1 天津工业大学生命科学学院，天津 300387
2 天津市光电检测技术与系统重点实验室，天津 300387
3 天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387
将扩散干涉光谱（iDWS）技术与光外差检测方法和扩散散斑衬比分析方法相结合，提出了一种扩散相干散斑成像检测方法，并搭建了实验系统。该系统能有效地提高无创检测局部脑血流量（rCBF）的信噪比和检测精度，仿体流速实验结果表明，其相对血流指数与实际流速具有较好的线性度，在源-探距离为6~12 mm范围内线性相关系数均值为0.9881±0.0005。该检测方法可以区分不同目标区域的流速变化，管径为4.8 mm时相对误差为2.04%，结合血管管径测量方法可实现流速和流量的有效监测。通过在体实验和袖带加压实验，证明系统可以检测到活体rCBF的流速信息，且在有效测量流速范围内有较好的检测准确度。
医用光学 散斑光谱学 无创局部脑血流检测 扩散干涉光谱 光外差检测 扩散相干散斑衬比分析
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
激光相干偏振合成(CPBC)是获得高亮度线偏振激光输出的有效方法。基于此,提出一种光相位调制技术,将两路光相位差转变为幅度调制,进行光外差偏振相位探测和线性锁相控制,实现了两路同频率激光光束的相干偏振合成。理论上详细分析了光外差偏振相位探测的理论模型和线性锁相控制环路的数学模型,用于优化系统参数。锁相控制后,合成光束的输出功率为352.4 mW,偏振消光比高达17.67 dB,系统的控制带宽约为66.1 kHz,剩余相位噪声为1×10 -4 rad·Hz -1/2(1 Hz)和3×10 -6 rad·Hz -1/2(>100 Hz)。相比于其他CPBC的锁相方法,该方法对偏振消光比以及控制带宽都有明显的提升,有效地抑制了相位噪声。
激光光学 相干偏振光束合成 光外差探测 偏振相位控制 偏振消光比 光学学报
2020, 40(10): 1014002
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于光纤延时自外差和相位解缠绕技术，提出了一种采用较短的光纤延时线测量单频激光器输出激光频率漂移的方法。从理论上给出了该测量方法的工作原理并分析了测量精度的影响因素；利用一台频率变化可知的激光器对该方法进行了实验验证，实验结果表明该方法能够准确测量激光频率随时间的实际变化曲线；基于此方法，采用6 m 的光纤延时线，对一台1550 nm 波长的单频激光器频率漂移特性进行了3 h 连续测量，得到该激光器长期频率漂移结果为75 MHz/h，与其频率稳定度出厂指标50 MHz/h基本相符。
激光器 频率漂移 光外差探测 相位解缠
华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
基于压电陶瓷(PZT)的逆压电效应实现了光波的移频,测量了不同电压幅值大小和驱动频率时PZT的移频特性。通过控制PZT的微位移驱动,使得光波的光程发生线性变化,从而改变光波的频率。通过光外差检测光路,检测了光波的微小频率变化量。结果表明,驱动频率较小时,能产生相对稳定的移频量;当电压一定时,驱动频率越大,移频量的测量值偏离线性值越大。PZT的驱动电压和频率选择在合适的范围,可以提高PZT的移频性能。
文字间用 号隔开空半格压电陶瓷 移频量 干涉测量 光外差检测 piezoelectric ceramic frequency shift interferometry optical heterodyne detection
西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
建立粗糙表面的蒙特卡罗模型, 研究目标表面高度起伏对光外差信号的调制效应, 对不同粗糙程度的目标引起的退相干效应进行定量分析, 给出光外差信号恶化与粗糙目标表面参量的定量关系.结果表明: 当相关长度为100λ, 光外差信号随着高度起伏均方根的增大而减小, 当高度起伏均方根超过0.2λ时, 光外差信号非常微弱；当均方根高度起伏为0.1λ时, 光外差信号随相关长度的减小而减小, 给光外差探测造成困难.
合成孔径激光雷达 退相干效应 光外差探测 粗糙面 高度起伏均方根 相关长度 Synthetic aperture ladar decoherence effect Optical heterodyne detection Rough surface Height of the root mean square Correlation length
1 中国科学院 电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院 研究生院, 北京 100049
3 中国北方电子设备研究所, 北京 100083
采用外差探测方式,建立了全光纤结构的激光多普勒测振仪, 用来测量经空气传播耦合引起的散射体振动, 以期感知振源振动信息。实验探索了散射体材料、固定方式和相对振源位置等对空气耦合振动的影响, 得到了200~2700 Hz频率范围内6种散射体振动响应特性曲线。结果表明:通过空气耦合引起的散射体振动, 在相同振源振幅下, 散射体振动的振幅一般随频率升高而升高；在材料、固定方式和相对振源位置等因素中, 散射体材料对振动响应特性的影响是主要的, 后两者只影响局部细节。
激光技术 激光多普勒测振仪 振动响应 光学外差探测 laser technique laser Doppler vibrometer vibration response optical heterodyne detection 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2549
1 中国海洋大学海洋遥感研究所， 山东 青岛 266003
2 中国电子科技集团公司第十四研究所， 江苏 南京 210039
介绍了一种高精度1.55 μm全光纤激光相干测速实验系统。实验系统采用光纤激光器作为激光源，利用光纤环行器与望远镜构成收发合置的光学天线，所有光学器件由单模光纤连接。数据处理采用快速傅里叶变换（FFT）频谱分析方法检测信号多普勒频移。利用该系统对转盘进行多次测速实验，速率测量的相对误差小于0.2%。同时对基于光纤激光器相干探测的主要低频噪声本振光强度噪声进行详细讨论，通过抽运驱动电流内调制法抑制本振光强度噪声后，系统的低速多普勒信号探测能力可提高2个数量级。
相干光学 相干激光雷达 外差检测技术 测速 信噪比 激光与光电子学进展
2011, 48(6): 060301
何劲 1,2,3,*张群 1,2,3杨小优 1,2,3罗迎 1,2,3吉楠 1,2,3
1 空军工程大学电讯工程学院, 西安 710077
2 复旦大学波散射与遥感信息国家教育部重点实验室, 上海 200433
3 95813部队, 福州 350001
逆合成孔径成像激光雷达能够实现对运动目标的高分辨实时成像,但激光信号的极大带宽和目标回波信号的微弱性给雷达回波数据的接收和处理带来了较大困难.针对这一问题,提出了基于光外差探测手段和压缩感知理论相结合的信号采样方法,首先通过光外差探测降低回波信号的有效带宽,再结合压缩感知理论实现对信号的稀疏化采样和重构.仿真结果证明了运用本文所提出的采样方法,在使用远低于奈奎斯特定理所规定的采样率时,仍然能够实现对目标的高质量成像.
逆合成孔径成像激光雷达 目标探测 信号采样 光外差探测 压缩感知 Inverse Synthetic Aperture Imaging LADAR Target detection Signal sampling Optical heterodyne detection Compressed sensing
依据光折变晶体中自抽运与互抽运相位共轭共存的特性,提出了一种新型的光折变自适应光外差探测系统,并利用相干性较差的固体激光器进行了自适应光外差探测的实验研究.该系统具有结构简单、干扰小和外差探测灵敏度高等优点,在光通信、激光雷达等许多领域内都具有重要的实用价值.
自适应外差探测 相位共轭共存 光折变效应
首次对光折变自适应光外差探测系统的工作状态进行了较全面分析。给出了系统的最小可探测信号功率和可提供的参考光功率，指出了影响系统特性的关键参数。
光折变相位共轭器 自适应光外差探测
