使用波长800 nm、脉冲宽度150f s的近红外激光脉冲紧聚焦到PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和熔融石英中实现了三维逐位式光数据存储,分别记录下了5、10、 15和20层数据位点.利用相位对比光学显微原理对各层数据并行读出,实验分析了各层数据位点的读出对比度的变化.结果表明:各层数据位点的折射率对比度由内至外依次增加,记录层数越多,其内部层的对比度下降越明显.由于飞秒激光脉冲与透明介质相互作用中,熔融石英内部产生的残余应力比PMMA内大,因此数据位点参数相同的情况下,利用PMMA材料记录的层数更多.

对基于一少量模光纤光栅和一普通光纤光栅的分布布喇格反射掺镱光纤激光器的激射波长进行了详细研究.通过对普通布喇格光栅的中心波长进行调谐,发现激射波长始终是由两光栅卷积的最大值所确定的等效反射峰值相对光栅反射峰值的偏移以及激射波长相对等效反射峰值的偏移两种机理共同决定的,通过实验证明两种偏移量均不受限于光纤光栅的带宽.对实验结果进行了分析总结.

由新型垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)器件结构出发,在反射模式和透射模式两种情况下,计算了VCSOAs的分布布拉格反射堆(DBR)反射率、单程增益与增益、带宽的关系,其中DBR反射率的增大伴随着增益的上升,但也伴随着带宽的减小.通过引入增益-带宽积的概念,以均衡增益与带宽.计算中表明:10 dB以上增益,50 GHz以上带宽可以实现.计算结果与文献实验相吻合,对优化VCSOAs的结构设计和性能有所裨益.

为了实现高清晰,高准确的近距离和中距离探测,介绍了一种采用多狭缝条纹管实现激光三维成像的方法.多狭缝条纹管作为成像系统的核心器件,对成像准确起主要影响.通过对成像原理的分析以及条纹管参数之间的关系推导,对多狭缝条纹管的技术指标进行了计算和设计,得出了电子光学系统的主要设计指标.

混合集成光学加速度计是一种实用型的实时加速度传感器,在信号处理过程中采用了光相位调制和交流相位跟踪零差补偿技术(PTAC).综合考虑光路和电路部分进行系统设计,以使系统总体灵敏度为4.7 V/g.实际测量时系统可以实时、线性地跟踪到加速度信号,并且系统的总体灵敏度可以达到4.59 V/g.混合集成光学加速度计已经达到了实用的要求.

本文提出了一种新的平面波导阵列布喇格光栅结构,并给出了在光敏感材料中制作这种波导光栅结构的全息光辐照方法.以LiNbO3∶Fe晶体作为光敏感材料,用不同空间频率的双光束干涉条纹辐照后,通过数字全息技术对晶体的光致折射率分布测量和进行的导波衍射测试结果表明,利用这种光辐照方法在光敏感材料中制作平面波导阵列全息布喇格光栅是完全可行的.其显著的导波衍射现象表明,如果在平面波导阵列中制作多重布喇格光栅,有可能使其成为超密集波分复用(UDWDM)系统中波长复用/解复用的核心器件.

提出并采用统计优化的设计方法解决含氟聚酰亚胺波导波长交叉分离耦合器的偏振态变动的影响.在实测了含氟聚酰亚胺的色散和双折射特性的基础上,优化设计了40路波长信道、1550 nm中心波长、0.8 nm波长间隔的抗偏振变动的波长交叉分离耦合器.数值模拟显示:波长周期偏移小于0.1 nm,1 dB带宽为0.5 nm,3 dB带宽为0.8 nm,串扰小于-30 dB,偏振变动导致的波长漂移小于0.08 nm.

给出了一种ffner型展宽器的原理和设计,在光线追迹法的基础上用Matlab辅助程序进行了数值模拟计算,得到了影响展宽器性能参数的直观图形,并对这些参数如何影响展宽器的性能进行了分析讨论,最后给出了用于OPCPA展宽器的最优化设计参数.结果表明这种展宽器能将15 fs的脉冲展宽到900 ps.

在研究了SVGA1薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的位相调制特性的基础上,用它作为眼波像差的矫正器件,在用哈特曼-夏克波前传感器的眼像差测量系统中对眼波像差进行了成功的矫正.对于5.2 mm的瞳孔,矫正后人眼波像差的PV值降低了3倍多,并接近瑞利判据的像差容限.对系统的光学传递函数(MTF)的分析说明,经波像差矫正后眼的空间分辨率由17 c/deg提高到38 c/deg.

在宽带光源条件下对光纤法布里-珀罗传感器腔长的傅里叶变换解调原理进行了详细的理论推导,在此基础上给出了具体的实现算法和仿真对比实验.仿真结果表明:采用傅里叶变换可以有效地对光纤法布里-珀罗传感器进行腔长解调.

采用琼斯矩阵方法对保偏膜反射相移温度特性对块状光学电流互感器(BGOCT)灵敏度的影响作了理论研究,结果表明,当温度从5.3℃变化到39℃时,表征系统灵敏度的归一化尺度因子会在一定范围内变化.表明镀制于光学玻璃电流传感头上的保偏膜反射相移温度特性影响光学电流传感器的稳定性.因此,在实际系统设计中对光学玻璃电流传感头应采取必要的温度控制或补偿措施.

研究了色差透镜聚焦宽频带部分相干光,观察到在聚焦光场轴上点出现的光谱奇异现象.结果表明:与入射光的光谱比较,聚焦光场某些轴上点的光谱发生很大的变化.这种光谱变化不仅与透镜的色差有关,而且还与入射的部分相干光的相干度有关.当色差一定时,部分相干光空间相干度越大,色差对轴上点光谱的影响就越大.而当部分相干光空间相干度一定时,色差越大,轴上点光谱的变化也就越大.研究结果还表明,在一定的条件下,光谱位移会发生快速变化,即发生了光谱开关现象.

对长期存放在空气中的多孔硅样品和即时制备的多孔硅样品分别在室温～180℃下进行了光致发光(PL)温度效应的研究.两类样品的PL呈现不同的变化规律.前者的PL还表现为双峰,且长波PL峰随温度升高蓝移;后者的PL表现为单峰,且PL峰位随温度升高红移.基于量子限制效应对后者进行了解释;而前者难以用分立的量子限制和表面发光中心模型来解释,实验结果表明两种机制之间可能有较复杂的耦合效应发生.

给出了BB84协议的Breidbart基窃听的方案,分析并计算了各种截取/重发策略下施行QKD标准纠错手续后Alice/Eve的有效平均交互信息量和对Bob引起的错误率.结果显示了Breidbart基窃听/Breidbart基重发策略(B/B策略)最为有效,并提出了各种窃听方案下Alice和 Bob采取相应的反攻击策略.

讨论了频谱编码光码分多址系统的多址干扰和噪声特性.选用m序列为地址码,利用可调谐布喇格光栅阵列实现了频谱编码,实验研究了在基于布喇格光栅编解码的光码分多址系统中可以利用平衡检测接收的方法消除多址干扰,但光源的频谱不平坦性,编解码器的不一致性都会降低平衡检测克服多址干扰的效果.讨论了差拍噪声对系统性能的影响,并提出了采用互补分配波长的新的编码方式,与原有系统相比,用户容量增大一倍,同时可以降低差拍噪声,使系统输出端噪声影响进一步降低.

充分利用空间目标的几何先验知识,提出了一种基于特征点提取的单站经纬仪等光测设备确定空间目标三维姿态的迭代算法,避免了多站图像的立体匹配,并在此基础上用vc++进行了模拟仿真.实验表明:该方法准确度较高,结果稳定,应用价值高.

为了满足激光侦察的快速反应需要,应尽可能地缩短从激光入射到波长显示的时间间隔.在保证频谱分辨率不变的情况下,通过减少参与FFT运算的点数来缩短运算时间,提高激光波长测量装置的反应速度.分析了这种改进算法的原理,并给出了实验结果.实验结果表明:在本系统中此方法切实可行.

提出了各高速摄影测量仪跟踪测量数据时间一致性检验方法,并经实战任务数据处理分析,证明该方法行之有效.它不仅解决了跟踪设备时间一致性问题,同时也提高了卫星运载工具在起飞段的漂移量数据处理准确.

测试环境的微振动干扰会引起干涉图的抖动,影响移相干涉仪的测量准确.设计了一种内嵌于移相干涉仪的外差测振光路,对干涉仪所受环境微振动进行实时检测;采用单片RF/IF集成芯片对两路40 MHz的模拟外差信号直接进行比相,简化了通常使用的数字测相方法.在测得环境振动信息后,运用DSP技术和自适应信号处理的方法,实现了基于PZT移相器的自适应振动控制,实验结果表明干涉仪对幅频积不大于100 waves·Hz的环境振动的抑制能力达-39 dB.

对稳像平台的准确测试系统的设计和研制进行了探讨,提出了一种新的采用虚拟仪器软件Labview对前端CCD输出的图像数据进行采集和处理的稳像平台准确测试系统方案.结合稳像平台准确测试系统的具体要求阐述了对系统进行设计的理论,并对采用本方案进行实际设计时的具体步骤、参数取值、测量最大范围、误差估计以及软件设计流程给出了具体的设计方法和参数计算公式.

采用显微栅线投影法结合相移技术测量了微镜在不同驱动电压下的转角,并同理论值进行了比较,平均误差为4.5%,结果表明:测量值和理论值比较吻合.

在分析了CCD器件驱动时序关系的基础上,设计了可选输出的驱动时序发生器.作为卫星上的有效载荷,CCD成像系统可以根据入射能量的多少及探测分辨率的需求,以单像元或像元二合一方式输出.选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述,采用Maxplus Ⅱ对所设计的驱动时序发生器进行了仿真,针对Altera公司的可编程逻辑器件EPM7128SLC84-7进行适配.系统测试结果表明,所研制的驱动时序发生器可以满足高速CCD成像仪的驱动要求.

简要分析了高分辨率星载遥感TDICCD相机的成像原理,研究了基于混合界面颤动的星载遥感TDICCD相机动力学分析模型.结果表明:星载遥感TDICCD相机对地观测时,载体部件的运动使相机产生振动响应,该响应会对成像质量有影响;对星载TDICCD相机进行了共振点扫描试验,试验测量了多点的加速度信号,并用信号分析仪进行了数据处理,获得了星载遥感TDICCD相机共振点扫描结果.这些动态特性结果为星载遥感TDICCD相机的防振、隔振设计提供了参考.

为了在随身行李X光图像中自动地检测和识别低亮度的危险物品,首先需要将原始图像进行分割,以得到各个目标的区域.分割图像既不能过分割,也不能欠分割.本文提出了一种基于投影的X光图像分割区域数量判定方法,通过比较分割图像序列在水平和垂直方向投影的相关程度的变化,确定最佳的图像分割区域数量.和基于统计有效指数的方法相比,该方法综合考虑了图像的统计信息和空间分布信息,不仅所得到的最优分割图像中包含足够的目标信息,便于后续的目标检测和识别,而且算法具有较小的计算量.

分析了基于内容的图像检索技术,提出了一种与遥感影像应用模式紧密结合的遥感影像基于内容检索的模型,重点分析和讨论了该模型所采用的特征提取算法,并提出需要进一步研究的内容.

利用Zhang等人提出的单模辐射场的振幅N次方压缩理论,研究了有限维希尔伯特空间中单参数q变形非简谐振子广义相干态的振幅N次方压缩效应.结果发现:该量子光场的确存在场的振幅N次方压缩效应,其压缩条件分别与相位角Φ、维度参数s、压缩幂次N、平均光子数的方根r和变形参数q相关;这一结果与无限维希尔伯特空间单参数q变形广义相干态的情形截然不同.

分析了弹道相机系统的构成,并对弹道相机的最主要部分--旋转快门相位控制器工作原理进行剖析.鉴于闭环锁相控制捕获速度及同步准确对目标的摄取及后续交汇处理准确均有较显著影响,在具体分析弹道相机各种工作状态和控制信号关系的基础上,设计了一种基于数字锁相技术的弹道相机旋转快门相位控制器,并对驱动频率及相位差调整等关键技术难点进行建模分析,论证了该设计方案的可行性及优越性.实验结果表明,采用该设计方案可显著提高相机旋转快门的同步准确,使得相机交汇处理数据具有更好的平滑性和一致性.

为弥补声探测尾流的不足,利用激光的独特优势,采用激光探测舰船尾流的方法.根据光信号的随机特性,确定了信号的分析方法:短时Fourier变换.在信号的时-频分布图中,表征了信号频率随时间的变化关系.通过对气泡幕光学信号时-频图的分析,推测舰艇尾流的强弱.把这种探测手段应用于鱼雷自导,可提高鱼雷的作用距离、减小鱼雷半径,增强战斗力.

介绍了基于USB2.0的高速红外图像采集系统的总体设计思想.用CPLD实现IRFPA探测器和FIFO的时序控制驱动电路、奇偶数据整合,采用FIFO作为数据缓存,达到了系统结构简化和性能优化的目的.研制出一套完整的红外焦平面高速图像采集系统.结果表明:该系统能够满足使用要求.