1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着光伏探测器在傅里叶变换红外(FTIR)光谱探测领域的广泛应用, 光伏型器件的响应非线性现象逐渐成为影响FTIR光谱反演精度的关键问题。文章对光伏探测器的响应非线性进行研究, 首先, 总结了光伏探测器的一般原理与等效电路; 然后, 对导致探测器出现响应非线性的内部效应与外部因素进行分析; 最后, 总结了内外因素之间的关联, 并在结论中给出了对探测器进行非线性校正的工作方向。这对揭示半导体器件对不同通量辐射的响应规律、对于改善研究光伏探测器的非线性问题以及提高FTIR光谱探测精度具有重要的意义。
光伏探测器 光电二极管 非线性响应 傅里叶红外 photovoltaic detector photodiode nonlinear response Fourier infrared
1 河北工业大学机械工程学院，天津 300130
2 哈德斯菲尔德大学精密技术中心，英国 哈德斯菲尔德 HD1 3DH
光学三维形貌测量技术具有无损、快速、高精度等优势，被广泛应用于不同领域。工业生产及现实生活中的镜面/漫反射复合表面三维形貌的快速、高精度测量一直是未解决的难题。提出一种基于条纹投影和双屏透射显示的镜面/漫反射复合表面测量方法，并对系统的非线性响应进行了补偿。首先，普通屏和透明屏分别显示绿色条纹，被镜面部分反射，投影仪投射蓝色正弦条纹图到漫反射部分；其次，相机采集不同颜色的变形条纹图；然后，三维标定获取系统参数，通过相位与深度的关系恢复物体的三维形貌；最后，校正系统的非线性响应误差并进行补偿，提高三维测量精度。实验结果表明：该方法能够实现非连续复合表面物体三维形貌的高精度测量。
复合表面 系统标定 相位解算 非线性响应 激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312024
Author Affiliations
Abstract
1 Opto-Electronic Department, Sichuan University, Chengdu 610065, China
2 School of Aeronautics and Astronautics, Sichuan University, Chengdu 610065, China
In this Letter, the periodical errors, which are caused by the nonlinear effect of the commercial projector and camera, are analyzed as a more generic single-coefficient model. The probability density function of the wrapped phase distributions is used as a tool to find the compensation coefficient. When the compensation coefficient is detected, on the premise of ensuring accuracy, a correlation algorithm process is used to replace the traditional iterative process. Therefore, the proposed algorithm improves the efficiency of coefficient detection dramatically. Both computer simulation and experiment show the effectiveness of this method.
nonlinear response phase error probability density function three-dimensional sensing Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 101201
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650216
2 中国科学院大学, 北京 100049
大口径太阳望远镜中常用波片来进行偏振定标和偏振测量,为了对这类波片的延迟量和方位角进行准确测量,提出一种基于双光束检偏的波片测量系统,建立了该系统对应的数学模型。测量系统中检偏器的方位角可作为参数进行拟合,克服了单光束测量系统中检偏器方位角误差的影响;同时,根据测量系统的结构,对待测波片的延迟量范围进行分析,实现了对偏振定标和偏振测量中所使用波片的精确测量。分析了测量系统误差的主要来源,包括光源光强噪声、电机定位误差和探测器非线性响应,并对探测器非线性响应进行了校正。该方法测量1/4波片和127°波片的延迟量和方位角误差小于0.02°,测量27°~145°和215°~333°范围波片样品的延迟量和方位角误差小于0.05°。
测量 波片 延迟量 双光束检偏 非线性响应
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
采用基于圆偏振探测光的光纤Sagnac原子自旋进动闭环检测技术,实验测试了无自旋交换弛豫(SERF)原子自旋陀螺在两种不同抽运状态下的角速度输入/输出特性,发现了SERF原子自旋陀螺输出的非线性现象。基于SERF原子自旋陀螺理论,建立了非线性响应模型并进行仿真研究,仿真结果与实验测试一致。研究表明:SERF原子自旋陀螺的非线性由原子内在相互作用决定,与总电子弛豫率Rtot密切相关。
光纤光学 陀螺仪 无自旋交换弛豫 原子自旋陀螺 圆偏光 非线性响应 电子弛豫率
北京理工大学 光电学院 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
为了解决多投影机拼接融合显示系统中亮度分布不均匀及不同视角下的亮度差异问题, 提出了一种多视角投影-摄像机系统的非线性最优化颜色校正方法, 通过在多个位置放置摄像机进行多角度的观察, 并对所有观察结果进行统一的优化处理, 实现在各个方向上都能够满足要求的亮度调整方案。针对重叠区域高亮现象及重叠方向和形状的任意性问题, 采用双三角函数法计算得到投影机的衰减矩阵, 实现亮度融合。以双通道投影系统为实验平台验证了算法的可行性和有效性。
多视角投影-相机系统 非线性响应曲线 颜色校正 多视角非线性最优化算法 multi-view projector-camera system nonlinear response curve color correction multi-view nonlinear optimization algorithm
脉冲功率激光技术国家重点实验室，电子工程学院，合肥 230037
以InGaAs pin管为例，研究了光电二极管在激光脉冲作用下非线性响应的内部机理特征，计算分析了二极管在强光辐照下内部空间电荷屏蔽效应对器件光电响应特性产生的影响.通过计算耗尽区的电场强度、载流子分布和电子空穴的漂移速度，发现低偏置电压或强光辐照都会使耗尽区的电场强度下降，载流子的漂移和扩散速度降低到非饱和状态，使光生载流子的复合率下降，大量载流子聚集在耗尽区内，形成了空间电荷屏蔽效应，导致二极管呈非线性响应状态.在5 V偏置电压条件下，增加皮秒激光的脉冲能量，光电二极管的光伏电压响应脉宽逐渐展宽，峰值电压呈非线性变化.
光电二极管 非线性响应 强光辐照 空间电荷屏蔽 耗尽区 Photodiode Nonlinear response High optical injection Space charge screening Depletion region
1 西安电子科技大学微电子学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710071
针对红外焦平面阵列(IRFPA)中探测元的非线性响应以及响应特性的漂移引起的校正误差, 提出了一种基于S曲线模型的场景自适应校正算法。该算法利用对数运算将IRFPA的输出信号线性化, 并运用自适应滤波技术对线性信号实施非均匀性校正, 并采用指数变换还原出实际的校正输出信号。基于人造黑体图像和实景红外视频的仿真实验结果表明, 该算法在校正精度和大动态范围信号响应特性方面均优于传统的场景自适应校正算法。
红外焦平面阵列 非均匀性校正 非线性响应模型 自适应滤波
重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065
针对红外焦平面阵列非均匀性线性校正方法存在较大误差,而考虑非线性响应的校正算法又过于复杂,难于在实际工程中获得运用等难题,本文提出一种易于硬件实时处理、校正精度较高的红外焦平面阵列非均匀性非线性校正新方法。在介绍非线性校正新方法原理的基础上,推导出其数学模型,并给出实验结果。实验结果表明该校正方法的校正精度达到1.2%,校正过程中需要存储的参数仅为4个/像素,易于硬件实现实时校正。
红外焦平面阵列 非均匀性校正 非线性响应 IRFPA Nonuniformity correction nonlinear response
