中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
在信号处理中抑制水体传输中带来的后向散射噪声, 是水下脉冲激光探测的关键技术之一。基于同一水域相邻 2次探测后向散射的相关性, 提出一种改进的归一化最小均方(NLMS)自适应滤波算法。根据后向散射的强度和滤波后目标信号大小控制步长因子, 使其对不同距离、不同强度的目标信号均能取得良好的滤波效果。通过计算机仿真和水池实验对算法进行验证, 结果表明, 对不同距离、不同反射强度的目标, 该滤波器算法均能以较低的阶数有效滤除后向散射噪声, 保留目标回波信号。与现有的自适应滤波方法相比, 大大减少了滤波所需的计算资源, 在水下脉冲激光探测系统上具有一定的应用价值。
水下探测 后向散射 自适应滤波 归一化最小均方算法 underwater detection backscattering adaptive filter Normal Least Mean Square 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(2): 208
西昌学院 信息技术学院, 四川 西昌 615000
在相干光纤通信系统中, 恒模算法(CMA)是一种最为常见的抑制偏振模色散(PMD)的算法。为了进一步降低接收机数字信号处理(DSP)后的误比特率(BER), 提出了一种基于提升光纤通信系统传输速率的CMA改进措施。采用将靠近星座图坐标轴的若干个散点推向邻近区间的方法进行优化, 计算并比较了传统CMA和改进CMA的BER, 设计了相关仿真实验。仿真分析结果表明: 改进CMA使补偿的传输速率提升3.46%(BER=0)；若对BER的要求为2×10-4, 则传输速率还可再提升1.33%。
光纤通信 偏振膜色散 偏振复用 正交相移键控 恒模算法 optical fiber communication, polarization film dis
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200277
1 中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林 541004
2 火箭军装备部驻北京地区第八军事代表室, 北京 100085
光纤是远距离传输时钟信号的重要途径之一, 光纤振动会对光纤的偏振模色散产生变化, 从而影响时钟信号的传输性能。为了降低光纤振动对时钟传输的影响, 详细分析了光纤振动对时钟信号传输劣化的原因, 提出了一种新的抗光纤振动传输技术方案, 并通过实验方法验证了该技术方案可以改善相位噪声10～15 dB。
高精度时钟 光传输 相位噪声 抗光纤振动 偏振模色散 high pricision clock optical transmission phase noise anti fiber vibration polarization mode dispersion
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳621999
蓝绿激光在水下目标非声探测中具有广泛的应用前景, 但现有的探测模型尚未考虑探测概率与自导系统的匹配问题。为了获得最佳探测效果, 建立基于脱靶量的水下目标激光周视扫描探测模型。仿真结果表明: 随脱靶量增加, 在相同发射频率下, 增大光束发射倾角能显著提高探测概率, 但减少了后级系统的处理时间; 此外, 随脱靶量增加, 为避免探测漏检, 应提高发射频率, 减小光束发射步进角度。最后, 通过仿真分析给出不同脱靶量下探测系统关键参数的最优设计。文中所建模型对探测系统、自导系统的匹配设计提供了一定的理论参考。
弹目交会 激光扫描 测距系统 水下探测 warhead/target encounter laser scanning ranging system underwater detection 红外与激光工程
2020, 49(2): 0203004
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
蓝绿激光在水下目标精细探测中具有重要的应用前景。基于端面圆周的快速数值遍历算法, 通过建立扫描光束与运动目标的交会方程, 对水下目标的激光扫描探测过程进行了数值建模。结果表明: 目标穿越光束扫描区的最短时间并非出现在迎头相遇的交会情况中。其次, 通过采用蒙特卡罗模拟, 仿真分析了脉冲频率、扫描频率、扫描半角以及目标距离对探测概率的影响, 并得出扫描参数的最优设计。文中建立的数值模型可为水下激光探测系统的合理设计提供理论依据。
水下激光 目标探测 蒙特卡罗仿真 数值模型 underwater laser target detection Monte Carlo simulation numerical model 红外与激光工程
2019, 48(12): 1205002
清华大学 精密仪器系 精密测试技术与仪器国家重点实验室，北京 100084
在超高速相干光通信中，对偏振解复用损伤和偏振模色散的补偿一般采用恒模算法（constant modulus algorithm, CMA）。标准的CMA算法具有自适应动态均衡的功能，加权信号根据输入信号进行不断更新，是一种目前流行的盲均衡算法。通常在CMA算法中，步长系数的取值严重影响着算法收敛、误差矢量幅度（error vector magnitude, EVM）和误码率（bit error ratio, BER）性能评价。提出了一种优化的CMA算法，具有两步步长系数，可标记误差矢量函数曲线稳定时的区间。经过计算验证表明，优化的CMA算法具有不同程度的解调性能改善，能够降低X、Y偏振态的EVM，具备较好的应用性。
通信技术 相干光通信 偏振复用 恒模算法 telecommunication techniques coherent optical telecommunications polarization multiplexing constant modulus algorithm
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
以高斯光作为参考光, 实验研究了携带不同拓扑荷数的拉盖尔-高斯(LG)涡旋光在浑浊水下的传输行为。结果表明,水体较浑浊(衰减长度不大于0.118 m)时, 拓扑荷数较大的LG光束具有更强的水下传输能力; 对于透射光束的能量密度分布而言, 传输距离决定最佳拓扑荷数, 与水体浑浊程度无关。该实验方法和测量结果对LG涡旋光在水下光通信和水下目标探测等领域的应用具有潜在的指导意义和工程价值。
海洋光学 水下激光 涡旋光 浑浊水体 拓扑荷数
北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
搭建了共焦布里渊显微镜装置，采用532 nm的单模激光器激发样品布里渊散射光，显微物镜放大倍数为100倍，数值孔径为0.8，采用串联扫描式多通道法布里-珀罗（F-P）干涉仪收集布里渊光。从实验中测得了装置的共焦光强响应曲线，以及二氧化硅玻璃、硅胶和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）3种样品的布里渊光谱。采用全新的光子数组分权值数据处理方法仿真分析了此装置的轴向成像分辨力，以及测试样品为二氧化硅玻璃-硅胶-PMMA多层样品时，样品的频移、轴向声速和纵向弹性模量3种参量的轴向成像特性,并对此方法获得的3种参量的轴向成像特性曲线进行了误差分析。仿真结果显示，光子数组分权值数据处理方法可使装置的轴向成像分辨力提高至约2 μm。在信噪比高于1.46 dB时，通过误差关系曲线可获得精确的布里渊频移值、轴向声速和纵向弹性模量。
显微 共焦显微 光谱成像 布里渊散射 成像特性 误差分析 光学学报
2016, 36(10): 1018001
北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
与拉曼光谱等光谱测试分析方法相比，布里渊光谱可反映测试样品弹性系数等力学性能。采用中心波长为532 nm的单纵模激光器作为激发源，使用扫描型多通道双串联式法布里-珀罗干涉仪对产生的布里渊光进行探测，成功搭建了一套共焦布里渊光谱测试装置。系统利用具有远程通信功能的套接字端口方式获取光子数，进行光谱采集和显示。该方法可进一步应用于与共焦布里渊显微成像相关的大型系统远程联动装置，在仪器设计方面具有广阔的应用前景。利用该套基于套接字编程的共焦布里渊光谱测试装置，测得树脂玻璃、硅胶和二氧化硅玻璃的布里渊光谱，并计算得到相应的纵向弹性系数。
显微 共焦显微 弹性系数 布里渊散射 套接字编程 远程控制 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 091801
