提出并研究了一种基于双平行马赫-曾德尔调制和平衡光探测的四倍频可调对称三角形函数波形信号发生器。将调制非线性和多参量调控应用到可调对称三角形波形信号的产生中,可实现四倍频信号输出。通过调整调制系数β和时延量τ,可实现光电流表达式向目标函数波形微波信号傅里叶展开式前三项的近似表征,最后得到四倍于射频调制频率的周期性三角形波形信号。结合仿真研究,实现了5 GHz 射频调制频率下, 20 GHz三角形波形信号的输出,通过引入拟合误差对所获得的时域波形进行误差估计,所提出的发生器可实现对称系数20%到80%之间的波形输出,且可保证拟合误差小于8%。
光纤光学 光纤通信 微波光子 对称性可调 四倍频 马赫-曾德尔调制器 光学学报
2021, 41(19): 1906005
上海交通大学 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系, 微米/纳米加工技术国家级重点实验室, 薄膜与微细技术教育部重点实验室, 上海 200240
提出了一种新型的结构解耦四质量块陀螺仪的结构设计以及制备方法。采用梳齿电极的设计和推挽法消除了静电驱动力的二倍频分量, 并对折叠梁结构进行仿真分析和优化, 有效地实现了对驱动和检测模态的结构解耦。针对陀螺仪的结构, 设计了可行的工艺方案并进行实际加工, 采用SOI和阳极键合工艺, 最终制作出四质量块陀螺仪样品。仿真得到驱动和检测模态的谐振频率差为7Hz, 表明其结构的高度对称性。谐响应分析下陀螺仪最大位移为1290nm, 驱动框架最大位移差为60.75nm, 检测框架最大位移为305.24nm, 取得了理想的解耦效果。
结构解耦 四质量块 阳极键合 仿真分析 structure decoupling quadruple mass anode bonding SOI SOI simulation analysis
为了在低照度条件下获取目标的彩色图像, 提高夜间对目标的识别能力, 提出了基于四波段图像融合的彩色夜视方法.采用F-P滤光片设计出了透射中心在三基色光中心波长及近红外波段的四波段滤光片, 在各个透射区域的平均透射率均达90%以上; 将四波段滤光片设计成圆形滤色轮结构, 用分光计测得了各波段滤光片的光谱透射性; 对加入滤光片后的系统信噪比进行了分析和计算, 分析结果表明加入滤光片不会引入噪声, 计算结果表明加入蓝色、绿色、红色和近红外波段滤光片的成像系统的信噪比分别是原来单色微光夜视系统信噪比的19.59%、38.45%、47.28%和46.70%.借助国产超二代像增强器在微光实验室进行了四波段图像采集及彩色图像融合实验, 实验时光照度分别为1×10－3lx和1×10－1lx, 对获取的图像质量进行了评价.结果表明：在照度为1×10－3lx时, 融合的彩色图像在均值、方差和熵这三项指标上均优于过滤后的蓝色和绿色的单色图像, 且由于彩色图像中利用了近红外图像进行增强, 使得彩色图像亮度更高, 颜色分辨性更好; 在照度为1×10－1lx时, 融合后的彩色图像的信息熵比红、绿、蓝三种基色图像的大, 彩色图像携带的信息量更大.本文的研究对彩色夜视成像系统的设计和研发具有借鉴和指导意义.
彩色夜视 图像融合 四波段 滤光片 信噪比 图像质量评价 Color Night Vision(CNV) Image fusion Quadruple-band Filter Signal Noise Ratio(SNR) Image quality assessment(IQA)
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 北方自动控制技术研究所, 山西 太原 030006
3 中国科学院大学, 北京 100049
为了满足高动态范围高灵敏度的全局曝光模式下成像系统的需求, 基于CIS-2521科学级CMOS图像传感器设计了一个相机系统, 通过分析CIS-2521芯片像素读出结构特点, 通过芯片内部模拟相关双采样与FPGA片内数字域相关双采样完成相关四采样算法, 列向噪声去除效果明显。通过设计曲线拟合双增益通道图像数据合成输出, 保证了系统成像有较高输出动态范围。相机常温下输出图像峰值信噪比达62.9 dB,采用半导体制冷后输出图像峰值信噪比74.3 dB。根据EMVA1288标准实测相机动态范围达到78.2 dB, 设计的相机系统实现了每秒50帧2 560×2 160像素,16 bit深度高清晰度高动态范围图像的实时全局曝光成像输出, 能够满足低照度条件下的高帧频高动态范围成像的需求。
全局曝光 科学级CMOS 相关四采样 噪声抑制 高动态范围 global exposure scientific CMOS correlated quadruple sampling noise suppression high dynamic range
1 内江职业技术学院, 四川 内江 641000
2 重庆邮电大学, 重庆 400065
针对光载无线通信系统中并联双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM)的四倍频方案产生功率周期性衰落效应,以及传输距离短的不足,提出了一种改进的抑制双边带调制产生光毫米波方案。首先在并联MZM后用波分复用(WDM)分离抑制双边带信号的两个边带,将基带信号调制到下边带,再与未调信号耦合后产生光毫米波,最后传输至加入前置补偿的光纤链路中。用optisystem7.0软件对改进方案进行了仿真,结果表明用此类结构不仅能得到高纯度的四倍频光毫米波,还可以消除上述的效应,实现了更长距离、更佳性能的传输。
四倍频 波分复用 光载无线通信 前置补偿 光通信系统设计软件 quadruple WDM ROF pe-compensation optisystem
北京大学 核物理和核技术国家重点实验室,北京 100871
在分离作用射频四极场(SFRFQ)加速腔中加入频率调谐装置,用步进电机驱动调谐杆运动,改变调谐板在腔中的位置来改变调谐板与支撑环之间的分布电容,从而改变SFRFQ腔的工作频率,使其谐振频率为26.07 MHz,实现了RFQ和SFRFQ组合加速系统频率的匹配。在完成两腔频率调谐的基础上进行了SFRFQ腔体1/6占空比高功率试验,轫致辐射谱的测量表明,SFRFQ极间电压在入射峰值功率为28.8 kW时已达到86.2 kV,超过了设计指标的70.0 kV。
分离作用射频四极场 频率调谐 高功率实验 轫致辐射谱 separated function radio frequency quadruple frequency tuning high power test roentgen spectrum
湖南大学 计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长沙 410082
理论和实验研究了基于载波抑制原理采用级联的相位调制器和强度调制器产生四倍频光载毫米波的原理。基于此原理,在中心站利用10 GHz的本振射频信号,通过调节两个调制器的相位差和强度调制器的偏置电压产生40 GHz光载毫米波信号,2.5 Gb/s的基带数据信号直接调制在光载毫米波上,经过20 km标准单模光纤传输至基站。实验研究表明,下行链路信号通过20 km标准单模光纤传输后,传输功率代价小于0.8 dBm,基带信号眼图依然清晰张开,简化了系统配置,信源稳定可靠。
光通信 光纤无线通信 相位调制器 光载波抑制 四倍频光载毫米波
