北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对目前常用的便携式眼动仪存在易受外界环境以及使用者生理和心理状态变化等因素影响的问题,提出一种可用于眼动跟踪的紧凑型巩膜血管成像装置。该成像装置由一块主透镜、一块微透镜阵列以及一个成像探测器组成,其中主透镜的焦距等于眼球表面到主透镜的距离,成像探测器位于微透镜阵列的1倍焦距处。为了进一步减小整个成像装置的体积,采用直角棱镜将光路进行两次转折,按照光路顺序依次是成像物体、主透镜、直角棱镜、反射面 1、反射面 2、微透镜阵列和成像探测器。结果表明,该装置基于微透镜阵列实现巩膜血管的近距离清晰成像,能够获得巩膜血管的多孔径图像阵列,具有体积小、景深大和分辨力高的特点。
光学设计 微透镜阵列 巩膜血管 近距成像 眼动跟踪 光学学报
2021, 41(24): 2422003
1 天津理工大学 计算机与通信工程学院
2 教育部通信器件与技术工程研究中心, 天津 300384
3 青岛大学 电子信息学院, 山东 青岛 266071
提出一种基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作为光源, 向高双折射光子晶体光纤内填充温敏液体, 通过改变填充温敏液体的温度, 高双折射光子晶体光纤可具有不同的双折射, 得到不同波长间隔的激光, 从而使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围.当温度的变化范围为20~80℃时, 仿真测得微波光子滤波器自由频谱的变化范围为2.49~39.9 GHz.引入光纤环构建级联型微波光子滤波器, 滤波器的主旁瓣抑制比可提高到33.6 dB, Q值可达到499, 提高了滤波器的频率选择性.
微波光子滤波器 可调谐 相位调制 高双折射光子晶体光纤 波长间隔 Microwave photonic filter Tunable Phase modulation High birefringence photonic crystal fiber Wavelength spacing 光子学报
2016, 45(12): 1206002
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
高速飞行器在大气层中飞行，光学头罩与来流相互作用，其温度和应力应变在飞行过程中会动态变化，引起头罩材料折射率的改变，进而影响光线传输。文中在对飞行过程中球形头罩温度和应力应变动态模拟的基础上，计算随时间变化的折射率场，并利用光线追迹方法计算光线通过头罩出射面的光程差，通过光学评价方法以及图像退化仿真直观得出其对头罩光传输的影响。结果表明，头罩温度和应变变化对光传输的影响较大，并且随着飞行速度的提高变得更为严重。
气动光学 光线追迹 折射率场 球形头罩 aero-optics ray tracing refractive index field spherical dome
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京100191
2 中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原030051
高速导弹光学窗口外存在激波层，为高度不均匀的梯度温度气体介质, 针对其中的热辐射传递开展一种有效数值求解方法研究.基于离散传递法的思想，利用光线传输模型寻找导引头探测口径内的视线路径，推衍出激波层的热辐射强度计算模型，并研究此模型所得激波层热辐射噪声与来流参数之间的关系，给出经验公式.结果表明, 对于3~8 μm红外波段，激波层热辐射噪声在大气层内受飞行高度影响很小，与马赫数关系密切.
辐射传递 热辐射 数值模拟 梯度温度 radiative transfer thermal emission numerical simulation graded temperature
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
提出将湍流三维密度场数据用张量表示，利用高阶奇异值分解得到的较大奇异值及对应特征向量对其进行降秩处理，获得湍流密度场的最佳近似，从而实现了对三维湍流密度场空间大尺度相干结构的提取。降秩近似后的结果保留了原始流场的主要信息，对气动光学效应的仿真结果表明，重构流场能够较好地反映原始流场对光传输的影响。
气动光学 最佳近似 高阶奇异值分解 湍流
1 山东大学晶体材料国家重点实验室， 山东 济南 250100
2 山东大学光学系, 山东 济南 250100
合成了一种金属有机配合物二(四甲基铵)双(1，3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4，5-二硫基)-铜 (MeCu)，配制了其浓度为2×10-3 mol/L的丙酮溶液，采用开孔Z扫描方法，分别测试了该样品溶液在波长为1064 nm，脉宽为40 ps和波长1053 nm，脉宽15 ns条件下的非线性光学特性。结果表明，该材料在皮秒光强下表现出双光子吸收，吸收系数为4×10-13 m/W, 而在纳秒光强下，该材料具有很强的反饱和吸收特性，吸收系数为7.07×10-11 m/W。 进一步研究了该材料在不同光强下的非线性吸收性质，发现其在纳秒光强下有很强的光限幅特性，测试了其在15 ns的光限幅特性，结果表明，该材料在光限幅应用上具有潜在应用价值。
非线性吸收 光限幅 Z扫描技术 金属有机配合物
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院导航系，北京 100083
提出一种基于光线追击法的CFD湍流场的红外成像模型，用“数字图像”模拟“真实目标”进行仿真计算。通过对比原始图与仿真结果，得出超高声速导弹附面层可引起降晰效应的结论，为弹载计算机的图像复原算法提供了理论依据。按照导引头的工作原理，把模型分为远距离、临界距离和近距离3种类型分别讨论，最后分析了点扩散函数与数字图像处理中降晰模板之间的关系。
红外导航系统 气动光学 光线追迹 点扩散函数 降晰模板 CFD网格 infrared-guidance system aero-optics ray tracing point spread function blur board CFD grids
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院导航系,北京 100083
针对气动光学传输效应,本文提出一种用坐标旋转法追迹空间任意若干条光线得到光学传递函数(OTF)来计算成像的模型。该方法根据几何光学成像和坐标旋转变换原理,采用基于计算流体力学(CFD)网格的超高声速流场密度数据建立了成像模型,模拟出了流场的降晰效应,并且对仿真结果进行了对比分析。实验结果表明,该模型在一定的精度内反映了现有的气动光学降晰现象。最后探讨了模型的精度及工程应用的意义。
气动光学 红外成像 坐标旋转 光线追迹 光学传递函数 CFD网格 aero-optics infrared imaging coordinate conversion ray tracing optical transfer function CFD grids
1 山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100
2 山东大学,晶体材料研究所国家重点实验室,济南,250100
3 香港城市大学,光电研究中心,香港
合成了一种新型有机金属配合物 Cetyltrimethylammonium-bis(2-thioxo-1,3- dithiole- 4,5-dithiolato)-copper(简称 CtCu)材料.采用单光束 Z 扫描测试技术,在波长为 1053 nm,脉宽为1 ns的务件下研究了该样品的三阶非线性光学性质.研究发现,该材料具有很强的饱和吸收特性,激发态的有效吸收截面为σeff= 1.10×10-19 cm2,与基态吸收截面的比值为 1∶484.利用非线性透过率实验验证了材料的饱和吸收特性,并对其产生机理进行了分析.实验结果表明,该材料在近红外波段的激光脉冲压缩方面有潜在的应用前景.
非线性光学 三阶非线性 饱和吸收 Z扫描 有机金属配合物
1 华中科技大学图像识别与人工智能研究所,武北,武汉,430074
2 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京,100083
为了解决气动光学效应所引起的红外图像偏移问题,文中采用图像离散模型泰勒级数展开的方法解决成像系统与真实目标相对运动造成的图像小变量质心偏移和角度偏移的识别运算.该方法仅使用两幅图像的数据参与运算且避免了图像质心的位置计算,处理结果表明该方法能够快速有效地计算出图像偏移参数量的数值.
质心偏移 角度偏移 泰勒级数展开
