作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院,广东 深圳 518052
2 奥比中光科技集团股份有限公司,广东 深圳 518055
基于单光子雪崩二极管(SPAD)的激光雷达凭借其灵敏度高、探测距离远、集成度高等优点被广泛应用于三维感知领域。SPAD激光雷达系统中包含各种功能的子模块。研究这些子模块对激光雷达系统性能的影响有助于进一步优化系统方案,提高研发效率,降低研发成本。因此,从系统子模块的特性出发,利用时间相关单光子计数技术(TCSPC)和蒙特卡罗法建立了基于SPAD的激光雷达模型,得到了被动复位电路和主动复位电路、单事件首光子时间数字转换器(TDC)和多事件TDC对系统性能的影响。结果表明:在目标飞行时间为20 ns、环境光为50×103 lx、目标反射率为10%的条件下,主动复位电路与被动复位电路的系统性能基本相当;当目标反射率增加到50%后,主动复位电路的系统性能优于被动复位电路;类似地,多事件TDC的系统性能优于单事件首光子TDC,主要表现在,与单事件首光子TDC相比,多事件TDC的噪声本底计数为均匀分布,其信号计数的峰值更易大于噪声本底计数的峰值,寻峰算法更简单,算力需求更少。仿真结果表明,为使系统性能最优化,SPAD集成芯片的后端子模块应采用主动复位电路和多事件TDC的组合架构。
激光雷达 单光子雪崩二极管 建模与仿真 淬灭电路 时间数字转换器 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1028003
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
2 香港中文大学, 香港 999077
为了提高两步相移干涉测量术的相位重建精度, 提出了一种基于分区背景估计的相位盲解调算法。该算法选取干涉图中的一系列零值点作为种子, 围绕种子生成Voronoi图, 并将干涉图划分为若干区域, 将区域内全部点背景设置为种子点背景, 最后拼接为完整背景。对该算法进行了数值模拟和实验分析。数值模拟结果表明, 理想情况下该算法解调相位的均方根误差(RMSE)接近实际背景法。实验结果表明, 相比传统低通滤波方法, 该算法解调相位的RMSE降低了16%。
测量 相干光学 相移干涉 解调相位 分区背景估计 
激光与光电子学进展
2017, 54(1): 011201
周志盛 1,2,3,*董玉明 1,2,3章逸舟 1,2,3焦国华 1,2,3[ ... ]吕建成 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
2 香港中文大学, 香港 沙田 999077
3 深圳生物医学光电传感技术工程实验室, 广东 深圳 518055
提出了一种基于特殊点的两步广义相移干涉相移值提取算法。搜索干涉图中满足特殊要求的点位置并利用相移值和特殊点数据关系计算得到相移值。根据是否需要记录物光和参考光图像分为盲提取和非盲提取两种方式。进行了理论分析、模拟仿真及实验验证。实验结果表明,该算法在速度和精度上达到同类算法的水平,在干涉条纹数少于1时相移提取值精度优于同类算法。
相干光学 相移值提取 特殊点 盲提取 非盲提取 
中国激光
2016, 43(5): 0508004
作者单位
摘要
1 广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
2 中国科学院深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
3 香港中文大学, 香港 沙田 999077
光纤温度传感器易受到光源驱动电流变化、光路弯曲、熔接损耗等强度变化因素影响,为解决光强度变化导致的测温偏差,系统采用定时更新原始入射光谱,实现光源波形自校准。光谱分析装置易受环境温度变化引起光谱漂移,为解决光谱漂移引起的测温偏差,系统采用波长锁定器定位特征波长,使用光谱漂移补偿的方法,实现光谱自校准。为实现多通道光纤测温,设计了光学复用系统。设计自校准验证实验验证系统自校准功能的有效性,实验结果表明,在系统使用环境发生变化时,自校准测温系统测量误差小于±1 ℃,因此设计的自校准测温系统能够抵抗光源光谱波形变化带来的误差,克服光谱分析装置受环境温度的干扰。
光纤光学 温度测量 自校准 多通道 砷化镓 
中国激光
2015, 42(11): 1105001
胡昆 1,2,3董玉明 1,3傅惠南 2焦国华 1,3[ ... ]罗星星 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院 光电工程技术中心,广东 深圳 518055
2 广东工业大学 机电工程学院,广州 510006
3 香港中文大学,香港 沙田 999077
:针对目前砷化镓吸收式光纤温度传感技术的数据解调方法叙述不详解且解调精度不高,本文以砷化镓光纤温度传感器的吸收光谱随温度变化的关系为基础,研究了一种基于光谱分析的砷化镓吸收式光纤温度传感技术的温度解调方法,提出一种新的数据处理流程。本文采用标准温度测量系统验证了该解调方法和数据处理流程。结果表明,在25℃~70℃区间内,测量精度小于±0.1℃;在70℃~250℃区间,测量精度小于±0.7℃。
光纤传感 温度 砷化镓 解调方法 数据处理 fiber sensor temperature GaAs demodulation method data processing 
光电工程
2015, 42(10): 61
刘文权 1,2,3,*鲁远甫 1,2,3陈四海 1,2,3吕建成 1,2,3[ ... ]董玉明 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
2 深圳生物医学光电传感技术工程实验室, 广东 深圳 518055
3 香港中文大学, 香港 沙田 999077
太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术从实验室走向实际应用亟需信号获取速度的进一步提高。利用音圈电机平台实现了快速光学延迟线,在此基础上建立了快速扫描太赫兹时域光谱系统。经测试,快速延迟线的扫描频率目前可达70 Hz,时间窗口可达100 ps以上。与传统的步进扫描方法相比,系统利用快速扫描方法(扫描频率为1 Hz)能够获得同等品质的信号,而测量时间却缩短为前者的1/360,极大地提高了太赫兹信号的采集速度。这种利用音圈电机平台实现太赫兹时域光谱快速扫描的方法对于太赫兹快速光谱成像技术的研究具有参考意义。
太赫兹 太赫兹时域光谱 快速扫描 音圈电机 
光学学报
2014, 34(s1): s130005
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院光电工程技术中心,深圳生物医学光电传感技术工程实验室, 广东 深圳 518055
2 华中科技大学武汉光电国家实验室(筹), 湖北 武汉 430074
光流控是一项将光学和微流控技术结合起来,在微芯片上实现部分种类细胞计数、分选等功能的新技术。近些年来伴随着光流控技术的蓬勃发展,流式细胞仪小型化、价格下降以及更紧凑的趋势逐渐明显,而这将会给医疗保健诊断以及某些疾病的预防检测带来极大的便利。对目前该领域液流控制、照明及探测光学、新型分选装置等方面的最新进展进行了介绍。
生物技术 光流控技术 流式细胞术 细胞分选 
激光与光电子学进展
2013, 50(12): 120004
作者单位
摘要
南京大学光通信工程研究中心, 江苏 南京 210093
由于探测光脉冲宽度受到限制,布里渊光时域反射仪(BOTDR)在对光纤上的应变进行分布式测量时,空间分辨力只能达到1 m。针对布里渊光时域反射仪单次采样接收背向布里渊散射信号(BBS)需要一定的时间,提出了基于等效脉冲光的多洛仑兹拟合法以提高其应变测量的空间分辨力。该方法将探测光脉冲在布里渊光时域反射仪完成单次采样所需的时间上进行积分,将积分函数作为等效脉冲光的表达式,再根据等效脉冲光的形状将布里渊光时域反射仪接收到的背向布里渊散射谱(BBS)细分,并对它进行多洛仑兹迭代拟合,准确求得每个细分布里渊散射谱的中心频率,进而利用光纤中布里渊频移与应变的对应关系,得到光纤中与细分布里渊散射谱对应的细分光纤单元上的应变情况。实验结果表明,利用这种方法,可使布里渊光时域反射仪应变测量的空间分辨力提高至0.05 m。
光纤光学 布里渊光时域反射仪 空间分辨力 多洛仑兹拟合 应变测量 等效脉冲光 
光学学报
2008, 28(1): 43
作者单位
摘要
1 南京大学光通信工程研究中心, 南京 210093
2 南京大学工程管理学院, 南京 210093
基于布里渊散射的全分布式光纤传感器的布里渊频移同时受应变和温度的影响, 无法由单一的布里渊频移解析应变或温度的信息, 这种交叉敏感问题制约了传感器的实用化。介绍了目前解决交叉敏感问题的主要方法及工作原理。研究了大有效面积非零色散位移光纤(LEAF)的布里渊散射谱与应变和温度的关系, 实验发现布里渊谱具有三个布里渊峰, 三个峰的布里渊频移与应变和温度成线性关系, 第一个峰和第三个峰的布里渊峰峰值功率的差值与温度无关, 但与应变成线性关系。最后基于实验结果提出了一种解决交叉敏感问题的方案, 获得了大约130 με的应变测量精度和8 ℃的温度测量精度。
光纤传感 交叉敏感 全分布式 布里渊散射 应变 温度 
光学学报
2007, 27(2): 197
作者单位
摘要
南京大学光通信工程研究中心,南京,210093
阐述了光纤压力传感器的发展概况,从光波调制的角度分别叙述了强度调制、频率调制、相位调制、波长调制、偏振调制型光纤压力传感器以及分布调制型光纤压力传感器,介绍了它们的原理、结构、优缺点等,并对目前最常用的强度调制压力传感器和发展迅速的分布调制型光纤压力传感器进行了详细的介绍.
光纤 压力 传感器 调制 fiber pressure sensor modulation 
光电子技术
2005, 25(2): 124

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