1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，吉林 长春 130022
3 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
4 吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林 长春 130012
5 空军航空大学，吉林 长春 130022
6 长春市琬逸科技应用有限公司，吉林 长春 130022
针对目前“扫描式”反射光场测量系统依赖复杂机械装置、测量效率低以及“照相式”反射光场测量系统测量角度范围小等问题，提出一种基于超广角成像的粗糙面反射光场测量方法。分析了粗糙面反射光场测量原理，优化设计了折反射超广角成像光学系统，实现了天顶角范围0~54°的周视反射光场测量；校准了反射光场测量系统的空间关系与光场强度，校准后反射光场测量最大相对误差为4.12%，周视反射光场测量平均相对误差最大为2.06%；通过模拟Labsphere Permaflect-80漫反射板、WhiteOptics-DF60漫反射板和美国ACA镜面铝板3种粗糙面的反射光场测量结果，证明了所提表面反射光场测量方法的可行性，丰富了粗糙表面反射光场的测量手段，为对材料表面光学反射特性与损伤等的测量、模拟与重构提供了研究基础与技术支撑。
双向反射分布函数 超广角成像 反射光场 粗糙表面 光学学报
2023, 43(11): 1112002
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
针对现有的红外偏振图像伪彩色技术只能对采集到的偏振图像进行标量的、非动态的显示, 研究了基于P、S偏振态图像的红外伪彩色信号处理。将P、S偏振态图像信息经过处理后映射到RGB颜色空间, 设计了以TMS320DM642芯片作为核心处理器的伪彩色处理系统硬件电路, 完成了伪彩色信号处理系统的软件设计与调试分析。该红外偏振图像处理系统通过采集被测物体表面反射的红外偏振特性, 获得更多有用信息的同时保证了对红外偏振图像的处理速度, 对于红外目标识别及检测有参考意义。
图像处理 红外偏振成像 伪彩色处理 数字信号处理 实时处理 image processing infrared polarization imaging pseudo color transformation digital signal processing real-time processing
1 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安710065
3 中国白城兵器实验中心, 陕西 白城 137001
针对反射式双模位标指示器视场小、中心遮拦、能量低等问题, 提出一种折/衍共口径红外双波段位标指示器光学系统。基于消色差理论和MRTD模型分别推导了光学系统波段间消色差公式和作用距离方程。设计的双波段光学系统具有共焦距特性, 从而实现了双波段同步探测以及识别目标信息的一致性。折/衍共口径红外双波段位标指示器光学系统工作波长为3.4~4.8 μm、7.7~9.5 μm, 俯仰、偏航视场为-26°～26°, 焦距115 mm, F数为2。结果表明: 在-40~60 ℃温度范围内消热差, 成像质量接近衍射极限。
折/衍结构 双波段 共口径 消热差 folded/diffraction structure dual band co-aperture athermalization 红外与激光工程
2019, 48(4): 0418003
1 燕山大学里仁学院, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
基于表面等离子体共振(SPR)技术,设计了一种具有较高调制系数的金属纳米线阵列电光 调制器结构。通过改变驱动电压使反射谱的反射率发生变化,实现电光调制。利用时域有限差 分(FDTD)法对金属纳米线阵列层和缓冲介质层的参数进行优化配置,并研究了其结构参数对反射 谱反射率的影响。结果表明:当金属纳米线直径为34 nm、缓冲介质层厚度为1600 nm时, 电光调制器的模式耦合能力达到最强；随着驱动电压的逐渐增加,反射光谱的全吸收峰出 现明显的右移;通过调节加载在电极上的驱动电压可实现电信号对光信号的电光调制。
光电子学 电光调制器 时域有限差分法 表面等离子体共振 金属纳米线阵列 optoelectronics electro-optical modulator finite-difference time-domain method surface plasmon resonance metal nanowires array
1 北方工业大学电子信息工程学院, 北京 100144
2 北京邮电大学信息光子与光通信国家重点实验室, 北京 100876
随着可见光通信系统研究的不断发展,解决可见光通信上行通信链路缺失的问题日益引起重视。建立双向可见光通信系统,意味着在系统两端的收发器件上需要同时实现光电转换与电光转换。提出了以发光二极管(LED)同时作为光信号收发元件的实时双向可见光通信系统方案,设计了时分复用方式的LED双向工作控制机制,实现了双向可见光通信。在不同的收发端仰角下进行了实时双向通信系统的实验,实测结果表明本系统方案仅以LED作为光收发元件、不需严格对准和中继放大即可实现2 m以上距离、8 Mb/s速率的实时双向可见光通信。
光通信 实时可见光通信系统 基于LED的光接收方法 LED双向工作控制
1 燕山大学 里仁学院, 秦皇岛 066004
2 燕山大学 电气工程学院, 秦皇岛 066004
提出一种基于长程表面等离子体的介质-金属纳米线阵列-非线性介质复合全光调制器.考虑克尔效应对折射率变化的影响, 采用时域有限差分法分析了金属纳米线直径、介质层厚度和泵浦光强度对反射谱的影响, 通过合理配置金属纳米线和介质层的参数提高调制器的耦合性能, 并在此基础上分析不同强度泵浦光的反射特性.结果表明: 当金属纳米线直径为40 nm, 介质层厚度为1 800 nm时, 全光调制器的模式耦合能力达到最强.反射谱的反射率与泵浦光强度的变化呈线性关系, 相关系数为0.998 1, 且只需要0.5 GW/cm2功率的泵浦光就能使入射光的反射率从0.015提高到0.82, 较好地实现光信号对光的全光调制.
全光调制器 长程表面等离子体 时域有限差分法 金属纳米线阵列 克尔效应 All-optical modulator The long-range surface plasmon The finite-difference time-domain Metal nano-wires array Kerr effect 光子学报
2017, 46(10): 1023004
1 燕山大学里仁学院, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
提出了一种新型金属-绝缘体-半导体(MIS)混合表面等离子体结构,基于时域有限差 分法验证了该结构在归一化频率范围(0.243～0.271)a/λ内具有明显的TM模式带隙。在二维光子晶体层 移除或改变中间行空气孔半径构成线缺陷,形成混合波导结构1和2。分析表明入射光频率位于 带隙内的光子能量被很好地局域在低折射率层中,且只能沿线缺陷传输。当入射波长为1550 nm时,两 种波导的传输距离分别为18.41 μm、15.70 μm, 群速度极值分别为0.186c、0.166c, 品质因数达 到384.74、1042.50。此波导能通过光子晶体层的线缺陷控制低折射率层表面等离子体(SPP)激光的传输路径,为波导 器件的研究提供了有效的理论依据。
光子晶体 光学器件 金属-绝缘体-半导体波导 时域有限差分法 表面等离子体 photonic crystals optical devices metal-insulator-semiconductor waveguide finite-difference-time-domain method surface plasmon polariton
1 总装驻西安地区军代室, 陕西 西安 710043
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
传统的Hough变换检测方法由于计算量大、实时性差以及受图像噪声影响较大等缺点, 不能较为准确地进行实际道路的检测。鉴于此, 提出了一种改进的基于Hough变换的道路图像检测方法。该方法在对实际道路形态建模分析的基础上, 针对有/无路面标识以及存在其他干扰因素的结构化道路, 均能有效剔除实际道路图像中的干扰因素并准确检测出道路边缘, 且检测时间均在200 ms以内。
道路检测 Hough变换 地面无人车辆 road detection Hough transform unmanned ground vehicle
介绍一种用于检测多光路光电设备光轴平行性的测试系统，该系统采用准直平行光管提供无穷远目标，并融合了CCD图像采集处理和计算机技术，通过计算目标靶十字中心和激光光斑中心之间在CCD上的像素跨距，计算出红外、可见光以及激光三轴相互间的平行性误差，系统的计算误差小于5″。
光轴平行性 多波段测试 optical axes parallelism CCD CCD multi-band testing
