中国工程物理研究院 流体物理研究所，四川 绵阳 621900
回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程，定义了光学口径和吊舱舱径之比（光舱比）作为衡量集成度的标准，重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计：二者均拥有Φ150 mm口径，约1.5°×1.5°视场，在0.7~0.9 μm和3.7~4.8 μm波段的传递函数接近衍射限，前者为透射式前置望远系统，后者为离轴三反式前置望远系统，二者的结构布局为：前置望远系统置于吊舱前部压缩光束，通过光学铰链和快反镜将光束导入吊舱中，部分光进入各自的探测通道或激光发射通道。其中，类ATP的透射式前置望远系统可在汇聚光路中折叠形成俯仰/方位正交轴系并置于305 mm舱径内，光舱比约0.492；类ATFLIR的离轴三反式前置望远系统可在压缩后的平行光路中折叠形成方位/俯仰两个正交轴系并置于Φ330 mm的球体内，光舱比约0.455。作为对比，采用共光舱并联布局的第四代Litening 5和Talios吊舱探测系统将所有光学载荷和伺服框架平台置于吊舱前部的Φ406 mm球体内，光舱比约0.37，其并联共光舱设计架构的集成度较低。针对未来可能的升级要求，类ATFLIR吊舱比ATP吊舱具有更强的生命力，其采用纯反射式的前置望远系统可以更方便地增加波段和拓展功能。
光电瞄准吊舱 光学设计 多波段共光路 前置望远系统 EO targeting pod optical design multiband common optical path front telescope system 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230353
北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室, 北京 100081
太赫兹调频连续波成像技术具有高功率、小型化、低成本、三维成像等特点, 在太赫兹无损检测领域受到了广泛关注。然而由于微波及太赫兹器件限制, 太赫兹信号带宽难以做大, 从而制约了成像的距离向分辨力。虽然高载频可实现较大宽带, 但伴随的低穿透性和低功率会限制太赫兹调频连续波成像系统的应用场景。因此, 聚焦于太赫兹波无损检测领域, 提出一种时分频分复用的 114~500 GHz超宽带太赫兹信号的产生方式, 基于多频段共孔径准光设计, 实现超带宽信号的共孔径, 频率可扩展至 1.1 THz。提出一种频段融合算法, 实现了超宽带信号的有效融合, 距离分辨力提升至 460 μm, 通过人工设计的多层复合材料验证了系统及算法的有效性, 并得到封装集成电路(IC)芯片的高分辨三维成像结果。
太赫兹调频连续波 非线性度校准 多频段融合 准光设计 无损检测 Terahertz Frequency Modulated Continuous Wave non-linearity calibration multiband fusion quasi-optical design Nondestructive Testing 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 563
目前三通带太赫兹滤波器存在通带带宽差异大的问题。为了提高太赫兹滤波器三通带的带宽均匀性，设计了一款基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器，其结构由三个嵌套式“十”字环金属贴片、“十”字金属贴片和聚酰亚胺衬底三层结构组成。当太赫兹波垂直入射到滤波器表面时，在0.1~0.862THz范围内形成三个滤波通带，各通带的峰值透射系数约为0.9，具有较好的通带性能，并且通带之间的传输零点的透射系数都在0.07以下，带外抑制良好。各通带的3dB带宽的最大通带比约为1.29，10dB带宽的最大通带比约为1.13，具有较好通带均匀性。三个工作通带的矩形系数均大于1.7，通带边沿陡峭，频率选择性良好。该滤波器具有透射系数高、带宽差异小、结构简单和易于加工等特点，其在太赫兹的多信道通信领域具有广阔的应用前景。
太赫兹 频率选择表面 滤波器 多通带 通带比 terahertz frequency-selective surface filter multiband passband ratio
随着无线通信技术的发展, 小型化、多频带微带贴片天线在无线通信中得到了广泛应用。文章设计了一种六边形多频带微带天线, 采用同轴线馈电, 在六边形贴片的每个顶点内侧进行120°的开槽。通过调整贴片开槽的几何形状和尺寸, 能够有效地获得三种不同的谐振模式, 可应用于 L波段和C波段。用仿真软件CST对该种天线进行仿真及分析, 其结果表明, 在工作频段均满足增益G≥6dbi, 回波损耗S11＜-10dB。该天线具有结构简单、体积小、增益良好的特点, 适用于通信中WiFi频段。
多频带 微带天线 同轴线馈电 六边形贴片 multiband microstrip antenna coaxial feed hexagon patch
1 广西科技大学 自动化学院，广西 柳州 545006
2 桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004
研究设计了一种应用于手持式谐波雷达的三频段单极子天线。天线采用共面波导馈电，通过在单极子天线主辐射体加载L型辐射枝节、在接近主辐射体的接地平面开三角形切口的方法，使其谐振于2.4 GHz，4.8 GHz和7.2 GHz三个频段。同时，在距离天线10 mm处加载金属挡板，使天线辐射方向性增强，并能接收多个方向反射的电磁波。所实现的天线尺寸为54 mm×53 mm×1.6 mm，在三个工作频段上的带宽分别为0.51 GHz（2.35～2.86），1.39 GHz（4.17～5.56），1.46 GHz（6.17～7.63），能够有效覆盖谐波雷达全部的工作频段；由天线的峰值增益和辐射方向图可知，天线在工作频段内增益性能和整体辐射性能良好。
谐波雷达 微带天线 多频段 单极子天线 harmonic radar microstrip antenna multiband monopole antenna 强激光与粒子束
2023, 35(3): 033004
1 大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁大连 1160
2 大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁大连 116026
设计了一种新型的基于非对称共面波导(ACPW)馈电复合左右手传输线(CLRH-TL)的四频段混合小型化天线。天线由非对称共面波导接地面加载互补开口谐振环缝隙、单极子天线终端加载复合左右手传输线单元组成, 将常规单极子天线与超材料结构的零阶谐振器天线双模式混合。实测结果表明: 天线回波损耗大于 10 dB的阻抗带宽分别为 1.55~1.65 GHz,2.4~3.7 GHz, 5.15~5.36 GHz,5.71~5.89 GHz, 通带内具有良好的辐射特性。天线结构简单紧凑, 易于集成, 可应用于 GPS,WLAN和 WiMAX无线通信系统中。
非对称共面波导 复合左右手传输线 零阶谐振 互补开口谐振环 多频 Asymmetric Coplanar Waveguide Composite Left and Right Handed Transmission Line zero-order resonator split-ring resonator multiband 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(10): 1053
针对传统矩阵束算法在低信噪比条件下,估计全极点模型参数时存在计算数值不稳定、极点估计精度不高的缺点,提出先对回波信号引入Hankel矩阵以去信号相干性, 然后利用改进的TLS-ESPRIT算法估计多频带信号极点, 再利用基于Hankel矩阵改进的TLS-ESPRIT替代传统的矩阵束求全频带全极点模型参数, 以提高融合信号的精度。最终的仿真及实测数据结果显示, 所提算法提高了多频带信号在低信噪比下的融合性能。
多频带信号 全极点模型 改进的TLS-ESPRIT 非相干量估计 Hankel矩阵 multiband signals all-pole model improved TLS-ESPRIT non-coherent quantity estimation Hankel matrix
探究多波段光源对皮下出血类损伤的显现效果，并对陈旧性皮下出血检验时限进行研究。利用多波段光源设备在365 nm、415 nm、450 nm、CSS、490 nm、510 nm、530 nm、555 nm、570 nm、590 nm及610 nm等不同波段光线对皮下出血部位进行照射并比对显现效果，对肉眼不可见的陈旧性皮下出血进行检验。在365 nm波段光源的照射下显现效果相对最为理想，检验对象中从皮下出血表现为肉眼不可见状态开始，最长2周内仍能检出皮下出血印迹。所提检验方法简便、快捷，为相应陈旧性皮下出血类损伤的司法鉴定提供了有效途径和科学依据。
医用光学 法医学 损伤检验 皮下出血 多波段光源 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1817002
重庆大学 微电子与通信工程学院, 重庆 400030
针对可见光通信(VLC)系统中发光二极管(LED)有限的调制带宽, 提出了一种多带无载波幅度相位(mCAP)调制与成对编码(PWC)结合的混合方案。该方案中PWC技术将高频子带与低频子带进行配对和交织来有效克服信噪比(SNR)不平衡问题。通过实验验证, 给出了在子带数分别为2、3、4和5的情况下PWC编码对应的最佳旋转角度, 并分析了在指定带宽下所能传输的最大调制阶数。实验结果表明: 相比于传统的mCAP-VLC系统, 基于PWC的mCAP-VLC系统可以传输更高调制阶数。
可见光通信 多带无载波幅度相位调制 成对编码 发光二极管 信噪比 visible light communication, multiband carrierless
Author Affiliations
Abstract
1 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Wuhan, China
2 Nanyang Technological University, School of Electrical and Electronic Engineering, Singapore
3 Optics Valley Laboratory, Wuhan, China
Microlaser with multiple lasing bands is critical in various applications, such as full-color display, optical communications, and computing. Here, we propose a simple and efficient method for homogeneously doping rare earth elements into a silica whispering-gallery microcavity. By this method, an Er-Yb co-doped silica microsphere cavity with the highest quality (Q) factor (exceeding 108) among the rare-earth-doped microcavities is fabricated to demonstrate simultaneous and stable lasing covering ultraviolet, visible, and near-infrared bands under room temperature and a continuous-wave pump. The thresholds of all the lasing bands are estimated to be at the submilliwatt level, where both the ultraviolet and violet continuous wave upconversion lasing from rare earth elements has not been separately demonstrated under room temperature until this work. This ultrahigh-Q doped microcavity is an excellent platform for high-performance multiband microlasers, ultrahigh-precision sensors, optical memories, and cavity-enhanced light–matter interaction studies.
multiband microlasers whispering-gallery microcavities rare earth elements upconversion Advanced Photonics
2022, 4(4): 046003
