2005(12).
摘要:第1期光电子器件和系统采用双折射光纤设计分布式应力传感器………………………………………………………………………………井文才,李强,唐锋,等(1)基于长周期光纤光栅的可调谐光滤波器设计…………………………………………………………………………方宏,秦曦,裴丽,等(5)可靠性排序在InSAR相位展开中的应用……………………………………………………………………………………………宋芳,苏显渝(9)新颖的高平坦度高功率掺铒光纤光源…………………………………………………………………………………郭小东,乔学光,贾振安,等(14)有机白光L…
2005(12):1391-1395.
摘要:提出了一种应用粒子群优化算法(PSO)设计极联马赫一曾德尔干涉仪(MZI)型滤波器的新方案。方案巧妙地结合离散型和连续型PSO,利用连续PSO优化耦合角组合、离散PSO优化相移因子组合,由此得到耦合角和相移因子的优化组合,实现光滤波器的优化设计。给出了PSO方案的设计流程及具体步骤,并设计了级联数为3、阶数为5和信道间隔为0.8nm的梳状滤波器,其输出响应与理论滤波器一致。新方案逼近精度高,同时耦合角限制在(0,π/2)内优化配置。
2005(12):1396-1398.
摘要:介绍了有关并行光发射模块设计与制作的最新进展,制作并测试了12信道并行光发射模块,单信道传输速率大于2.5Gbit/s(最高可达3Gbit/s),12信道并行总传输速率为30Gbit/s。模块采用波长为850nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)作光源,激光器与驱动电路芯片直接用Au丝连接,输出光束直接耦合进入12信道的光纤阵列中,在单信道8mA的工作电流下,可以测到最高为3Gbit/s的清晰眼图。
2005(12):1399-1402.
摘要:消偏器在实现低偏度(DOP)喇曼泵浦源、解决喇曼放大器(FRA)偏振相关增益(DOG)问题中有重要的作用。根据Febry-Perot(FP)激光器输出光谱的特点,从频域的角度分析用于多纵模激光器的晶体型消偏器的性能。仿真计算表明:1)消偏器的性能与光谱的半峰全宽(FWHM)有关;2)每个纵模谱宽的变化不影响消偏性能。由此得出最优晶体厚度与纵模间距及光谱的包络有关。提出了在满足DOP为5%的情况下,最优晶体厚度的估算方法。对于一般的FP光源进行消偏,晶体厚度可以节省1/3。
李昀初 王青圃 张行愚 张少军 刘利国 刘兆军 李述涛 刘泽金 姜宗福
2005(12):1403-1407.
摘要:研究了周期极化晶体的随机边界偏差对准相位匹配(QPM)单谐振参量振荡器(SROs)的增益以及振荡阈值的影响,提出了一种处理该问题的合理的近似方法,推导出了QPM-SROs增益和阈值与随机偏差比率的关系式,推得的公式与已经发表的经验公式吻合。分析结果表明:随机周期长度偏差对QPM-SROs的增益和阈值的影响要远比同样大小的随机占空比偏差来得大;QPM-SROs的增益与反转畴个数的平方成正比,阈值与之成反比。
2005(12):1408-1412.
摘要:进行了再生锁模光纤激光器(RMLFL)在光学归零(RZ)光源应用的实验。通过外接马赫一曾德(M-Z)调制器加伪随机码调制得到良好的背背(back-to-back)测试眼罔,获得了可以满足长途传输要求的10Gbit/s波长可调谐RZ码光源,稳定输出脉宽5ps,可通过4路复用后升级为40bit/s RZ光源。同时,将这种RZ码光源与利用两级调制方式产生的RZ码光源作了比较,结果表明,前一种方案在脉宽、信噪比等方面具有明显优势。
2005(12):1413-1416.
摘要:基于光纤耦合原理,利用耦合分光可见度概念,提出了一种新型的光纤温度传感器。其传感元件是由2根常规通信单模光纤熔融拉锥而成的光纤耦合器,将传感探头置于温度场中,传感器周围温度变化改变包层材料折射率,从而引起渐逝场分布变化导致能量在耦合器两臂中的重新分配,使输出耦合分光比(CR)相应发生变化。为提高传感器的性能,采用所定义的耦合分光可见度Vis来取代耦合CR,对CR和Vis的特性进行了分析、比较,验证了利用Vis作为光纤传感器的输出具有更高的灵敏度及信噪比。对该温度传感器在20~45℃的温度进行了测试,实验结果与理论分析具有良好的一致性。
2005(12):1417-1420.
摘要:为了与微电子加工工艺相结合,基于Ti氧化线的纳米电子和光电器件需要加工μm级长的Ti氧化线。Ti氧化线的直线度决定了加工的纳米器件的形状,从而影响纳米器件的工作特性。在偏置电压8 V、扫描速度0.1μm/s的条件下,在7μm×7μm的范围内从左到右每隔1μm加工了6条5μm长的Ti纳米氧化线,研究了针尖磨损和压电陶瓷扫描器等因素对加工的Ti氧化线的直线度的影响,原子力显微镜(AFM)扫描范围的中间位置加工的Ti氧化线的高度和宽度的一致性与直线度最好。
2005(12):1421-14,231,428.
摘要:研究了多孔硅(PS)的特性及其在太阳电池上的应用,并对PS太阳电池性能以及由于PS的不稳定性对电池产生的影响进行了研究。实验表明,将PS的光致发光(PL)以及减反射特性应用于太阳电池能有效提高电池的效率,同比提高了T83.89%,效率为14.73%,但其不稳定性对电池效率的影响较为明显。
2005(12):1424-1428.
摘要:研制了一种基于数字信号处理器(DSP)技术的双线阵CCD红外测宽系统。测量系统采用CCD传感器光采样与ADC数据采集、DSP数据处理3级流水线结构,利用板材自身红外辐射进行测量。根据CCD曝光时间与输出模拟电压的关系,自动调整CCD增益,从而在高速数据处理的同时保持信号不失真,提高测量准确度。由于测量系统采用基于立体视觉原理的双线阵CCD测量方法,消除了板材横摆、跳动、倾斜对测量精度的影响,因而在无背光源情况下,实现了宽带钢宽度的高速和高精度测量。
2005(12):1429-1432.
摘要:采用射频磁控溅射的方法,在溅射过程中改变沉积温度以提高铟锡氧化物(ITO)薄膜的电学和光学特性。采用扫描电镜(SEM)分析了ITO薄膜的表面形貌,发现ITO薄膜的晶粒尺寸随着衬底温度的升高而增大。经过后续退火,ITO薄膜的电学特性得到了较大的提高。在溅射条件为工作气压1 Pa、衬底温度200℃和输入功率200 W沉积的样品经过300℃真空退火2 h获得了12.8×10-4Ω.cm的低电阻率和800 nm波段94%的高透过率。
2005(12):1433-1436.
摘要:研制了一种新型LED阵列和相匹配的聚光透镜阵列构成的高亮度LED铁路信号机光学系统。进行了光学结构设计和理论计算,作了实验测试。测试结果表明,红、黄、绿、蓝和自信号机沿光轴中心光强分别大于2100、3900、2800、400和3200cd,均达到铁路信号机各项光学指标,可代替传统的以白炽灯为光源及有色玻璃螺纹聚光镜构成的铁路信号机光学系统,具有亮度高、节能和寿命长等优点。
2005(12):1437-1440.
摘要:从耦合模理论出发,分析了980/1550熔融拉锥(FBT)型保偏光纤(PMF)波分复用器(WDM)的工作原理,设计了WDM的制作方法。在FBT台上,通过控制火焰的温度和宽度以及拉伸速度,有效控制WDM的拉伸长度和耦合区结构,用1550nm的PMF和H11060单模光纤(SMF)成功研制了高性能的980/1550PMFWDM。测试结果表明:在1550nm波长上,该WDM具有0.2dB的插入损耗、32dB的隔离度和22.8dB的消光比偏振特性;在980nm波长上,具有0.2dB的插入损耗、14_8dB的隔离度。该器件除了具有SMFWDM的特性外,1550nm端口还具有偏振保持特性,它将促进PMF激光器和放大器快速发展。
2005(12):1441-1444.
摘要:从等效薄透镜的角度对热扩束(TEC)光纤+无芯光纤+梯度折射率(GRlN)光纤透镜进行了细致的理论分析,其中TEC光纤调整输入高斯光束的束腰半径,无芯光纤控制束腰和薄透镜间的距离,GRIN光纤两主面之间部分等效为薄透镜,其焦距由光纤的折射率分布参数g决定。推导了出射高斯光束的束腰半径和工作距离的解析表达式,进而对该光纤透镜做了数值模拟,讨论了无芯光纤和GRIN多模光纤的长度对光纤透镜参数的影响。当GRIN光纤透镜用作准直器使用时,其最大束腰直径可达到80/1m,可将单模光纤的远场发散角压缩8倍;用于MEMS器件时,最大工作距离可达到3mm。
2005(12):1445-1449.
摘要:研究了由一维光子晶体构成的Bragg微腔(AB)^N(D)^2(BA)^N中三阶非线性光学介质(NLM)产生的相位共轭波的增强效应。当入射光波与Bragg腔模满足共振条件时,推导了其相位共轭波的增强因子。Bragg微腔中的三阶NLM产生的相位共轭波相对于该介质裸露时产生的相位共轭波具有明显增强,这主要是Bragg微腔对入射泵浦光产生了较大的共轭增强作用。理论分析和数值计算结果还表明,当入射光波与Bragg腔模满足共振条件且周期数N较大时,该结构可等效于由Bragg反射镜组成的Fabry-Perot(F-P)腔。
2005(12):1450-1453.
摘要:提出了一种精细粒度可分级编码(FGS)视频流的基于无线信道时隙调整的能量有效传输方法,在满足失真与延迟的约束条件下,通过调整FGS层数、基层延迟以及数据传输的时隙位置使FGS的传输能量达到最小。实验结果证实了该方案的有效性。
2005(12):1454-14,581,466.
摘要:为解决当前偏射算法在偏射控制上的问题,提出了可调参数偏射路由(TPDR)算法。其主要思想为:以可调参数“偏射概率”来控制竞争突发的偏射,并在非线性规划下,从突发丢失概率(BLP)和路径长度意义上寻找较优的偏射路径。仿真结果表明:与直接丢弃、无条件偏射和有限偏射等传统偏射算法相比较,TPDR算法具有:既能有效改善网络总的BLP,也能为不同优先级突发提供服务质量(QoS)保证;同时,在一定程度上它可有效地减轻偏移时间赤字对偏射突发QoS保证的压力。
2005(12):1459-1462.
摘要:利用光纤布拉格光栅(FBG)阵列,每用户在时间和波长上进行二维光正交(OOC)码编码,传输速率从70Mbps到1.4Gbps,在2个发送用户和1个接收用户的条件下,实现了光码分多址(OCDMA)通信。研究了FBG编码器所决定的系统用户传输速率对系统性能的影响,结果表明,在并发用户数小于OOC码码重,系统用户速率超过限制速率3倍以内时,对系统性能的影响不大。当码重大于9时.随着用户地址码码长的增加,速率超过限制速率对系统性能的影响相对较小。在相同误码率要求前提下,地址码较长系统可以突破限制速率的2~3倍。理论分析和实验研究表明,FBG间距条件所决定的速率限制,并非不可逾越的必要条件。
2005(12):1463-1466.
摘要:提出了一种全新的全光纤语音传输方法。该方法利用光纤的光弹效应进行语音信号的录入,利用全光纤干涉系统进行信号的解调,成功实现了语音信号的长距离传输。该通信方式具有抗电磁干扰能力强、保密性好等优点。在对系统的工作原理及其保密性传输机理分析的基础上,通过实验验证了系统的T作原理,成功再现了300~3400Hz范围内的单频正弦信号及实际语音信号的录入、传输与还原过程,得到稳定的波形对比曲线及清晰的音质效果。该系统有望应用于距离为40km的点对点保密通信。
2005(12):1467-1471.
摘要:为了实时检测瓶内杂质,设计了一套用于灌装线瓶内产品质量检测的视觉系统。基于几何成像原理建立双CCD立体视觉的数学模型,推导出从2张投影图像中得到杂质实际空间位置的公式;利用形态小波简化图像、综合自适应阈值法和边界检测算子进行图像分割,从而提取出杂质特性,最后采用特性向量进行2图的特征匹配。当检测精度为4pixel/mm时,每个瓶子的判断时间小于200ms,准确率近98%。
2005(12):1472-1475.
摘要:针对电子散斑干涉(ESPI)法处理大位移时的困难,提出了一种改进的ESPI法。将数字散斑相关法(DSCM)引入ESPI中,由DSCM计算引起散斑去相关的面内位移,将所得二维面内位移对失配散斑场进行校准,恢复干涉条纹。用对离面位移敏感的ESPI光路,结合相移方法求得对应离面位移的相位数据,和二维面内位移一起,构成物体三维位移。对周边同定、中心加载的有机玻璃试件进行了测量,结果表明能产生质量干涉条纹,证明该方法是合理、可行的。
2005(12):1476-1479.
摘要:激光调阻中激光束平行于电流方向的纵向切割对片式电阻的阻值变化影响较小,掌握其规律并将其应用于调阻过程中能够为提高激光调阻精度提供控制依据。应用电阻细分方法对片式电阻的阻值分析,定性得到在有效纵向切割长度范围内片式电阻的阻值与相对纵向切割长度成线性关系,阐述了该线性关系的应用,并通过分析0603型1K电阻的实验数据验证了这种关系。讨论了将其实际应用的可能性。
2005(12):1480-1483.
摘要:采用自行搭建的飞秒激光光镊,实现了对人体血红细胞(RBC)的稳定捕获。使用的光源为自行搭建的掺钛蓝宝石克尔透镜锁模激光器,输出中心波长810nm、脉冲宽度40fs和重复频率为100MHz的飞秒激光脉冲。通过实验比较了飞秒激光光镊和连续(CW)激光光镊的捕获能力,依据实验数据,比较了两者的Q值。实验结果显示,飞秒激光光镊对于捕获生物细胞同样有效,将光镊技术和飞秒激光特性相结合用于生物学研究领域会有很好的应用前景。
黄云 杨世宁 李耀棠 王天及 张世超 范少武 冯洪安 黄泽文
2005(12):1484-1486.
摘要:基于多幅图像编码合成的原理,对体视数字像元全息图的制作进行了实验研究。通过对物体分立时间序列多幅图像像元光栅方向和位移编码并组合,制作出了具有体视效果的数字像元全息图,其视觉效果与传统的三维拍摄效果类似。实验采用9幅图像进行了编码组合,单幅图像分辨率400dpi,光刻光斑分辨率为1200dpi,图像问位移编码为0.207mm。
2005(12):1487-1491.
摘要:提出了基于二元树复小波变换(DT-CWT)的复小波域隐马尔可夫树(HMT)模型线性图像复原算法,并采用一种简单可行的快速算法来估计HMT模型参数。该方法较好地再现了各种边缘信息,其复原结果较传统的复原方法有不同程度的提高,其运行效率较传统的HMT模型参数估计方法有明显的提高。
2005(12):1492-14,951,499.
摘要:采用层叠算法,计算小波包基函数的离散逼近序列。改进特征图像相关识别方法,选用识别能力评价指标,利用图像和小波包基函数相关的直接变换优点改进最优基选择,提出多母小波多消失矩最优基。生成最优基的特征图像,采用体全息相关识别系统实现虹膜的光学识别,实验取得较好的效果。设计、制作多母小波多消失矩最优基光学小波包灰阶滤波器以进一步提升识别率。检测表明,滤波器符合设计要求。实验表明,该滤波器可有效提高识别率。
2005(12):1496-1499.
摘要:研制了一个新的信息安全加密解密系统。该系统采用迭代傅立叶算法对全息图加密进行优化,使用纯相位元件作为解密密解,通过在简单的光学装置中叠加加密全息图和解密密钥实现光学解密。数值仿真和光学试验表明这种技术是光学解密的一种简单易行的方法。试验系统的简单构成展示了该技术在信息安全认证方面的潜在应用价值,有利于在不可见的元件上作信息解码,计算机仿真展产了该技术的有效性。
2005(12):1500-1505.
摘要:为了能使图像压缩编码算法同时具有较高的压缩率和良好的压缩性能,分析了SPIHT算法,在相同压缩效率的情况下,将其进一步改进,使之具有空间可分级性。在编码过程中,单个像素的相关信息按其所在的分辨率层输出到基础层或增强层码流中,而对于集合的测试信息按其最高层像素所在的分辨率层以较大的概率输出到相应的码流中。这样,虽然低频子带与高频子带相关联而编码,但实验结果显示与低频子带单独编码的性能非常接近。同时给出了一种基础层和增强层间的码率分配方案。实际结果显示:随码率的增大,基础层所占的比率越来越低;对包含边缘较多的图像,其基础层码率所占的比率也较低。
2005(12):1506-1509.
摘要:以MATLAB为平台,研究了采用BP神经网络对血液白细胞彩色图像进行有效分割的方法,为实现血液细胞分析与计数的自动化、提高T作效率和降低人为误差提供了条件。给出了对血液细胞彩色图像采用BP神经网络与RGB阈值等不同方法分割效果的比较,得出BP神经网络法优于RGB阈值法的结论。实验表明,BP神经网络有强的鲁棒性,对不同载片色彩差异有容错能力。
2005(12):1510-1513.
摘要:提出了一种新的基于光学/数字图像处理的平面图像立体化技术,详细论述了该技术对平面图像的分层、抽样、编码以及合成的立体化原理。分别对前景、中景和后景设定不同的位错值进行实验,结果表明,本方法有显著的立体效果。通过实验,给出了30 cm×40 cm的平面立体化图像的最佳位错值,讨论了影响平面图像立体化的若干因素。
2005(12):1514-1519.
摘要:利用正常细胞、凋亡细胞和坏死细胞在形态学特征上的差异,使用圆度和半径比率2个物理量来表征细胞活性状态,并运用微分干涉相衬(DIC)显微镜获得待测细胞图像,结合图像识别软件,提出了一种基于细胞形态学特征的细胞活性无损检测方法,测得了与细胞活性相关的有关参数。该方法应用于氨乙酰丙酸(ALA)的光动力疗法(PDT)后白血病细胞的活性检测得出的结论与使用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法检测得出的结论基本一致。该方法也可检测出死亡细胞中凋亡、坏死的比例;在对细胞测试的过程不需对细胞进行染色等预处理,是一种无损检测方法。
2005(12):F0003-F0003.
摘要:北京工业大学激光研究院依托于国家产学研激光技术中心、中德激光技术中心和北京市激光技术实验室,是我国先进的激光科学与技术的研究开发基地和人才培养基地。激光工程研究院具有光学(国家重点学科),光学工程博士学位授予权,