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Hi,您目前在 全部期刊 期刊中, 论文搜索关键字 heterodyne detection ,共找到 54 个内容。
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Early Posting
Xie Boya  Feng Sheng  
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摘要
Heterodyne detectors as phase-insensitive (PI) devices have found important applications in precision measurements such as space-based gravitational-wave (GW) observation. However, the output signal of a PI heterodyne detector is supposed to suffer from signal-to-noise ratio (SNR) degradation due to image band vacuum and imperfect quantum efficiency. Here we show that the SNR degradation can be overcome when the image band vacuum is quantum correlated with the input signal. We calculate the noise figure of the detector and prove the feasibility of heterodyne detection with enhanced noise performance through quantum correlation. This work should be of great interest to ongoing space-borne GW signal searching experiments.
Chinese Optics Letters
2021, 19(7):
光纤光学与光通信
宋牟平  庄守望  王轶轩  
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摘要
相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)可以有效地检测光纤的振动信息,但受传感光纤长度的限制,可检测的振动频率范围一般在几百赫兹到几千赫兹之间。为了提高振动检测范围,组建了基于外差相干检测的φ-OTDR系统,采用I/Q解调方法获得传感光纤散射光信号的相位信息,对此相位信息在空间域与时域上相继进行差分相位解调,从而实现对光纤中高频振动信号的分布式检测。理论上分析了高频振动检测方案的可行性,并在实验中有效解调出了频率为500 kHz的振动信号,传感距离达到了23 km。
中国激光
2020, 47(5): 0506001
设计与研究
岳东东  游冠军  
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摘要
基于散射式近场探测原理,设计并搭建了散射式太赫兹扫描近场光学显微系统(THz s-SNOM),实现了纳米量级空间分辨率的太赫兹近场显微成像测量。该系统以输出频率范围为0.1~0.3 THz的太赫兹倍频模块为发射源,通过纳米探针的针尖产生纳米光源与样品相互作用,并将样品表面的倏逝波转化为可在远场测量的辐射波。通过探针逐点扫描样品表面,同时获得了样品表面的形貌图和太赫兹近场显微图。该系统的显微分辨率取决于探针针尖的曲率半径,而与太赫兹波的波长无关。使用该系统测量了金薄膜/硅衬底样品和石墨烯样品的近场显微图,结果表明,近场显微的空间分辨率优于60 nm,波长与空间分辨率之比高达λ/26 000。
光学仪器
2020, 42(2): 64
王新强  葛浩然  熊伟  叶松  [ ... ]王方原  甘永莹  汪杰君  李树  
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摘要
空间外差光谱技术凭借超高光谱分辨率、 高通量、 瞬态探测、 无运动部件等优势, 在星际暗物质及大气微量气体成分等微弱光谱信号检测方面得到广泛应用。 为了探索一种基于空间外差光谱技术实现物质拉曼光谱(RS)快速、 直接检测的可行性, 选择三叶草作为测量对象, 使用一体化HEP-765-S空间外差光谱系统作为拉曼特征光谱探测器, 配合特定波长激光器搭建系统, 开展拉曼特征光谱直接测量实验。 首先使用Gaussview6.0构建三叶草所含主要色素: 叶绿素a、 叶绿素b、 α-胡萝卜素和β-胡萝卜素的分子结构, 然后利用Gaussian16获取优化的仿真RS, 分析四种色素最强拉曼谱峰的波段范围, 确定四种成分的强信号特征波段为1 537~1 800 cm-1。 根据激发光源与拉曼位移的理论关系, 结合探测系统759~769 nm的检测波段范围, 计算出用波长680 nm的激光器作为光源激发拉曼信号, 可保证四种色素强特征拉曼信号正好落在探测范围, 且可避开光源瑞利散射光及荧光干扰的影响。 最终购置中心波长为680.28 nm的激光器与HEP-765-S空间外差光谱系统搭配开展三叶草强峰拉曼信号的直接检测实验。 实验结果表明: 搭建系统能够实现三叶草RS的直接测量, 但是所测拉曼信号强度偏弱, 这主要是两方面原因造成: (1)由于所用激光器的输出功率峰值偏小, 约为130 mW; (2)所用HEP-765-S空间外差光谱系统为一体化设计仪器, 软硬件系统及参数固化后不能进行调整, 仪器数据采集的最大积分时间偏小, 设定值为832 ms。 光源功率不够大且仪器积分时间小共同导致采集信号偏弱。 通过与仿真光谱比较, 实测光谱在使用空间外差系统探测波段与三叶草叶片内四种主要色素拉曼信号叠加的包络基本一致, 中央主峰与两端次峰都符合较好, 实测光谱与仿真光谱具有较好一致性, 说明采用空间外差系统对物质拉曼信号进行快速、 直接检测具有可行性。
光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2110
激光器与激光光学
邹星星  沈辉  全昭  尤阳  [ ... ]刘美忠  张璟璞  何兵  周军  张建华  
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摘要
激光相干偏振合成(CPBC)是获得高亮度线偏振激光输出的有效方法。基于此,提出一种光相位调制技术,将两路光相位差转变为幅度调制,进行光外差偏振相位探测和线性锁相控制,实现了两路同频率激光光束的相干偏振合成。理论上详细分析了光外差偏振相位探测的理论模型和线性锁相控制环路的数学模型,用于优化系统参数。锁相控制后,合成光束的输出功率为352.4 mW,偏振消光比高达17.67 dB,系统的控制带宽约为66.1 kHz,剩余相位噪声为1×10 -4 rad·Hz -1/2(1 Hz)和3×10 -6 rad·Hz -1/2(>100 Hz)。相比于其他CPBC的锁相方法,该方法对偏振消光比以及控制带宽都有明显的提升,有效地抑制了相位噪声。
光学学报
2020, 40(10): 1014002
测量与计量
施剑波  张娟  刘德安  
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摘要
为实现高灵敏度的外差相位检测,提出了一种基于光外差检测原理的光纤四通道双平衡外差相位检测方法。搭建光纤四通道双平衡外差检测光路,采用1/4波片作为相位检测样品,验证分析了光纤四通道双平衡外差相位检测的性能。分析了外差检测中信号调制频率对相位测量结果的影响,结果表明受限于光电接收器件的响应带宽,过高或过低的调制频率均不能有效检测到相位信息。在实验中,最优的信号调制频率范围为 500.5~1550.5 kHz,实际测得的相位均方根为89.1°,标准差为0.3°。在此基础上,分析了双平衡外差干涉中光纤分束比以及耦合透镜的有效接收口径效应对相位检测的影响。当光纤分束比接近1∶1时,得到了较高信噪比下更加精确的检测结果;通过改变耦合透镜的发射角,验证了有效接收口径对接收信号灵敏度的实际影响。
中国激光
2019, 46(9): 0904005
光谱学
邓昊  杨晨光  管林强  许振宇  [ ... ]姚路  阚瑞峰  何亚柏  
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摘要
搭建了一套以1.57 μm近红外半导体激光器作为本振光源的小型化被动式激光外差探测系统,并将其用于大气环境监测。为对该系统的性能进行评估,以窄线宽近红外外腔激光器岀射的光作为信号光,与本振光混频,得到系统的带宽为0.032 cm -1,最小可探测灵敏度为25 pW,为光电探测器暗电流噪声功率的1/68。利用该系统对大气CO2太阳光谱信号进行测量,并反演了其中两条主要强吸收线所对应的体积分数,结果均约为396×10 -6,误差为7.6×10 -6,测量结果与实际整层大气中的CO2柱浓度一致,验证了该系统的可行性。
中国激光
2019, 46(3): 0311001
光纤光学与光通信
孔英秀  柯熙政  杨媛  
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摘要
针对激光器线宽对空间相干光通信系统性能的影响,提出了激光器线宽影响空间相干光通信链路传输误码率的计算方法。研究了湍流大气中激光器线宽对链路传输误码率的影响,建立了大气湍流中空间相干光通信链路传输误码率模型。分析了不同参数影响下激光器线宽对误码率的影响,通过计算发现,线宽增大1倍,误码率增加2.7倍左右;线宽增大一个数量级,相应的误码率也增大近一个数量级。
激光与光电子学进展
2018, 55(4): 040603
遥感与传感器
胡烜  李道京  赵绪锋  
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摘要
本振信号较差的相干性限制了合成孔径激光雷达(SAL)对远距离目标成像的方位/横向分辨率。研究了SAL信号相干性保持问题,提出了一种基于本振数字延时的SAL信号相干性保持方法。通过设置本振信号参考通道,采用自外差探测的方式,在数字域提取本振信号频率不稳引入的相位,并将其在数字域延时后对目标回波信号实施相位补偿。建立了激光信号模型,对所提出的SAL信号相干性保持方法进行了误差分析,给出了自外差探测中光纤延时长度的选取原则。理论分析和仿真实验表明,该方法能有效保持SAL信号的相干性。
中国激光
2018, 45(5): 0510003
遥感与传感器
吴世松  张合勇  王挺峰  郭劲  [ ... ]晏春回  吕韬  
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摘要
以远程脉冲激光外差探测系统为模型,推导了系统的信号与噪声的表达式,给出了脉冲激光外差探测系统匹配滤波算法流程,对匹配滤波技术在中程导弹与国际空间站目标探测中的详细应用过程进行了仿真,分析了目标距离、散射截面面积、数字采样率对探测能力的影响。仿真结果表明:在100 MHz采样率的数字处理能力下,分别用蒙特卡罗法仿真了500次匹配滤波过程,对于散射截面面积为5 m 2、距离为100 km的中程导弹,回波信号载噪比为3.29 dB,匹配滤波后信号载噪比为25.13 dB,信号强度增强了152倍,距离精度为27 m,速度精度为0.17 m/s;对于散射截面面积为100 m 2、距离为500 km的国际空间站,回波信号载噪比为-6.12 dB,匹配滤波后信号载噪比为18.49 dB,信号强度增强了289倍,距离精度为117 m,速度精度为2.1 m/s。目标距离越小,散射截面面积越大,数字采样率越高,匹配滤波提取增强信号的能力越强。
光学学报
2018, 38(1): 0128003
00 11