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光纤光学与光通信
刘豪  杨祎  阴亚芳  张建磊  李思静  
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摘要
高速激光通信中接收机与光斑中心很难处于精对准状态,导致水下光通信链路难以稳定建立.首先采用蒙特卡洛仿真统计法分析激光光子在海水中传输的接收光强分布规律,再通过实验对接收端的光斑图像进行采样分析,利用曲线拟合得到接收器位置与接收光强的关系.仿真与实验结果表明:光束经过25 m的水下传输,接收光强分布仍近似为高斯分布.采用非线性估计算法(扩展卡尔曼滤波)与基本状态控制反馈理论,根据接收光强度估计接收器当前位置与最大光强处的距离,通过反馈算法实现接收端与光斑中心的主动跟踪对准.算法仿真结果显示,接收端对准误差在2 mm以下,稳定后接收效率超过98%.
光子学报
2020, 49(4): 0406003
刘豪  李民赞  张俊逸  高德华  [ ... ]孙 红  吴静珠  
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摘要
针对基于固定特征波长的植被指数不能适用于多个生育期叶绿素含量的诊断这一问题, 研究优化提出一种基于双波长计算光谱覆盖面积的叶绿素诊断植被指数, 用于稳健地诊断多生育期的营养。 以拔节期、 孕穗期和扬花期的冬小麦为研究对象, 采集其325~1 075 nm范围的冠层反射光谱, 测定采样样本的叶绿素含量。 采用小波去噪和多元散射校正算法对光谱数据进行预处理。 通过相关性分析, 确定生育期特征波长的迁移范围, 进而提出了基于光谱覆盖面积的冬小麦叶绿素含量光谱诊断参数(modified normalized area over reflectance curve, MNAOC)。 以信噪比(SNR)和平滑度指标(S)进行综合评价, 小波去噪函数的最佳参数为(“sqtwolog”, “mln”, “3”, “db5”)。 相关性分析结果表明, 生育期特征波段的迁移范围为(700 nm, 723 nm)。 在分析MNAOC指数对叶绿素含量诊断分辨率的基础上, 以0.5 mg·L-1的分辨率建立一元线性回归模型的结果为: 拔节期R2c=0.840 1, R2v=0.823 7; 孕穗期R2c=0.865 5, R2v=0.817 4; 扬花期R2c=0.833 8, R2v=0.807 6。 与ratio vegetation index(RVI)等5种双波长植被指数对比表明, 由于700和723 nm计算的光谱面积包含了由于生育期导致的光谱动态迁移特征, 使得MNAOC指数在模型精度上和多个生育期的普适性上, 都优于其他双波长代数运算植被指数, 为大田环境冬小麦生育期叶绿素含量诊断提供支持。
光谱学与光谱分析
2019, 39(10): 3040
大气光学与海洋光学
董骁  胡以华  徐世龙  刘豪  
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摘要
基于Mie散射理论,给出了利用半解析蒙特卡罗法模拟气溶胶粒子对水平线偏振激光后向散射的主要过程;基于气溶胶和云的光学特性库,选择了4种典型环境、5种典型气溶胶组分和3种湿度条件,分别计算了1.5 μm和2.0 μm波段处后向散射回波的退偏度、偏振度和回波光子数,得到了后向散射光的偏振特性随各组分粒径的变化规律以及各气溶胶环境的后向散射激光回波特性,并分析了不同环境下达到相同探测性能时所需的激光功率比,为远距离高精度相干激光雷达系统的设计和分析提供了参考。
光学学报
2018, 38(1): 0101001
工程应用
罗阳  胡昌华  司小胜  张正新  刘豪  
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摘要
剩余寿命预测对于设备的维修与保养具有十分重要的意义。现有的剩余寿命预测方法大多只利用了设备的当前退化信息,对设备的历史寿命信息没有充分利用,而这些信息往往包含着设备寿命的演化信息,对于准确预测设备的剩余寿命具有重要意义。针对这个问题,提出了一种融合随机退化过程与失效率建模的设备剩余寿命预测方法。该方法首先将设备的退化过程建模为Wiener过程,然后利用Cox比例失效模型建模的方法融合设备退化过程对设备失效率的影响,由此达到利用设备历史监测信息的目的。进一步通过Bayes方法,利用当前退化监测信息对退化过程模型的参数进行更新,基于此进行剩余寿命预测,从而实现设备历史数据与当前数据的有效融合。最后,通过激光发生器的退化测量数据验证了提出的方法,说明该方法是有效的,具有一定的应用价值。
电光与控制
2015, 22(12): 112
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