为实现高灵敏度的外差相位检测,提出了一种基于光外差检测原理的光纤四通道双平衡外差相位检测方法。搭建光纤四通道双平衡外差检测光路,采用1/4波片作为相位检测样品,验证分析了光纤四通道双平衡外差相位检测的性能。分析了外差检测中信号调制频率对相位测量结果的影响,结果表明受限于光电接收器件的响应带宽,过高或过低的调制频率均不能有效检测到相位信息。在实验中,最优的信号调制频率范围为 500.5~1550.5 kHz,实际测得的相位均方根为89.1°,标准差为0.3°。在此基础上,分析了双平衡外差干涉中光纤分束比以及耦合透镜的有效接收口径效应对相位检测的影响。当光纤分束比接近1∶1时,得到了较高信噪比下更加精确的检测结果;通过改变耦合透镜的发射角,验证了有效接收口径对接收信号灵敏度的实际影响。

为了提高微光成像质量, 实现针对动态目标或变化场景的实时性成像的需求, 基于偏振成像原理, 并结合孔径分割技术设计了微光偏振实时成像光学系统。光学系统采用共口径四通道阵列结构, 将4个待测偏振态分成4个独立的成像通道, 通过子孔径成像镜组对探测器靶面进行四象限分割成像, 每个偏振通道通过放置起偏状态不同的偏振片获取目标不同偏振态的强度图像, 从而实现实时偏振成像。光学系统的设计焦距为100 mm、系统整体F数为1.2、工作波长范围为0.4 μm～0.85 μm、最低工作照度为1×10-3 lx、可输出1 080 pixel全高清图像。系统光学总长为167.5 mm, 单通道镜头的MTF值在40 lp/mm处全视场均高于0.57。

相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)中使用相干性较好的窄线宽光源,因传感光纤中光脉冲产生的散射光发生干涉,故可利用干涉光的变化检测外界扰动,检测灵敏度较高。但传统的幅度检测φ-OTDR的结果难以实现定量检测,需要进行相位解调。基于3×3迈克耳孙干涉仪的相位解调系统是一种较好的解调方案,但直接解调的结果存在空间分辨能力小于传统幅度检测φ-OTDR的问题。采用四路检测方法来保持φ-OTDR的空间分辨能力,只需在系统结构中增加一路检测。同时考虑到窄线宽光源产生的脉冲内干涉对解调造成的不利影响,在提出四路检测相位解调φ-OTDR的基础上,从瑞利后向散射光的角度对基于3×3迈克耳孙干涉仪的相位解调φ-OTDR进行分析,并通过实验进行验证。完成了对5 km传感光纤上扰动信号的定量检测,检测线性度为0.9956,解调相位的幅度达到31.85 rad,解调系统的空间分辨率与传统的幅度检测φ-OTDR相同。

针对张量积小波只强调水平、垂直方向的不足,研究了二维小波的性质和特点,给出了 二维四通道不可分小波的快速算法及其数学证明,分析了此算法的运算量,探讨了滤波器组的 构造方法,理论推导与分析表明此算法运算速度比不抽样的二维不可分小波变换和二维快 速Fourier变换更快。通过构造出的滤波器组进行不可分小波的分解实验,并与张量积小波 进行比较,结果表明不可分小波变换在对图像进行滤波时能全面提取图像各方向的信息。

In this paper, we design and characterize a novel small size four-channel biosensor based on the two-dimensional photonic crystal with introducing waveguides and nano-cavities in the hexagonal lattice of air pores in the silicon slab. By removing a group of air pores, waveguides are achieved, and nano-cavities are shaped by modifying the radius of air pores. Highly parallel operation of this biosensor due to the special architecture is the capability of the designed structure. The biomaterials which are suspended in a liquid medium inside nano-cavities cause effective refractive index changes which lead to the resonant wavelength shift in the output terminal. According to results, with increasing the refractive index of nano-cavities, resonant wavelengths shifts to longer values. For biochemical sensing like DNA molecule and protein and for the refractive index detection, this novel designed biosensor can be utilized.

研制了一种新型的四通道贴片式高速光电耦合器。介绍了该光电耦合器的结构、工作原理、参数设计、特点和参数曲线, 并简述了其制作工艺。设计中采用独立腔体分隔技术, 将四条光路完全从物理上分离, 彻底杜绝多路光信号间相互干扰。该光电耦合器采用SOIC-16金属陶瓷管壳气密性封装, 具有工作速度快、功耗低和体积小的特点。

基于传统的迈克尔逊干涉仪, 提出了微振动的四路平衡测量法。该方法无需PZT外加高频载波调制, 通过在光路上获得的四路正交信号来取代常见的由相位载波零差解调法在电路上获得的两路正交信号, 克服了PZT高频调制下的非线性效应, 并简化了解调电路。同时, 四路平衡法也降低了光源的强度噪声。通过合成利萨如图形, 验证了四路信号的正交特性。实验结果表明, 该方法能实现微振动信号的测量, 对微振动位移的测量范围可以达到5～775 nm。

本文分析研究了DALSA公司1024元4口输出线阵CCD IT-P1在驱动中存在的诸多问题.针对CCD IT-P1采用多口输出工艺、驱动频率要求高、驱动时序比较难于实现等问题,提出了使用CPLD(Complex Programmable Logic Device)器件结合硬件编程语言VHDL最终实现高频驱动的方法.与使用传统门电路实现高频驱动相比,该方法实现了大量门电路功能,解决了传统方法中大量高频门电路的干扰以及采购等问题,提高了驱动电路的集成化程度、抗干扰性能及可移植性能.实验表明,使用CPLD实现CCD的驱动无论在电路设计,还是在系统集成和抗干扰等方面都表现出良好的性能,使系统十分简洁,优化了整个驱动设计.

描述了一种新型的计算全息,它在双通道计算全息基础上通过对物谱加正的或负的二次位相因子,能一次对四个不同的物进行编码,再现时在四个不同的方向上分别产生它们的像,并具有自成像的特性。文中给出了实验结果。