湘潭大学物理与光电工程学院，湖南 湘潭 411105
数值研究了中红外2.8 μm波段基于可饱和吸收体（SA）锁模掺铒氟化物光纤激光器中自相似脉冲的产生及演化过程。结果表明：通过锗棒进行色散补偿使腔内净色散为0.020~0.048 ps2时，基于SA锁模的掺铒氟化物光纤激光器腔内脉冲可维持自相似演化；保持腔内净色散为0.03 ps2，可以获得抛物线形状最理想的脉冲，其脉冲宽度为19.7 ps、峰值功率为630 W、脉冲能量为12.4 nJ。为了进一步优化激光器的输出特性，研究了增益光纤的小信号增益、增益饱和能量以及SA的调制深度、饱和功率等参数对激光器脉冲输出特性的影响，为自相似锁模掺铒氟化物光纤激光器的设计提供了一定的参考。
激光光学 中红外 抛物线脉冲 氟化物光纤激光器 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1314004
1 辽宁科技大学电子与信息工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
由于光源的相关色温与色偏差计算一直是备受研究者们关注的问题,故提出了一种基于三角形法、抛物线法和三次多项式法的高效混合光源相关色温与色偏差计算方法。在色温为2000~20000 K, 1 K步长的18001条等温线上,并在色偏差范围为-0.03~0.03内以0.015间隔选取90005个测试样本,测试并比较了所提方法、Ohno方法与Robertson方法的精确度。测试结果表明,所提方法的性能优于Ohno方法与Robertson方法,且其色温和色偏差的最大绝对误差分别为0.3858 K和3.33×10 -6,故所提方法可被直接用于LED光谱优化与设计中。
颜色 相关色温 色偏差 查找表 三次多项式法 三角形法 抛物线法
1 上海大学光纤研究所, 上海 201800
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
为了研究可饱和吸收体参数对全正色散光纤激光器输出脉冲特性的影响, 建立全正色散光纤激光器模型, 通过求解非线性薛定谔方程获得全正色散光纤激光器的输出脉冲拟合因子、时域脉宽以及峰值功率。研究了不同调制深度、饱和功率和不饱和吸收损耗下全正色散光纤激光器的输出脉冲参数。仿真结果表明可饱和吸收体参量的变化会影响激光器输出脉冲的宽度、峰值功率以及形状, 优化可饱和吸收体参数可以在全正色散腔中产生窄脉宽高功率的抛物线脉冲。数值结果进一步丰富了全正色散光纤激光器输出脉冲特性的理论研究。
非线性光学 光纤激光器 数值模拟 抛物线脉冲 可饱和吸收体 nonlinear optics fiber lasers numerical simulation parabolic pulses saturable absorber
1 上海大学光纤研究所, 上海201800
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
在全正色散光纤激光器的基础上,数值研究了不同泵浦方式对抛物线脉冲产生的影响。建立了全正色散光纤激光器的模型,具体研究了不同泵浦方式下不同的增益可饱和能量以及增益带宽对激光器输出抛物线脉冲的拟合因子、脉宽、频谱宽度和脉冲能量的影响。结果表明,后向泵浦方式下激光器能输出更大能量的抛物线脉冲,而且能在更低的增益可饱和能量下产生抛物线脉冲。后向泵浦方式的全正色散光纤激光器可以在更大的增益可饱和能量范围内保持抛物线形脉冲的输出。全正色散腔中增益光纤的增益带宽对抛物线脉冲输出特性的影响较小。
激光器 非线性光学 光纤激光器 抛物线脉冲 增益系数 增益可饱和能量 增益带宽 激光与光电子学进展
2020, 57(13): 131406
云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
提出了一种基于机载LiDAR点云数据的电力线自动提取方法。先对LiDAR数据进行空间网格划分;再依据电力线在三维空间中的水平分布特性,利用改进的欧氏聚类实现电力线粗提取;采用电力线与电力塔的相连性,估算出电力塔顶端的空间坐标位置;使用改进的欧氏聚类实现单根电力线提取,利用直线和抛物线相结合的模型求解单根电力线的中心线方程及其半径;最后根据电力线方程和半径自适应生长电力线于绝缘子处,并得到单根电力线的完整点云。实验结果表明,对比于支持向量机(SVM)结合几何特征方法的分类效果,所提方法可自动、快速和精确地从电力巡线数据中提取完整的电力线,对电力巡线具有一定的应用价值。
大气光学 机载激光雷达 电力巡线 电力线提取 滤波 抛物线 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 090102
1 华中科技大学光学与电子信息学院激光加工国家工程研究中心,湖北 武汉 430074
2 武汉武钢华工激光大型装备有限公司, 湖北 武汉 430223
提出一种通用的抛物带式矩形光斑积分镜,建立了分段抛物线匀化模型,推导了满足超精密车削加工的分段抛物线方程。该积分镜解决了传统直线带式积分镜在积分方向上匀化宽度太小的问题,可获得远大于输入光斑直径的匀化宽度,同时分析了该积分镜分割段数对输出光斑均匀性的影响。利用高斯光束行波传输方程,计算回转方向上的离焦光斑尺寸,解决了采用几何光学方法获得离焦光斑尺寸误差大的问题。设计了输出光斑尺寸分别为100 mm×3.2 mm和14 mm×3.3 mm的积分镜,采用Zemax和SolidWorks软件进行仿真,仿真得到的光斑尺寸分别为100.2 mm×3.2 mm和14.2 mm×3.3 mm。加工了14 mm×3.3 mm的积分镜,在3 kW光纤激光器上进行实验,测得的光斑尺寸为14.3 mm×3.3 mm,匀化方向均匀性为90%,满足激光加工应用要求。
激光光学 激光光束整形 积分镜 分段抛物线 矩形光斑 匀化光斑 激光与光电子学进展
2019, 56(19): 191403
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 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种新型柔性铰链: 双边直圆抛物线复合铰链, 建立了其理论结构模型, 利用卡氏第二定理及微积分理论对铰链的主要性能指标柔度和转动精度进行计算, 并取实际参数对柔度及转动精度进行了理论计算及有限元分析, 同时对影响铰链性能的结构参数进行研究, 结果表明: 铰链柔度及转动精度的理论值与有限元分析值相比较, 一致性大于92%, 且铰链柔度随最小切割厚度t的变化最大。作为一种新型铰链与其他柔性铰链进行了对比, 直圆抛物线铰链融合了直圆铰链与抛物线铰链的优点, 当c
铰链 柔度 直圆 抛物线 hinges compliance circular parabolic 红外与激光工程
2018, 47(11): 1117009
桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
与传统的车道线检测算法不同, 本文采用LDA算法对道路图像进行针对性灰度化处理。加大车道线与道路的差异, 然后使用抛物线模型对车道线进行拟合, 采用混沌粒子群算法对抛物线参数进行优化, 以车道线的灰度特征和梯度特征作为混沌粒子群的适应度函数, 经过多次的迭代得到抛物线拟合车道线的参数最优值, 进而识别出车道线。实验结果表明, 本文算法能在复杂环境下识别出车道线, 对视频帧序列中的车道线连续追踪具有良好效果。
车道线检测 混沌粒子群算法 抛物线拟合 lane detection LDA LDA chaos particle swarm algorithm parabolic fitting
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
在太阳自适应光学系统中, 通常需要利用太阳米粒结构等低对比度扩展目标采用相关算法测量波前误差。在对绝对差分算法和绝对差分平方算法在抛物线插值情况下的测量误差进行了理论分析比较的基础上, 利用实际采集的太阳米粒图像对这两种算法进行了实验验证。分析和实验结果表明, 太阳米粒图像绝对差分平方算法所得到的相关函数相比绝对差分算法更符合抛物面分布。采用抛物线插值时, 绝对差分平方算法的测量精度优于绝对差分算法。
图像处理 抛物线插值 绝对差分算法 绝对差分平方算法 太阳米粒图像 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 051004
