上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240
采用光纤结构产生线性调频信号的稳定性容易受实验器材和环境因素的影响，导致产生信号的幅相特性发生变化，进而影响到光子时间拉伸相干雷达系统的探测性能。主要分析了实验器材和环境因素对线性调频信号探测性能的影响，包括光纤耦合器分光比、滤波器中心波长偏移及干涉臂的延时扰动等因素。通过仿真不同条件下产生信号脉冲压缩后的峰值功率和距离分辨率，与理想情况下的脉冲压缩结果进行对比，得到各因素的影响情况及保证探测性能的参数范围，可以为光子时间拉伸相干雷达的设计与实现提供参考。
雷达 线性调频信号 分光比 中心波长偏移 延时扰动 radar linear frequency modulated signal splitting ratio center wavelength shift delay perturbation
北京市激光应用技术工程技术研究中心, 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室,北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
回音壁模式是光子在一个准二维平面内运动,并不断地在微腔边界发生全反射而不折射出腔的一种光学模式,具有高的Q值和小的模式体积,对外部环境的变化极其敏感。利用回音壁模式可以使宽带荧光实现窄光谱的激光输出。利用掺杂DG(dragon green)荧光染料的聚苯乙烯微球作为回音壁模式光学微腔,通过细胞的吞噬功能,使荧光微球到达细胞内部,利用纳秒脉冲激光进行泵浦,实现了细胞内的回音壁模式激光输出。与在纯水环境中的激光输出相比,细胞内荧光微球回音壁模式的谐振峰发生了红移,且红移量与细胞类型有关,说明可以用回音壁模式实现细胞种类的无标记识别。
生物光学 回音壁模式 微球腔 细胞内吞 生物传感 波长偏移
1 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学科学岛分院, 安徽 合肥 230026
3 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
可调谐半导体激光器具有线宽窄、 波长扫描快、 室温工作等特点, 基于可调谐半导体激光器构成的激光吸收光谱气体测量系统在大气环境检测、 工业生产过程在线检测中得到了广泛的应用。 在实际测量系统中, 由于可调谐半导体激光器中心波长受温度等因素的影响发生偏移, 如不进行中心波长校正, 将造成序列光谱数据重叠, 处理后的光谱线型发生展宽, 进而影响后续的光谱线型拟合, 对气体浓度的反演精度产生影响。 一般采用参考光谱吸收谱线寻峰方法进行序列光谱数据偏移的对齐, 但光谱数据中的随机噪声、 背景噪声、 漂移噪声等因素影响峰线波长的精度。 为了降低上述因素的影响, 提出一种改进的时域相关光谱修正算法, 首先对光谱信号进行自相关, 在一定程度上提高光谱信号的信噪比, 然后再进行时域互相关处理, 能够准确的计算出激光器波长偏移量, 减少由此造成的光谱线型展宽的影响, 提高了浓度反演精度和测量稳定性。 在激光吸收光谱气体浓度检测实验系统中进行了实验验证, 评估结果中, 原始数据标准差为1.482 8, 谱线寻峰方法与时域相关方法修正后数据标准差分别为0.433 9和0.293 6, 改进的时域相关修正方法修正后数据标准差为0.132 5, 改进的时域相关修正方法相关系数均优于0.992, 欧式距离的标准差为1.726 4。 系统稳定性评估中改进方法波长漂移修正后标准偏差为0.144 3。
激光吸收光谱 激光器波长偏移 时域相关 谱线寻峰 Laser absorption spectroscopy Laser wavelength shift Time domain correlation Spectrum peak-finding 光谱学与光谱分析
2018, 38(11): 3328
中国科学院上海技术物理研究所, 中国科学院空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
传感器每个波段的中心波长和半高全宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)随成像环境变化会发生较大的系统性漂移。这种漂移最终会影响发射率和温度的反演精度, 尤其是在大气吸收波段附近的发射率反演精度。选择水汽在11.73 μm处的吸收通道作为参考波段, 提出了适用于热红外高光谱数据的光谱定标技术流程。模拟实验表明: 光谱分辨率为50 nm, 中心波长偏移在-50~50 nm、FWHM变化在-25~25 nm时, 大气水汽含量对光谱定标误差的影响最大。同时, 对误差分布曲面进行拟合得到描述误差分布模型, 用于误差的估计。当大气水汽含量足够大时, 光谱中心波长偏移估算误差可达到1 nm以内。最后, 将所提方法应用于机载热红外高光谱数据光谱定标。结果显示, 热红外高光谱成像仪中心波长偏移为28.4 nm, FWHM变化为-18.5 nm。
热红外高光谱数据 光谱定标 中心波长偏移 FWHM变化 thermal infrared hyperspectral data spectral calibration center wavelength shift FWHM variation 红外与激光工程
2017, 46(1): 0138001
北京大学地球与空间科学学院, 遥感与地理信息系统研究所, 北京100871
成像光谱仪使用前需要对其进行光谱定标以确定其各光谱通道的中心波长和光谱带宽。 但是室内外光谱定标实验结果表明随着使用环境的变化成像光谱仪各通道的中心波长和带宽将发生变化。 对光栅色散型成像光谱仪各光谱通道的中心波长室内外定标结果的偏移进行研究, 从光栅色散型成像光谱仪的光学结构和工作环境参数出发对造成其中心波长偏移的因素进行分析和建模, 对震动、 机械形变和浓度等主要影响因素进行理论推导和数量级估算, 结合实验结果进行对比分析。 理论推导和实验数据分析都表明光栅色散型成像光谱仪室内外光谱定标获得的各通道中心波长的偏移量与各通道的本征波长成二次函数的关系, 其中震动和机械形变所带来的系统光路结构的细微改变是造成其中心波长偏移的主要因素, 使用环境温度的差异也对该成像光谱仪各光谱通道的中心波长具有一定的影响。
光栅色散 光谱定标 中心波长偏移 Grating dispersion Spectral calibration Central wavelength shift Thermal expansion 光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2280
1 上海大学 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海200072
2 上海大学 机电工程与自动化学院, 上海200072
随着功率型LED(HP-LED)对散热的要求越来越高, 传统导电银胶越来越难以满足LED的高散热要求。虽然共晶互连工艺是微电子领域中的一种有效的散热互连方法, 但是由于LED的特殊性, 该工艺在LED互连封装中的性能改善研究还比较少。本文对金锡共晶互连、锡膏互连和银胶互连的3种LED器件分别进行了光学、热学以及剪切力等方面的测试分析研究, 结果表明: 底部与顶部同时加热的金锡共晶工艺互连的LED器件可以有效地改善仅底部加热共晶互连层中的空洞缺陷, 在1 000 mA电流条件下, 相对于锡膏、银胶互连的LED器件具有较低的热阻、较稳定的峰值波长偏移、较强的互连层剪切力等性能。金锡共晶互连工艺是一种可以有效改善大功率LED散热及互连强度的方法。
共晶互连 波长偏移 热阻 HP-LED HP-LED eutectic interconnect wavelength shift thermal resistance
1 厦门大学信息科学与技术学院光波技术研究所， 福建 厦门 361005
2 山东大学信息科学与工程学院， 山东 济南 250100
3 厦门出入境检验检疫局检验检疫技术中心， 福建 厦门 361022
针对目前光纤布拉格光栅(FBG)解调方案中采用低分辨率CCD测量FBG峰值波长时存在的问题，提出一种采用基于FBG实际反射谱构建基函数匹配CCD测量获得的有限测量点确定FBG峰值波长偏移量的新方法。分别在理论和实测上对这种方法的有效性和可行性进行了研究，证明这种采用FBG实际反射谱函数匹配有限测量数据的方法比采用特定函数拟合测量数据的方法能够更准确地获得FBG峰值波长的偏移量。实现了在CCD采样点数少、光谱分辨率较低的情况下对FBG峰值波长偏移量的高精度确定，有效地提高了实际工程应用中基于低成本CCD解调FBG峰值波长及其微小偏移量的准确性。
光纤光学 光纤光栅传感 波长解调 最小二乘法 峰值波长偏移
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
2 中国科学院研究生院，北京 100039
论述了光纤Bragg光栅(FBG)水听器探头基元－(FBG)的传感特性，分析了FBG的耦合系数、反射率、反射带宽和栅长对光纤Bragg光栅水听器传感特性的影响．通过改进光纤Bragg光栅水听器探头封装结构，增加了其压力敏感系数．并将实验结果与标准水听器(压电型)比较，标定出光纤Bragg光栅水听器的声压灵敏度；对传感信号进行电路解调，得出了解调结果，结果显示与原始声波信号基本一致．试验表明，在1kHz～25kHz的声波检测范围，光纤Bragg光栅水听器响应平坦度好，信号输出稳定，证明文中采取的改进措施是有效的．
光纤Bragg光栅水听器 波长偏移 水声增敏 频响 Bragg gating hvdrophone Wavelength shift Pressure-sensitive polvmer Frequencv response
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,740068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
论述了FBG水听器探头基元--光纤Bragg光栅(FBG)的传感特性,分析了FBG的耦合系数、反射率、反射带宽和栅长对FBG水听器传感特性的影响.通过改进FBG水听器探头封装结构,增加了其压力敏感系数.并将实验结果与标准水听器(压电型)比较,标定出FBG的声压灵敏度,在1～25 KHz的声波检测范围,其响应平坦度好、信号输出稳定,改进措施是有效的.
FBG水听器 波长偏移 水声增敏 频率响应 fiber bragg grating hydrophone wavelength shift pressure-sensitive polymer frequency response
1 中国科学院西安光学精密机械研究所水下光电室,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
论述了用Bragg光栅制作水听器的原理和意义,利用光纤通信的密集波分技术,实现声压信号动态解调.采用压力增敏材料对Bragg光栅封装来增加其响应灵敏度,为避免温度变化引起光栅交叉敏感,在室温23±1℃条件下进行试验,给出实验结果.实验表明:基元水听器的频率响应平坦度好,信号输出稳定.同时采用密集波分技术动态解调声信号方案是可行的.
Bragg光栅水听器 波长偏移 密集波分复用
