• 2006年第0卷第9期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 基于圆环形薄壁截面梁的温度自补偿拉力传感器

      2006(9):1031-1034.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于圆环形薄壁截面梁的温度自补偿的拉力传感方法。将2个反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)刚性粘贴于圆环形薄壁截面梁的外表面,其间距为相距90°。当拉力的作用线与其中一个光栅在同一直径上时,2个光栅反射峰的间距与拉力的大小呈线性关系,而对温度变化不敏感,从而实现了温度自补偿的拉力传感。实验中,温度自补偿传感的拉力达到7 kgN。

    • 利用改进的堆积法制备微结构光纤

      2006(9):1035-1038.

      摘要 (604) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过改进的堆积法,制备无间隙孔微结构光纤(MSF)。该方法包括3个步骤:1)通过传统堆积法,制备MSF的预制棒;2)对预制棒进行预定型处理,对其一端加热使毛细管熔死,再将预制棒放入高温炉中加热至1600℃,并对另一端加压加气,内部毛细管受气压扩张,进而膨胀使间隙孔受力消失.所有的包层毛细管熔到一起形成了一整体,这样有助于拉丝时保持光纤的结构;3)完成拉丝过程。用这种改进的堆积法进行MSF的制备,取得了很好的试验结果。

    • 光盘镜像技术在网络光盘库中的应用研究

      2006(9):1039-1042.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高网络光盘库在海量存储中的应用性能,在分析网络光盘库结构的基础上,研究了光盘镜像技术在网络光盘库的应用,解决了光盘镜像技术中存在的文件系统相互访问的支持问题,并对其进行了性能评测。实验发现,网络光盘库中采用光盘镜像技术后,可以改善大数据文件的读出性能,为光盘库在海量存储系统中的应用、设计和性能优化提供理论方法和实验依据。

    • 与光纤阵列耦合的微透镜阵列设计与损耗分析

      2006(9):1043-1047.

      摘要 (888) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了2种不同冠高的圆形微透镜阵列,将平行光耦合进16路单模光纤阵列和多模光纤阵列。每种微透镜阵列均由16个直径为120pm的平凸微透镜排成一行组成,相邻微透镜间距为127μm。模拟其成像特性知,2种微透镜可以将平行光会聚成在其像平面直径分别为8.0μm和32.5μm的光斑。分析了微透镜与光纤存在横向、纵向和角向误差3种位置失配时的耦合损耗,并得出对耦合损耗影响最大的因素是角向误差,由此得出:在微透镜与光纤耦合对准过程中,要注意减小角向误差。

    • 动静态监测光纤光栅传感信号的实验研究

      2006(9):1048-1051.

      摘要 (709) HTML (0) PDF 0.00 Byte (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于可调谐光纤TF Fabry-Pent(FP)滤波扫描传感光纤Bragg光栅(FBG)反射峰的原理.提出一种新颖的探测方法,分别从动静态两方面监测传感FBG反射谱与TF F-P透射谱的合成谱。实验中.通过加载到TF F-P滤波器的驱动信号的不同,在静态监测下,模拟并分析了光信号功率与转化电压的趋势图以及多次实验中探测到最大信号时两者的关系;用双踪示波器动态实时监测并分析了经光电探测(PD)及其放大调理电路转换后的电压变化信号。实验结果表明.PD探测的最大值与传感FBG反射峰对应。经过标定后的系统分辨率可达1pm,测量精度为0.01nm。

    • 混合熔盐离子交换玻璃光波导的制备与特性研究

      2006(9):1052-10,561,077.

      摘要 (681) HTML (0) PDF 0.00 Byte (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用AgNO3和KNO3的混和熔盐作为离子源,系统地研究了K9玻璃离子交换过程中熔盐配比、交换时间和交换温度等工艺参数对波导性能的影响,得到离子交换玻璃波导折射率分布符合高斯函数形式,建立了波导特性与离子交换工艺参数间的联系。测试得到离子交换平板波导的传输损耗为0.45dB/cm,并利用离子交换技术在K9玻璃上制备了一种跑道形谐振腔滤波器,实现了滤波效应。

    • 一种高灵敏度光纤Bragg光栅高压传感器

      2006(9):1057-1059.

      摘要 (1232) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高光纤Bragg光栅(FBG)压力传感器测量的灵敏度,建立了基于薄壁圆筒的压力转换模型。应用弹性力学理论分析其工作原理,推导出应变片应变量与外部压力的关系,结果表明,改变圆筒内外径比和应变片几何尺寸可以提高放大系数。以3J53材料为例进行了数值计算,结果表明,在70MPa的工作压力下,FBG的应变为44pm/MPa,是采用裸光栅测量压力灵敏度的14倍。

    • 电光Q开关红宝石激光脉冲展宽的研究

      2006(9):1060-1064.

      摘要 (500) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:从理论分析了电光Q开关红宝石激光的反转粒子数密度、腔损耗(含激光输出)与光子密度之间瞬态变化关系,导出了脉冲展宽条件。设计出与理论计算结果符合的电光调Q开关驱动电路,该电路在1μs内用3个信号的结合来驱动电子管FM-30工作。大量的实验表明,其结果与理论分析有较好的一致性。该系统得到了700ns的激光展宽脉冲。

    • 脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其发光性质研究

      2006(9):1065-1068.

      摘要 (790) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用脉冲激光沉积(PKD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度C轴取向的ZnO薄膜。通过测量X射线衍射(XRD)谱、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱,研究了衬底温度改变对薄膜结构和PL的影响。实验结果表明,当衬底温度从400℃升到700℃时,薄膜的(002)衍射峰半高宽(FWHM)变窄,紫外(UV)发光强度在衬底温度为500℃达到最强。这可能是当衬底温度为500℃时,ZnO薄膜的化学配比较好,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变衬底温度对薄膜的表面形貌也有较大的影响。

    • 基于分级控制策略的激光器组件恒温控制技术

      2006(9):1069-1073.

      摘要 (243) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先综合考虑环境温度、热沉、LD组件(LDM)注入电流以及热电制冷器(TEC)电流等因素,建立了LDM恒温控制的一维传热数学模型,进而分析了影响LDM温度稳定性的主要因素,提出了分级控制方法;结合硬件实现比例积分(PI)算法动态特性好和数字电位计可编程控制的优点,提出了一种结合电位器数字控制技术与PI算法实现变PI控制的方法;在环境温度为20±3℃条件下,进行了对比实验。结果表明,在10~40℃范围内,未考虑环境温度影响的稳定度为±0.045℃,而采用分级控制策略的恒温控制方法后稳定度为±0.003℃。

    • 利用宽谱光源及偏光干涉测量保偏光纤拍长

      2006(9):1074-1077.

      摘要 (839) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种用宽谱光源及偏光干涉效应测量保偏光纤拍长的新方法。利用光纤陀螺等光纤传感器常用的宽谱光源,以及2个性能一般的线偏振器件,与被测保偏光纤组成测试系统。宽谱光通过测试系统后,由于偏光干涉效应出现光谱形状的波动,波动周期受保偏光纤拍长的调制,通过调制周期可计算获得被测保偏光纤的拍长。该方法实验装置容易搭建,对偏振器件及操作精度的要求很低,对被测光纤的具体结构没有要求,任何保偏光纤的拍长都能测量,适用范围广,拍长测量精度可达0.1mm。

    • 弯曲光波导模拟优化研究

      2006(9):1078-1081.

      摘要 (835) HTML (0) PDF 0.00 Byte (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:用时域有限元差分(FDTD)方法弯曲光波导的优化仿真,减小弯曲光波导损耗。采用OPTIFDTD软件在曲率半径增大到一定的情况下,弯曲损耗在各种损耗中不占优势。在半径一定的条件下,适当选择波导的各个参数进行优化,可以使弯曲损耗达到最低,模拟了弯曲光波导中光的传播,得到了弯曲损耗的变化规律,波导参数不同,弯曲损耗不同,其中有一最佳参数点,由此得到弯曲光波导的参数优化设计值。

    • >信息光电子技术
    • 稀疏多光纤光网配置算法对波长连续性限制的影响

      2006(9):1082-1085.

      摘要 (504) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对波分复用(WDM)光网络在实现端到端业务链接时的波长连续性限制问题,提出了对光网络进行稀疏多光纤配置的方法。通过分析发现:稀疏多光纤配置能够使整个网络的性能受波长连续性限制的影响得到明显改善;具有稀疏多光纤配置的光网络长链路建链阻塞概率在全网阻塞率中的比例要高于使用相同数目波长转换器的光网络,这说明,波长转换器对于光网络的长链建链仍具有一定的优势。

    • 工作容量约束下光网络p圈空闲容量分配算法

      2006(9):1086-1091.

      摘要 (462) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于网状光网络p圈保护算法,研究了常见简单p圈和空闲容量分配的常见问题,介绍了光网络中局部图概念,针对如何在光网络拓扑中优化配置p圈,提出获得更多性能优良圈的局部图扩展算法和工作容量约束下启发式p圈空闲容量分配算法。通过计算机仿真表明,该算法在考虑工作容量的分布情况下,既实现快速空闲容量配置又保证保护效能高。该算法性能优于基于空闲容量的启发式p圈分配算法,适合在给定空闲容量分布情况下的网状光网络高保护效能p圈的配置。

    • 40 Gb/s CSRZ码系统下的自适应PMD补偿实验

      2006(9):1092-1095.

      摘要 (649) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:在采用了新型光纤的40Gb/s系统中,通常只有很小的一阶偏振模色散(PMD)。本文在40Gb/s的国家自然科学基金网(NSFCNET)上,搭建了由电控偏振控制器(PC)、保偏光纤(PMF)、信号光偏振度(DOP)检测单元以及反馈控制单元组成的PMD补偿模块,具有结构简单、反应灵敏的特点,可以对小于20ps的一阶PMD进行自适应的补偿,平均搜索时间为2ms。

    • 一种新的光码分多址多用户干扰抑制方法

      2006(9):1096-1099.

      摘要 (567) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前光码多分址(OCDMA)系统多采用开关键控(OOK)调制,多用户干扰主要影响发送比特为“0”时的误码率,原因是发送比特“0”时信号中没有光脉冲。据此,提出了一种新的OCDMA多用户干扰抑制方法。研制了一种新型OCDMA系统,通过对比特“0”和比特“1”分别使用同一地址码和它的移位变形,来避免发送比特“0”时无光脉冲的问题,而且接收端采用最大值判决,进一步减小多用户干扰。阐述了其工作原理,系统采用最佳光正交码作为地址码,分析推导了新型系统的误码率表达式,进而对新型系统和常规系统进行误码性能仿真。仿真结果表明,新型系统比常规系统的误码性能改善10个数量级以上。

    • >生物医学光子学
    • Ni2 :BeAl2O4晶体的生长及光谱特性

      2006(9):1100-1103.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用提拉(CZ)法,在合适的化学组份配比、固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件下,成功地生长出了初始Ni2+掺杂为0.15 mol%、尺寸Φ50 mm×90 mm的优质Ni2+BeAl2O4晶体.测定了晶体的吸收光谱,观测到385、638和1 067 nm 3个主要吸收带,它们分别归属于八面体配位中Ni2+的3 A2g(3 F)→3 T1g(3 P)、3 A2g(3 F)→3 T1g(3 F)与3 A2g(3 F)→3 T2g(3 F)跃迁.根据获得的吸收光谱与晶体分裂场理论,计算了Ni2+的八面体晶格场参数Dq=937 cm-1以及Racah参数B=907 cm-1.研究了不同激发波长下的晶体在可见光波段的荧光特征,在480~550 nm范围发现荧光发射,这归属于八面体格位中Ni2+的电子从1 T2(1 D)能级到3 A2(3 F)的跃迁.

    • >图像和信息处理
    • 一种新颖的中子辐照图像压缩算法

      2006(9):1104-1108.

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

      摘要:分析了中子辐照图像的持点,提出一种适合于数字中子照相系统的图像压缩算法。将小波和方向滤波器组(DFB)结合,得到非冗余的图像变换WDFB;通过WDFB系数的重新组合,提出一种新颖的图像压缩方案,该方案类似于无表零树编码(LZC)算法;为了充分利用WDFB变换对二维分段光滑函数的良好表达能力,该算法引入线性索引技术并采用不同于LZC算法的零树表达策略。实验结果表明,该算法用于中子辐照图像压缩是有效的,在相同压缩比下,其主观视觉质量和峰值信噪比(PSNR)都明显优于LZC算法,和多级树集合分裂编码(SPIHT)算法相比,具有相当的压缩性能但更易于硬件实现。

    • 一种基于能量滤波和小波的车牌定位方法

      2006(9):1109-1113.

      摘要 (609) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于能量滤波和小波的车牌定位方法。根据车牌在水平方向能量高且集中的特点构造能量函数.并将沿垂直方向变化的能量反映到投影图上,能量滤波后获取车牌的大致位置。再由小波分析获取车牌的水平细节图像和垂直细节图像,然后利用形态学对小波分解后的细节图像进行一系列处理,进一步消除无用信息和噪声,最后由投影法准确确定车牌位置。实验结果表明,定位准确率为96.2%.平均定位时间为3.62s。

    • 自适应小波变换及其在JPEG 2000中的应用

      2006(9):1114-1118.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 0.00 Byte (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的线性小波分解不能很好保留图像边缘信息.且在跃变点处会出现大的小波系数而不利于图像压缩,提出了一种新的基于提升方案的二维不可分离自适应小波变换(AWT)方案。在该方案中,根据局部信息自适应地将图像分为平滑区域和非平滑区域.在不同区域选取不同的更新和预测函数。通过在JPEG2000中的实验结果表明,用该方法进行图像分解。低频近似图像保留了细节信息,边缘清晰;对双边AWT后的图像压缩,性能优于JPEG2000的5/3小波和9/7小波,峰值信噪比(PSNR)提高0.5~2.0dB。

    • 一种改进的多输入队列的神经网络调度算法

      2006(9):1119-1122.

      摘要 (589) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种改进的ATM交换机多输入队列的神经网网络调度算法(IMIQM),其调度策略采用每条入线在同一时隙内可传送多于1个信元的策略,并提出一种用于Hopfield神经网络(HNN)控制信元调度的新的能量函数。利用计算机进行仿真模拟,在业务流模型和负荷相同的情况下,当交换机规模N为150、多输入队列(开窗数)为5时,IMIQM的最大吞吐率可以达到0.904,普通的多输入队列法(MIQM)为0.856,而窗口方法(WM)为0.886。结果表明,IMIQM与MIQM、WM相比提高了吞吐率,或在吞吐率相同的情况下IMIQM更容易用光电子技术实现,且由于HNN的高度并行的数据处理能力,能够实现大规模交换结构的实时调度。

    • 一种基于Curvelet变换多传感器图像融合算法

      2006(9):1123-1127.

      摘要 (755) HTML (0) PDF 0.00 Byte (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合分析了Curvelet变换的特性,并提出了一种基于Curvelet变换的多传感器图像融合算法。首先采用Curvelet变换将源图像分解到不同尺度、方向频带范围内,然后采用不同的融合规则得到融合后图像的Curvelet变换系数,最后再进行Curvelet逆变换得到融合图像。采用多组具有不同特征的源图像进行了融合实验,并对融合图像进行了主客观评价。实验结果表明,相比于传统的基于小波变换的图像融合算法,该算法能够有效避免“人为”效应或高频噪声的引入,得到具有更好视觉效果和更优量化指标的融合图像。

    • >测量·检测
    • 基于数字激光散斑图像的位移测量的多层平截算法

      2006(9):1128-1132.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对数字激光散斑图像特性的分析及其位移测量法的研究,给出了一种利用激光散斑图像进行位移测量的多层平截算法。该算法把数字激光散斑图像的灰度看作三维空间的高度,用不同高度的水平面平截散斑图得到截值点,分析物体发生位移前后的散斑图像上截值点,由截值点相互位置的概率分布计算出物体的实际位移。改进后的多层平截算法可较大的节省测量所需的散斑图像面积,且能测量亚pixel级的位移。实验表明,该多层平截算法是一种实用、速度快及精度高的位移和变形测量方法。

    • >激光应用
    • 一种新的激光诱导液相腐蚀法制作GaAs腐蚀孔

      2006(9):1133-1136.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种掩膜投影的激光诱导液相腐蚀方法,采用波长0.53μm的倍频Nd:YAG连续激光器、镀Cr掩膜板、H2SO4和H2O2混合溶液,在GaAs基片上制作腐蚀孔。通过对腐蚀原理的分析,对影响加工精度的溶液配比和激光功率密度进行了实验研究,得出了H2SO4:H2O2:H2O=4:1:20、激光功率密度11.7W/cm^2的最佳实验组合,并在此条件下得到了直径为30μm的高质量腐蚀孔。通过对腐蚀孔的横向与底面形状的分析,从改进实验装置和进行激光束空间整形2方面提出了改进的方法.对提高掩膜投影法的加工精度具有重要意义。

    • 轴向预负载对细薄钢管激光弯曲机制的影响

      2006(9):1137-1141.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 0.00 Byte (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用ABAQUS有限元仿真软件,针对连续波(CW)CO2激光照射细薄金属管材过程,建立了弯曲过程的热能和机械模型,进而对弯曲过程中的温度、应力、残余应力的分布和弯曲角度进行了数值仿真,研究了各参数对变形机制的影响。设计了与仿真对应的激光照射管材弯曲实验,将实验数据和仿真数据进行比较,结果表明了该弯曲模型的有效性,并分析了仿真和实验数据产生差异的原因。

    • >光物理
    • 部分相干光经色差透镜聚焦后的光谱开关现象

      2006(9):1142-1145.

      摘要 (475) HTML (0) PDF 0.00 Byte (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:实验研究了宽带部分相干光被会聚透镜聚焦,着重研究了聚焦透镜的色差效应对在透镜几何成像面的聚焦光场光谱的影响。结果表明,与入射光的光谱相比,在几何成像面的某些点部分相干光的归一化光谱呈现蓝移,而另一些点则呈现了红移;特别是某些点处光归一化光谱分裂为2个波峰,在临界点处光谱位移发生突变,即出现了光谱开关现象;归一化光谱的2个波峰在一些点处还可以继续分裂,且在临界点处的归一化光谱短波长区域再次出现光谱开关现象。这一结果对光谱的高精度测量以及新型的光谱开关的研究具有较重要的意义。

    • >生物医学光子学
    • 一种灵敏的时间分辨荧光免疫分析仪

      2006(9):1146-1149.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制了以Eu^3+为标记物的时间分辨荧光免疫分析仪。为使该分析仪灵敏性高、稳定性好,主要解决了2个关键性的问题:1)设计了理想的激发光系统,既能使光束最大效率地激发样品,又能保证杂散光对样品荧光的影响降到最小;2)设计了高效滤光系统,有效地降低了光谱噪声对光电倍增管的影响。同时,该分析仪利用稀土离子荧光寿命长、Stokes位移大的特点,采用了时间分辨技术,消除了散射光、短寿命杂质荧光的影响。经检验,该分析仪的灵敏度可达10^-12mol/L(当用Eu^3+为示踪标记物时),检测线性范围10^-12~10^-18mol/L,相关系数r=99.9%(P=0.0001),检测稳定性CV≤2.5%,是一种性能先进的用于超微量物质定量检测的临床检验仪器。

    • >研究简报
    • 重复率高功率Nd玻璃激光器的热透镜效应的消除

      2006(9):1150-1152.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了重复率高功率强激光作用下热平衡状态激光的热透镜效应。观察和分析了激光棒从非热平衡到热平衡状态的热透镜效应,通过采取插入光学补偿系统的方法,使得激光器系统在热平衡状态下的热透镜效应得以消除,从而得到较好的激光输出和稳定的实验系统。

    • 脉冲激光测距中时间间隔测量的新方法

      2006(9):1153-1155.

      摘要 (1027) HTML (0) PDF 0.00 Byte (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出脉冲激光测距中时间间隔测量的新方法。传统数字法的测时误差主要是开始和结束2个脉冲周期的计数误差,为此利用FPGA芯片中集成锁相环(PLL)单元产生N路同频且相位均匀分布的时钟脉冲,用N个计数器在这2个周期进行计数,用计数结果均值作为最终结果。这相当于将脉冲周期T细分为N等份,每份相当于1个脉冲,其周期为T/N。实现了在不增加测量时间和盲区的前提下,测量精度提高了N倍,解决了传统脉冲激光测距系统中提高精度、缩短测量时间和盲区的矛盾。