计研制的风成像干涉仪的宽场、消色差、温度补偿理论以及工程设计和研制。采用风成像干涉仪进行了模拟高层大气探测实验，给出了高层大气风场、温度和压强的探测结果。该研究对空间探测、对地观测、**、****和国民经济建设均具有科学意义和应用价值。
大气光学 高层大气 被动探测 风成像干涉仪
1 中国科学院,西安光学精密机械研究所,空间光学研究室,陕西,西安,710068
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
3 西安交通大学,理学院,陕西,西安,710049
迈克尔逊风场探测干涉仪视场展宽的实现在于臂玻璃材料的选择和厚度的确定.依据视场展宽的4个条件,经过分析计算,从中国玻璃库中选出了最佳玻璃对LAF4和ZF2,并计算出了臂厚度值.经过验证,此选择很好地满足了视场展宽条件.将相关参数输入计算机,通过模拟干涉仪的结构并进行光线追迹,得到了视场展宽干涉图.经过数据反演得到了风速值41.48 m/s,与理论值47.62 m/s基本一致.
风场探测 视场展宽 风速反演 迈克尔逊干涉仪
1 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学研究室, 陕西 西安 710068
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 西安交通大学理学院, 陕西 西安 710049
基于偏振阵列的偏振迈克耳孙风场探测干涉仪是一种新型的探测大气温度和风场速度的干涉仪。基于偏振干涉的原理,四个偏振方向分别相差45°的偏振片组成的偏振阵列紧贴于探测器前,由四面角锥棱镜出射的四束线偏振光分别经四个不同偏振方向的偏振片后,四个不同强度干涉图同时成像于探测器上,经过数据提取获得四个干涉强度值,进一步反演出大气温度和风场速度值。对以上干涉成像过程进行了模拟仿真,得到干涉图,经风速反演得到了与实际值一致的结果。具有结构简单稳定,测试精度高,利于快速变化的目标测试的优点。
偏振光学 干涉仪 风场探测 偏振阵列
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,空间光学研究室,西安,710119
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 西安交通大学,理学院,西安,710049
4 河北工程学院,理学院,邯郸,056038
迈克尔逊干涉仪风场探测是在一定的基准光程差的基础上,通过动镜步进或四分区镀膜的方法,获得一个波长范围内步进间隔为λ/4的四步干涉强度.在此过程中存在的基准光程差误差及步长误差将对结果产生影响.对在一定的结果不确定度允许范围内的误差变量的容限值进行了讨论.在可以预知的误差存在情况下的精确结果的得出给出了计算方法.
风场探测 基准光程差 步长 误差
1 空军工程大学,电讯工程学院,陕西,西安,710077
2 西安交通大学,理学院,陕西,西安,710049
当前以太无源光网络中动态带宽分配算法主要是基于轮询机制.其中限制带宽分配算法根据各个ONU发送的队列长度能够动态分配带宽,但是这种算法不能实时获得各个ONU的队列长度.因此,利用维纳滤波的方法对自相似业务流量进行预测,预测的结果应用于限制动态带宽分配,得出一种改进的动态带宽分配算法.这种改进算法通过预测ONU的队列长度,更确切地反映了其状态信息,有利于OLT进行准确地带宽分配.对这种算法进行了仿真分析,在业务负载介于0.1～0.5的情况下,平均包时延比较接近0.1ms,达到了改进目的.
以太无源光网络 动态带宽分配算法 自相似业务预测 轮询机制 维纳滤波
1 西安理工大学理学院, 西安 710048
2 西安交通大学理学院, 西安 710049
根据菲涅耳公式,通过计算超广角萨尼亚克干涉仪各面的反射、透射系数,得出干涉仪的透射率、出射立体角,最后推导出光通量的具体表达式。代入改型萨尼亚克干涉仪两臂玻璃ZBaF17和QF14尺寸和折射率等参量,得出超广角萨尼亚克干涉仪的出射光强是入射光强的0.4397倍,立体角为1.7316×10-4 sr,AΩ=0.4×10-4 cm2·sr。
光学仪器 光通量 改型萨尼亚克干涉仪 立体角
