1 航天器在轨故障诊断与维修重点实验室，陕西 西安 710043
2 中国西安卫星测控中心，陕西 西安 710043
光纤保密通信是解决电域加解密“速率瓶颈”和光网络潜在安全威胁的一种有效途径，而实现光纤保密通信的前提是完成密码同步。为保证光纤保密通信系统成功解密，本课题组设计了一种新的全光同步方案，推导出了光纤信道传播时延差的计算公式，详细阐述了全光同步实现过程。采用OptiSystem软件分别在10 Gbit/s和40 Gbit/s加解密速率下进行了全光同步仿真实验，测试分析了密码同步状态对解密输出性能的影响，解密输出数据均与原始明文数据完全相同，而且都保持了较好的输出性能。研究结果表明，所提全光同步方案切实可行，既适用于10 Gbit/s信道速率，也适用于40 Gbit/s信道速率，既适用于常规光纤链路，也适用于经过色散补偿的光纤链路，可以有效解决光纤保密通信中的全光密码同步问题，对光纤保密通信系统的研制开发具有一定的参考价值。
光通信 光纤保密通信 全光同步 时延校正 波分复用 色散 光纤传播时延差
光学 精密工程
2022, 30(24): 3105
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 厦门理工学院 福建省光电技术与器件重点实验室, 福建 厦门 361024
通过还原气氛下的高温固相反应制备了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+(x=0.001~0.006)荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)和荧光分光光度计分析了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+荧光粉的晶体结构和发光性能, 通过光致发光(PL)谱和光激励发光(PSL)谱表明所有的发光中心都来源于Eu2+离子。在320 nm和365 nm激发下, 可以观察到以470 nm为中心的蓝光发射和530 nm为中心的绿光发射。热释光测试证明, Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+材料的俘获陷阱深, 室温下受热扰动影响小, 在800 nm红外光激发下, 被俘获的电子释放, 在发光中心中与空穴复合发光。在254 nm紫外线照射0.5 h后, 用980 nm红外激光器照射, 可以观察到绿色的光激励发光, 结果表明Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+具有光存储特性。
高温固相法 光致发光 光激励发光 光存储 high temperature solid-state reaction Sr2SiO4 Sr2SiO4 photoluminescence photostimulated luminescence optical storage
1 西安交通大学 机械工程学院 机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
2 新疆大学 机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
为了实现高强钢薄板高温焊接条件下屈曲变形的准确测量, 基于数字图像处理技术、立体视觉原理及数字图像相关法, 提出一种高强钢薄板全场动态焊接变形的视觉测量技术, 并以规则散斑图像的高精度匹配方法研究为基础, 将其应用到焊接图像中。针对焊接高温导致的散斑纹理的变色或脱落, 采用高温漆与高温胶混合涂布的方式, 获得了低成本、高稳定性的散斑纹理。选择薄板背侧进行测量以及在相机镜头前加装滤光片组的方法, 抑制焊接过程中的强光、火花及烟雾的干扰。采用高斯平滑的数字图像处理技术, 寻找最佳滤波参数并应用到焊接图像中, 在保证测量精度的前提下提高了图像匹配的成功率及精度。实验结果表明, 该方法能够有效地降低焊接图像匹配的均值误差、均方根误差及Z向静态均值误差, 均值误差最大降幅为78.6%, 均方误差最大降幅为47.7%, Z向静态均值误差降幅为37.9%。本文的方法和系统可以满足焊接高温条件下薄板屈曲变形的全场应变测量要求, 散斑纹理稳定, 散斑图像匹配成功率高、稳定性好, 是薄板全场动态焊接变形检测的有效途径。
视觉测量 高温图像采集 高斯平滑 图像匹配 高温散斑制备 visual measurement high-temperature image acquisition Gaussian smoothing image matching high-temperature speckle preparation
1 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州 贵阳 550001
2 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550001
3 六盘水师范学院旅游与历史文化学院, 贵州 六盘水 553004
4 中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站, 贵州 普定 562100
5 贵州师范大学地理与环境科学学院, 贵州 贵阳 550001
针对传统土壤重金属锌元素含量测定效率低下和喀斯特地区山高坡陡土壤样品采集难度大, 亟需先进手段获取土壤重金属锌元素含量的要求, 以喀斯特流域为研究区, 利用电感耦合等离子质谱测定土壤样品的锌元素含量和分光光广度计采集土壤光谱数据。 将所测定的原始光谱, 经过连续统去除、 一阶、 二阶微分、 倒数、 倒数对数、 倒数对数一阶、 倒数对数二阶微分7种数学变换, 基于高光谱吸收重金属元素的特征吸收带初步判断光谱特征变量, 利用相关分析进一步筛选特征变量, 运用逐步回归最终确定有效建模光谱变量。 采用非线性和线性算法, 揭示光谱敏感波段反射率与重金锌元素含量之间的映射关系, 进行土壤重金属含量估测。 结果表明: 基于耦合的光谱特征变量甄选方式, 锌元素的特征波段580, 810, 1 410, 1 910, 2 160, 2 260, 2 270, 2 350, 2 430 nm与铁氧化物、 有机质、 粘土矿物吸收带关联, 表明一定程度上捕捉到喀斯特地区土壤重金属锌元素的光谱吸收特性; 运用随机森林、 支持向量机、 偏最小二乘3种算法进行元素含量与光谱变量建模后, 采用决定系数和均方根误差评价模型精度。 从光谱变换形式和模型性能二个维度综合判断, 基于二阶微分变换的随机森林算法准确度最高, 为最佳估算模型。 通过高光谱反射率估测重金属锌元素含量, 实现了喀斯特地区土壤重金属锌元素含量的高效快速反演, 为喀斯特地区重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑。
土壤重金属锌 光谱反射率 特征波段 Soil heavy metal zinc Spectral reflectance Characteristic bands 光谱学与光谱分析
2019, 39(12): 3873
合肥鑫晟光电科技有限公司, 安徽 合肥 230012
为改善无边框液晶模组L0漏光, 本文通过对影响面板透过率的液晶材料、PI原材、ODF工艺、PI涂布及其摩擦工艺等诸多因素研究, 筛选出预固化温度＆时间、PI膜厚、TFT ＆ CT面摩擦强度、TFT ＆ CT摩擦布共7个影响因子; 选择面板翘曲度为噪声因子, 通过量测不同程度L0漏光对应的面板翘曲, 并对L0漏光程度与翘曲进行二次拟合, 以此分别选取翘曲为1.8~2.1 μm及6.4~8.0 μm的面板作为噪声因子高低水平。按L8设计田口实验, 采用Jump14运行试验结果, 结果显示, 预固化温度设置为140 ℃, 预固化时间设置为130 s, PI膜厚设置为75 nm, TFT面摩擦强度设置为14 mm, CF 面摩擦强度设置为15.5 mm, 其他参数维持量产条件, S/N可得到最大值-2.63。该条件下实际平均漏光水平从参数调整前的2.25下降到调整后的1.04。特别地, 在漏光高发的翘曲区域, 即6.4~8.0 μm时, L0漏光均值从3.07下降到1.7, 预测漏光程度大于level 3的不良率从6.2%下降到0.2%。
L0漏光 ADS显示模式 无边框液晶模组 田口法 L0 light leakage ADS borderless module Taguchi method
1 南京航空航天大学 材料科学与技术学院, 江苏省能量转换与技术重点实验室, 南京 210016
2 苏州腾晖光伏科技有限公司 研发部, 江苏 常熟 215542
对掺镓和掺硼的二种多晶硅钝化发射极和背面电池进行了电注入退火研究, 分别用Halm电学性能测试仪和量子效率测试仪分析了它们在不同条件处理后的电学性能和外量子效率变化.结果表明, 以8.0 A的注入电流在260℃的温度下处理2 h, 有利于促进电池由衰减态向再生态转变, 电注入退火后电池的转换效率增加了0.83%, 在光照5 h后比初始值仅衰减了0.61%.电注入退火能有效降低多晶硅钝化发射极和背面电池的光致衰减效应, 掺镓多晶硅钝化发射极和背面电池具有更低的光致衰减效应, 相比掺硼多晶硅钝化发射极和背面电池光致衰减值降低了约50%.
光电材料 太阳能 电注入退火 多晶硅钝化发射极和背面电池 光致衰减效应 Photoelectric material Solar energy Electrical injection annealing Multi-cryatalline silicon passivated emitter and r Light induced degradation
南京航空航天大学 材料科学与技术学院 江苏省能量转换与技术重点实验室, 南京 210016
为了探索金刚线切割多晶硅片的表面制绒新技术, 采用常规酸制绒、添加剂酸制绒和酸蒸气制绒三种方法对金刚线切割多晶硅片表面进行制绒处理, 并用扫描电镜和光谱仪分析了三种制绒方法处理后多晶硅片的表面形貌和反射率比变化。结果表明, 酸蒸气制绒能够更加有效地去除线锯切割产生的平行纹, 降低表面反射率。通过调节蒸气源蒸发的温度, 可以有效改善多晶硅的表面形貌, 大幅降低入射光在多晶硅表面的反射率, 300~1100nm波长范围内多晶硅样品的最低平均反射率达11.6%, 有望用于制作高效多晶硅太阳电池。
金刚线切割 多晶硅 蒸气刻蚀 制绒 反射率 diamond wire sawn multicrystalline silicon vapor etching texturization reflectivity
1 青岛理工大学土木工程学院, 山东 青岛 266033
2 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心, 山东 青岛 266033
提出一种利用光纤布拉格光栅(FBG)测试双壁模型管桩桩身轴力的方法,探讨模型管桩应变变化与光纤光栅中心波长稳定性和漂移的关系。FBG传感器封装在模型管桩外管加工槽体内,模型管桩内管采取直接粘贴光纤光栅的方法,将应变片分别粘贴在模型管桩内、外管光纤光栅同一位置。对模型管桩施加竖向压力后产生的应变进行测试,并将FBG传感器及应变片的测试结果与理论公式进行对比分析,发现两者存在误差,但在测试要求范围内。外管施加5 kN竖向荷载时,光纤光栅测得的最大应变为59.2 με,相对误差为4.9%;内管施加5 kN竖向荷载时,光纤光栅测得的最大应变为122.3 με,相对误差为7.2%,均满足工程测试要求。
光纤光学 光纤布拉格光栅 双壁管桩 应变变化 桩身轴力 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 110605
Author Affiliations
Abstract
1 Photonics Information Innovation Center, Hebei Key Lab of Optic-Electronic Information and Materials, College of Physics Science and Technology, Hebei University, Baoding 071002, China
2 e-mail: wlxyft@hbu.edu.cn
3 General Photonics Corporation, 5228 Edison Av., Chino, CA 91710, USA
A simple configuration dual-wavelength fiber laser, by combining the first-order Brillouin laser and the residual pump laser, is proposed and experimentally demonstrated. A 1 km long single-mode fiber is used as the stimulated Brillouin scattering gain medium pumped by a narrow linewidth tunable laser source (TLS). Through simply adjusting the TLS output power, power-equalized dual-wavelength lasing can be achieved with a high optical signal to noise ratio (OSNR) of >80 dB. With the good tunability of the TLS, the dual-wavelength fiber laser has a tunable range of ～130 nm, and simultaneously the beat frequency of the two lasing wavelengths can be tuned from 10.1875 to 11.0815 GHz with the tunable range of 0.8940 GHz. The high stability of the dual-wavelength operation is experimentally verified by the measured beat frequency fluctuation of ≤6 MHz in 1 h and power fluctuation of ≤0.03 dB in 2 h. The temporal characteristics of the fiber laser are also investigated experimentally. The fiber laser will find good applications in fiber sensing and microwave photonics areas.
060.2310 Fiber optics 060.3510 Lasers, fiber Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 110602
