红外与激光工程
2022, 51(7): 20210743
红外与激光工程
2021, 50(10): 20200457
1 大连理工大学 光电工程与仪器科学学院，辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 物理学院，辽宁 大连 116024
根据严格耦合波理论(RCWA)，提出了一种基于亚波长的双导模共振(GMR)光栅透射型滤波器的结构设计，其工作原理是利用对称式双GMR光栅将电磁能量全部集中在结构的波导层中，从而产生高效的共振峰。利用两个单GMR光栅串联，光栅间分别为无空气间隙和间隔2.13 ?滋m空气层两种结构。仿真结果表明，无空气间隙的双GMR光栅串联结构可实现在波长1 550 nm处的滤波，其峰值透射率约为100%，半峰宽(FWHM)可达0.012 nm；有空气间隙双GMR光栅串联结构将GMR与法布里-珀罗共振(FPR)相结合，在共振波长1 550 nm处的峰值透射率约为100%，FWHM为0.15 nm，并获得了平顶滤波曲线，平坦度约为0.1 dB，上述两种结构滤波器可用于光信息处理与光传感等领域。
亚波长结构 导模共振光栅 透射滤波器 超窄带光滤波器 sub-wavelength structure guided-mode resonant grating transmission filter ultra-narrow band optical filter 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200134
选择使用拥有STM32F427的OpenMV作为MCU, 设计了一辆基于机器视觉的循迹避障智能小车系统, 能够从标记的指定位置出发, 迅速找寻规定场内随机点亮的信号表示灯。该设计使用摄像头模块系统进行图像采集, 得到障碍物的位置信息, 通过进一步使用采集到的障碍物图像进行测距, 从而得到障碍物的位置信号。采用FAST特征点检测算法、NCC模板匹配算法、PID控制算法、单目视觉测距算法等, 小车前方有障碍物则曲线行使, 避开障碍物, 无障碍物则直线行驶, 实现自动行驶的目的。本系统通过多次实验验证并实现自动“寻的”避障的功能, 具有灵敏度高、稳定性强等特点。
机器视觉 循迹避障 模板匹配 OpenMV OpenMV machine vision trail avoidance FAST FAST template matching
大连理工大学 光电工程与仪器科学学院, 辽宁 大连 116024
提出了一种基于受激布里渊散射和耦合型双环的可调谐光电振荡器.该光电振荡器将受激布里渊散射和耦合型双环结构相结合, 利用受激布里渊散射的窄带增益谱选择振荡频率, 实现微波信号的频率可调谐.通过耦合型双环结构, 有效地抑制了微波信号的边模, 降低了微波信号的相位噪声, 提高了微波信号的频率和功率稳定性.实验结果表明, 该结构的光电振荡器可以产生2 GHz到18 GHz的微波信号, 边模抑制比优于60 dB, 相位噪声在10 kHz频偏处低于-95 dBc/Hz, 在实验室环境下10 GHz微波信号30 min内频率漂移小于0.3 ppm, 功率漂移低于0.2 dB.
光电振荡器 受激布里渊散射 耦合型双环 边模 相位噪声 稳定性 Optoelectronic oscillator Stimulated Brillouin scattering Coupled dual-loop Side mode Phase noise Stability
透过复杂介质获取目标物体图像精细信息的能力是光电图像采集处理的一大难点，选用 CMOS光电图像传感器，设计了CMOS成像系统以及后端读取和处理电路，透过毛玻璃对目标物体成像，将采集的图像信息传送到计算机中进行处理。该系统按照相机光学成像系统原理制作，采用通用CMOS图像传感器芯片完成电路设计，加之红外激光辅助照明拍摄采集图像，由远及近不同距离分别对同一目标物成像，对成像图像进行迭代图像增强算法优化，可以解决毛玻璃非匀质问题,使光源重建精度大大提高,得到的可见光图像轮廓清晰，与一般CCD成像系统相比，识别率超过95 %，远大于一般成像系统，且成像性能良好。
可见光 CMOS图像传感器 光电成像 图像处理 visible light CMOS image sensor photoelectric imaging image processing
选用激光测距传感器加pixy视觉传感器作为道路信息的采集器, 设计了一辆循迹智能小车系统, 能够从指定位置出发, 快速搜寻场地内随机点亮的信标灯。该系统以pixy视觉传感器采集光源, 得到智能小车的位置信号, 采用激光测距传感器, 采集障碍物的位置信号。通过PID控制算法、路径识别算法、速度控制算法, 判断道路是直线还是曲线, 避开障碍物, 实现自动行驶。本系统经多次实验验证能够实现控制小车选择合适的路径, 具有稳定性高、系统响应灵敏等特点。
激光传感器 视觉传感器 比例微分积分控制 路径识别 laser sensor visual sensor PID control path recognition
大连理工大学 物理与光电工程学院,辽宁 大连 116023
提出了一种利用分布反馈DFB(Distributed Feedback laser)激光器的非线性对射频光传输系统动态范围进行优化的方案。实验研究了半导体分布反馈激光器的非线性,基于实验结果分析了DFB激光器的偏置电流与线性性能的关系。在此基础上建立了对马赫曾德外调制(Mach-Zehnder modulator,MZM)射频光传输系统线性优化方案。实验结果表明,该实验系统有效抑制了系统三阶交调量,系统的动态范围得到改善,当输入射频信号中心频率4 GHz,双音号间隔10 kHz时,三阶交调失真抑制23.1 dB,无杂散动态范围提高8.68 dB。
分布反馈激光器 三阶交调 微波光纤传输 无杂散动态范围 distributed feedback lasers third order intermodulation radio-over-fiber spurious-free dynamic range 红外与激光工程
2016, 45(8): 0806004
1 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁 大连 116023
2 中国空间技术研究院通信卫星事业部, 北京 100094
根据星地大容量通信发展需求，研究了基于微波空间光传输技术的星地激光通信链路。在建立星地微波光传输链路模型的基础上，分析了链路光功率衰减、输出微波信号、噪声功率以及在大气湍流信道下系统的误码率。仿真分析了调制器直流偏置电压大小对链路输出信噪比和误码率的影响，结果表明，相对于通常的正交偏置工作点，通过优化控制直流偏置点的位置，可以提高链路输出信噪比和误码率，这种改善程度随着调制系数的减小而增大。该研究为建立星地微波光传输系统提供了有益参考。
光通信 星地激光通信 微波空间光传输 信噪比 误码率 链路分析 光学学报
2014, 34(10): 1001004
大连理工大学物理与光电工程学院光子技术研究中心, 辽宁 大连 116024
提出了一种基于Sagnac环干涉结构的光梳状滤波器。该结构利用保偏光纤双折射效应产生梳状滤波响应，通过控制Sagnac环内相位调制器的驱动信号实现光学滤波器陷波深度与滤波波长的独立调谐。利用Jones矩阵对所提出的Sagnac环光滤波器的滤波响应函数进行研究，通过分析得到光滤波器的陷波深度和滤波波长分别与射频信号和直流偏压之间的关系。在此基础上构建实验链路，验证了系统的理论分析，实现了光滤波器陷波深度在0 dB~30 dB范围内的灵活控制；通过设置直流偏压在0~12 V范围内变化，实现了光滤波器滤波波长在一个自由光谱范围（0.5 nm）内的连续可调，波长调谐效率为0.043 nm/V。
光纤光学 可调光滤波器 Sagnac环形镜 双折射效应 Jones矩阵
