• 2005年第0卷第8期文章目次
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    • 2005(8).

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    • >光电子器件和系统
    • 顶部平坦化32通道AWG的设计与研制

      2005(8):887-889.

      摘要 (570) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据优化输入端多模干涉器(MMI)结构设计,研制出32通道50 GHz通道间隔、顶部平坦化的阵列波导光栅(AWG)器件。该器件的采用6μm×6μm折射率差为0.75%的Si基SiO2埋型波导结构,阵列波导数为130,罗兰圆半径为9 419.72μm,相邻阵列波导长度差为128.42μm。测试结果表明:AWG器件插入损耗(IS)为-5~-8.5 dB,串扰>-25 dB,3 dB带宽>0.25 nm。

    • 双栅型轮辐式光纤光栅压力传感器

      2005(8):890-892.

      摘要 (524) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用光纤光栅(FBG)作为基本传感元件,研制了一种基于轮辐式压力盒装置的FBG压力传感器。将2根不同波长的FBG粘贴在传感器同一轮辐的正反面上,提高了测量精度,减少了波长随温度漂移带来的影响。在0~30kN的范围内,其测量线性度达到99.98%,灵敏度达到13.89N,且响应速度快。

    • 多孔硅/聚合物复合膜等效折射率的研究

      2005(8):893-896.

      摘要 (629) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:用多孔Si(PS)圆柱空腔二维结构模型,理论研究了TE模式情况下PS/聚合物复合膜的等效折射率,给出了PS等效折射率与孔隙率和嵌入率的关系。实验采用波导耦合m线法分别研究了TE模和TM模入射情况下(633nm波长处),孔隙率为73%的PS膜嵌入聚合物聚合基丙烯酸甲酯(PMMA)材料后的等效折射率与聚合物嵌入率的关系。理论分析与实验结果基本符合。

    • 新型PTCDA/p-Si光电探测器

      2005(8):897-900.

      摘要 (495) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制成功的PTCDA/p—Si新型光电探测器与型号为PHD714的PIN光电二极管的电参数进行了测试对比。结果表明,两者的光谱响应范围均为450~1100nm,峰值波长为930nm,对光的响应速度均小于10^-9s;在1000Lx及1.5V电压作用下,前者的光电流普遍大于100μA,后者光电流小于100μA,前者经高温(120℃)48h及低温(-80℃)12h 2次循环实验后测得其电参数稳定。表明,这种新型有机/无机光电探测器具有更优良的光敏性及可靠性。

    • 一种可用于油藏监测的3分量光纤加速度传感器

      2005(8):901-905.

      摘要 (619) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制了一种可用于油藏监测的3分量光纤加速度传感器。该传感器通过3个单方向传感单元分别获得3个正交方向上的被测加速度分量,每个传感单元是一质量-弹簧系统,通过波纹管与顺变材料构成复合弹性体,并采用光纤干涉结构将被测加速度通过解调光纤中的相位变化反映出来。实验数据表明,该加速度传感器具有良好的线性度、一致性和稳定性。系统的工作频带范围为10Hz至800Hz,其轴向灵敏度为38dB re rad/g,交叉法去敏度达到32dB re rad/g,最小可检测加速度为39.3μg/Hz^1/2。

    • 空间环境中光学镜面热变形效应的有限元分析

      2005(8):906-909.

      摘要 (628) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低轨卫星在轨运行特点,采用有限元分析法计算了空间高真空热环境中镜面热变形产生的法向偏差量级,同时推导了镜面变形后出射光线的通用表达式,得到了镜面变形前后接收光斑(一维)中心偏转量的计算表达式。计算结果表明:在镜体径向和轴向周边受限且均不能自由释放热应力的条件下,镜面法向偏转可达10^2μrad量级,这将影响空地激光通信链路的整体性能;合理采用能很好释放热应力的固定方式后,镜面法向偏转角度在μrad量级,由于热变形带来的光束指向偏差能得到较好的抑制。

    • 一种新颖的宽带可调光纤光栅滤波器

      2005(8):910-912.

      摘要 (562) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了光纤光栅(FBG)调谐的基本原理,进而采用新颖的调谐结构,设计并实现了一种宽带可调谐的FBG滤波器。该滤波器仅用1支FBG制做而成,其波长调谐范围最高可达40nm。实验结果表明,该FBG滤波器的调谐波长与调谐步进位移量之间具有良好的二次曲线关系。

    • 光纤传感器相位漂移及倍频问题的解决方法

      2005(8):913-917.

      摘要 (543) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:在干涉型光纤传感器的实用化设计过程中,相位随机漂移补偿及强信号下出现的倍频的消除是关键问题之一。本文给出了一种简单实用的方法,利用压电陶瓷(PZT)晶体的压电特性结合PID电路技术对光纤进行调制。在理论上分别针对检测小信号和大信号两种情况详细分析了该方法的可行性,并通过实验进行了验证。实验结果表明:该方法较好地解决了问题,效果令人满意。

    • 有机无机复合膜发光器件的研究

      2005(8):918-921,929.

      摘要 (594) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对聚合物电致发光(EL)材料缺乏可用的电子型聚合物半导体材料的现状,采用无机电子型半导体材料ZnO:Zn与空穴型聚合物材料poly(2,5bis(dodecyloxy)-phenylenevinylene)(PDDOPV)成功制备了结构为ITO/PDDOPV/ZnO:Zn/Al的有机/无机复合膜双层器件。复合膜器件的发光效率与亮度比单层器件提高了1个数量级以上,而复合膜的电流是单层器件的0.5倍。而且,聚合物/无机物复合膜器件的发光颜色随电压的增加而蓝移,其光致发光(PL)光谱也随激发波长的改变而改变,有可能形成了新的发光基团。

    • 高能量飞秒脉冲掺Er3 光纤激光器

      2005(8):922-925.

      摘要 (811) HTML (0) PDF 0.00 Byte (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从反常色散光纤构成的飞秒锁模掺Er^3+光纤(EDF)激光器获得高能量锁模脉冲,提出了采用集总放大器和高损耗耦合输出器有机组合的办法来设计激光器腔体。实验结果表明,该方法能有效地减小降低腔内脉冲能量周期性波动,抑制频谱边带幅度,提高飞秒脉冲高能量及其频谱宽度。采用非线性偏振旋转机制进行锁模,成功获得谱线宽度为18.0nm、重复速率为14.0MHz、脉冲宽度约200fs、单脉冲能量超过1nJ稳定锁模光脉冲,并且激光器自启动锁模泵浦阈值小于20mW。

    • 双向对接曝光法复制光栅尺的研究

      2005(8):926-929.

      摘要 (281) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了光栅尺复制工艺中一种新的曝光方法———双向对接曝光法。根据光刻胶的曝光量与曝光时间成正比的关系,推导出光栅尺对接重合处任意一点的曝光量与其它各处的曝光量相同,由此提出采用双向对接曝光技术来解决曝光设备的导轨有效行程过短的问题。实验中,利用导轨有效行程为1.6m的曝光设备复制出测长为2.0 m的光栅尺,其最大线性误差为±17.0μm,完全满足使用要求。实验表明,采用双向对接曝光技术,曝光重合处的光栅线条完全满足测量要求,大幅度提高了曝光的有效行程,解决了曝光机导轨行程短的问题。

    • 双包层光纤放大器小信号时放大的自发辐射特性研究

      2005(8):930-934,951.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于速率方程,针对不同的泵浦方式,对双包层Er^3+/Yb^3+共掺光纤放大器小信号放大时放大的自发辐射(ASE)特性进行了全面研究。研究结果表明:反向泵浦时,ASE+输出功率大于ASE-输出功率,各波长分量对ASE+输出功率的贡献大于该波长分量对ASE-输出功率的贡献;增加纤芯数值孔径,无论正向泵浦还是反向泵浦,ASE输出功率都单调减小;当包层对芯径面积之比小于某一特定值时,对于反向泵浦,ASE+输出功率大于ASE-输出功率。这些特点显示了小信号放大时ASE与大信号放大时ASE所存在的差异。

    • 管道泄漏检测分布式光纤传感技术研究

      2005(8):935-938.

      摘要 (817) HTML (0) PDF 0.00 Byte (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于Mach—Zehnder光纤干涉仪原理的管道泄漏检测分布式光纤传感技术,该技术可以实时检测管道线发生的泄漏。分析了该技术的工作原理,讨论了在泄漏噪声作用下光纤中传播的光波相位变化关系。理论分析和测试结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏的测试灵敏度。在气体管道压力小于0.2MPa的条件下,可以检测到0.4m^3/min的气体管道泄漏,测试距离可达到50km。

    • 负载电阻及其对称性对光位敏器线性及精度的影响

      2005(8):939-941.

      摘要 (550) HTML (0) PDF 0.00 Byte (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对一维光位敏器(PSD)等效电路的分析,得出与具体系统无关的光位移普遍表达式。该式表明,负载电阻对于PSD内阻的比值及两边负载电阻的不对称性将极大地影响测量的线性及精确度,而PSD内阻随光源光强有数量级的变化,因此一般的光位移公式在用强光源(如激光)时应加以修正。

    • 利用CFBG补偿色散实现2 015 km 8×10 Gb/s光传输

      2005(8):942-946.

      摘要 (396) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用啁啾光纤光栅(CFBG)串联的多波长色散补偿器对长距离传输的8个信道信号进行色散补偿,各个信道波长符合ITU-T标准,波长间隔为100 G.系统采用掺Er3+光纤放大器(EDFA)作为功率放大器,在2 015 km的G.652光纤上无前向纠错(FEC)无电中继实现8×10 Gb/s零误码传输.结果表明,利用CFBG构成的色散补偿器各信道补偿一致性好,CFBG不但能通过滤除带外噪声有效减小长距离传输中由放大器产生的自发辐射噪声(ASE)的积累,提高传输信号的信噪比(OSNR),而且其较低的非线性特性有利于抑止信号劣化,从而有效提高长距离波分复用(WDM)的传输性能,扩展无电中继传输距离.

    • >光电子器件和系统
    • 基于H.264的可伸缩编码比特流流切换方案

      2005(8):947-951.

      摘要 (440) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:H.264/AVC支持同步预测(SP)帧,允许不同质量比特流之间的高效切换;MPEG-4支持精细颗粒可伸缩(FGS)编码。提出一种将两者融合在一起的解决方案,使得传输的比特流既能适应因特网或无线网传输带宽的大范围波动,又能灵活适应小范围的带宽变化。仿真实验结果表明:该方案的亮度Y峰值信噪比(Y-PSNR)比FGS平均好0.47dB,比流切换(SS)方法平均好0.23dB。

    • 采用滤波技术提高不同码型差分群时延动态范围研究

      2005(8):952-955.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用宽带滤波、窄带滤波和非对称滤波3种滤波技术,将其分别应用于归零码(RZ)、载波制RZ(CSRZ)、差分相移键控RZ(RZ-DPSK)和差分相移钯控的载波抑制RZ(CSRZ—DPSK)4种不同码型的系统中,数值模拟结果表明,滤波技术确能提高差分群时延(DGD)的监控范围;在3种滤波技术中,以窄带滤波技术适合每种码型并使用DGD响应范围最大而具有更好的优势。实验验证了滤波技术提高DGD响应范围的有效性。

    • 基于像素交换的无损信息隐藏

      2005(8):956-960.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种无损信息隐藏方法,接收端不但可以提取额外嵌入的秘密信息,而且可以无损恢复原始图像。该方法利用了相邻像素变化趋势往往一致的特性,对刻划这种特性的数据进行压缩以产生冗余空间用于携带额外的秘密信息,并使用像素值互换操作将额外信息及用于图像恢复所需数据一同嵌入到载体图像中。由于该方法顾及了人眼视觉特性,仅将数据嵌入在纹理区域,因此含密图像具有较好的视觉效果。

    • >测量·检测
    • 基于瞳孔检测的注视点跟踪系统

      2005(8):961-964.

      摘要 (572) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种基于瞳孔检测的非强迫式注视点跟踪系统。该系统对被测对象观察不同注视点时的眼睛进行成像,通过图像处理得到瞳孔在眼睛中的相对位置数据,从而计算出所观察的注视点的位置。采用了二维定标算法进行系统定标,提出了一种角度修正的方法以提高系统精度。实验结果表明,在相同的实验条件下,系统估算点与实际观测点基本一致,视角平均误差为2.5°,可以满足一般对注视点测定的要求。

    • 直线导轨二维转角同时测量装置的研制

      2005(8):965-968.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种同时测量直线导轨二维转角的简单方法。基于半导体激光器(LD)、单模光纤组件的激光基准,建立了直线导轨运动副二维转角相关测量模型。分析了俯仰角、偏摆角的误差分离和实时测量原理。通过稳定性、重复性和比对实验验证了所提系统的可靠性。实验结果表明,系统测角分辨率优于0.5″。

    • 新的电调制反射谱技术及其应用

      2005(8):969-972.

      摘要 (449) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种微接触电调制反射谱(LCER)测试方法,该方示与无接触电调制反射(CER)谱相比较,可极大降低调制电压。给出了自制的详细样品架结构,测量了InGaAs/GaAs量子阱样品,并与光调制反射谱(PR)相比较,结果证实了此方法的可行性和高光谱灵敏度,表明样品与电极的轻微接触既对测量结果没有明显的影响,又可简化测试条件,降低对测量环境的要求,是研究半导体材料和微结构一种方便而又有效的方法。

    • >图像和信息处理
    • 基于图像融合的运动目标轮廓提取新方法

      2005(8):973-977.

      摘要 (829) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新的运动目标轮廓提取方法。该方法分为3个步骤:对于红外与可见光图像序列,首先应用运动分割得到运动目标的初始轮廓线;其次,使用了动态轮廓线使其收敛到目标轮廓;最后,应用了两种新的图像融合方法,第1种方法求解两类模式图像的动态轮廓线控制点向量差的L2范数平方极小化,第2种方法通过图像配准实行改进的微分耦合。对比检测实验表明,第2种方法具有较好的融合效果。同时,设计了一种基于Newmark方法的动态轮廓线快速迭代算法,该方法如Wilson-θ方法的对比实验表明,Newmark方法稳定收敛的迭代时间降低了21.01%。

    • 基于BP网络的地物影像光谱识别及效果检验

      2005(8):978-981.

      摘要 (400) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于改进后的BP人工神经网络的地物影像的多波段光谱识别新方法。该方法遵循网络的隐节点数与训练样本数相匹配的网络结构设计的最简原则构建BP网络;采用了随机增加每类样本数,添加样本集中的噪声干扰。从而使噪声起到平滑作用。既防止过度训练,提高了网络的泛化能力。又加快了收敛速度。对11类地物多波段光谱影像实例。通过相继二次构建BP网络模型进行训练,用两次训练好的网络对全部11类地物区分效果明显,达到能完全区分不同地物分类识别的目的。

    • 纯二维小波滤波器组及其在图像压缩中的应用

      2005(8):982-988.

      摘要 (612) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:构造了一组新的纯二维不可分离的小波滤波器——全相位离散反余弦列率滤波器(APDICSF)。该滤波器具有五株排列的交错采样形式和良好的内插性能,适用于图像分解压缩。将其用于提升格式的预测和更新滤波器,得到与可分离小波滤波器组不同的图像分解方式,并用SPIHT实现图像的压缩编码。实验证明,APDICSF组的压缩效果好于经典的Neville滤波器,在图像压缩方面有良好的应用前景。

    • 基于小波变换的CR图像增强

      2005(8):989-992.

      摘要 (746) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:数字X光影像仪(CR)图像对比度低、细节不清晰,要对其进行增强处理方能满足临床诊断的需要,而目前通用的CR图像增强算法对比度和噪声增强过度、丢失细节,为此提出了基于小波变换的CR图像增强法。该算法将CR图像进行小波变换分解,针对各子图像的特征,对高频细节部分采用非线性函数进行对比度增强,提高细节清晰度;对低频平滑部分采用反锐化掩模(UM)的方法对图像进行增强,以保证CR图像整体增强效果,最后进行小波变换得到增强后的CR图像。实验证明,该算法处理后的CR图像细节丰富,细节方差(DV)比通用增强算法提高了将近3倍,而且信噪比高,细节方差和背景方差(BV)之比(DV/BV)约为其他算法的3.5倍,具有良好的视觉效果。

    • 图像的快速亚像素边缘检测方法

      2005(8):993-996.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新型的测量图像快速亚像素边缘检测方法。首先,利用标准的Sobel算子进行边缘点的粗定位,确定边缘点的像素级精度位置和边缘的方向;然后,沿边缘点的边缘方向拓展像素,得到长度为6的像素灰度值向量,将向量带人利用最小二乘曲线拟合方法得出的公式,求出边缘点的精确位置,从而能够实现亚像素边缘定位精度。实验证明:该方法的定位精度为0.1pixels,算法的运行时间为0.53s。

    • 一种快速虹膜定位算法的研究

      2005(8):997-9,991,006.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种结合梯对检测和随机圆检测(RCD)的虹膜定位方法。通过对原始图像作滤波,提取图像梯度和边缘像素集合。按照梯度对满足条件搜索边缘图像中的梯度对,用梯度对计算圆的参数,通过统计计算来完成内圆定位。在处理后的边缘图中按规则随机取4点,根据RCD准则判断4点是否共圆,用公共圆判据完成虹膜外圆的分割。实验结果表明,该方法有效可行,可达到98.1%的成功定位率,并缩短了运算时间,减少了系统对内存的需求。

    • >生物医学光子学
    • CPD5的光动力作用及维生素C抗光毒效果

      2005(8):1000-1003.

      摘要 (248) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用细胞排染试验,观察CPD5对人胰癌细胞(Hs766T)的体外光动力疗法(PDT)作用及维生素C减轻光毒的效果。结果表明:1)人胰癌细胞对CPD5 PDT敏感,在CPD5浓度为2.5μg/mL时。PDT造成胰癌细胞抑制率达97.4%;2)浓度为40μg/mL的维生素C有明显的减轻光毒作用,最高可使细胞存活率提高86.0%。

    • >简报
    • LD侧面泵浦固体激光棒新的热透镜焦距计算

      2005(8):1004-1006.

      摘要 (655) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全固体激光器中,由于热沉积,因而产生热透镜效应。本文推导了一种半导体二极管(LD)计算侧面泵浦固体激光棒热透镜焦距的计算公式,并把它与通常使用的计算式进行了比较,发现这2个公式的曲线在基本吻合的情况下有一近似常值的差(约5~15mm)。理论分析了差异的原因,实验验证了我们推导的计算式比通常使用的计算式有更高的精度,能够更好地应用于固体激光器的设计。

    • 《全国光子晶体及其应用学术交流与发展战略研讨会》纪要

      2005(8):1007-1012.

      摘要 (714) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:由国家自然科学基金委员会信息科学部等6个单位主办,《光电子.激光》杂志编辑部承办的首届全国光子晶体及其应用学术交流与发展战略研讨会,于2004年9月18-22日在天津理工大学召开。来自全国55所高校和研究单位的约260名专家出席了会议。会议展示了我国近年光子晶体基础理论、光子晶体设计与制备、光子晶体和光子晶体光纤功能器件及其应用等诸多领域所取得的重要进展和研究成果,并对今后光子晶体研究的发展战略进行了专题研讨,提出了相关建议。