摘要:基于强度调制及直接检测(IM/DD)原理,利用18×1 W大功率白光LED照明灯,以开关键控和二进制非归零码(OOK-NRZ)调制方式实现了可见光通信(VLC)系统的室内单向下行通信。为优化LED光源的布局,对光链路视线(LOS)信道损耗进行了理论分析,对LED光源建模并进行光线追迹仿真。系统采用基于TCP/IP的VLC网关驱动4盏LED光源,对36 m2室内面积的无缝覆盖,在区域内通信速率为90 kbps时误码率(BER)低于10-3,局部范围内可达到285 kbps无误码传输,实现了VLC与照明的有机结合。 更多还原

摘要:提出一种基于单端腐蚀结构的光纤Bragg光栅(FBG),用于膜反应器内生物膜厚度和温度的同时测量。给出单端腐蚀FBG对外部介质折射率(SRI)与温度同时测量的理论模型,制作腐蚀区直径约为7.1~7.4μm的单端腐蚀FBG传感器。实验结果表明,传感器在SRI为1.333~1.355内具有较好的线性度,折射率灵敏度为6.894 nm/riu,与理论值6.83 nm/riu基本吻合,若采用波长分辨率为1pm的光谱分析仪,则对生物膜厚度和温度的分辨率分别为15.36±0.85μm和0.12℃。 更多还原

摘要:采用电子束光刻和ICP刻蚀等工艺制作出绝缘体上Si(SoI)基纳米线波导微环谐振(MRR)滤波器,波导截面尺寸为300 nm×320 nm,微环半径为5μm。测试结果表明,器件的自由频谱宽度(FSR)为16.8 nm,1.55μm波长附近的消光比(ER)为18.1 dB。通过对MRR滤波器进行热光调制,在21.4~60.0℃温度范围内实现了4.8 nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12 nm/℃。

摘要:基于双环掺Er3+光纤激光器,提出一种输出变量延时自反馈混沌控制的模型。通过加入可变光延时器和光耦合器控制光纤激光器的输出状态,系统输出信号经历了周期态、多周期态和混沌态。利用排列熵算法,研究光纤激光器输出信号复杂度随反馈延时时间的变化趋势。与分岔图相比较后发现,系统复杂度的变化更能准确地检测系统的动态行为,而且能区分不同的周期态以及夹杂在混沌状态中极窄的周期窗口;加入延时反馈后,系统输出混沌信号的复杂度增大。利用排列熵方法不仅可以观察系统动力学行为,而且给出了输出混沌信号复杂度的量化标准。

摘要:基于三级MOPA结构皮秒光纤激光器泵浦一段30 m长的国产光子晶体光纤(PCF),实现了全光纤化结构的超连续谱(SC)光源。在PCF与单模光纤(SMF)模场不匹配条件下,通过仔细调节熔接参数,在19 W入射功率条件下实现了最大功率为5 W的稳定超连续输出,系统光-光转换效率为24%。输出能量被很好地限制在纤芯,纤芯光斑为六边形的基模光斑。研究了光谱的演变过程,在最高功率时,对应的光谱短波展宽至600 nm,长波超过1 700 nm。 更多还原

摘要:基于粉浆法制备白光LED能得到厚度可控的荧光粉层,改善了白光LED的均匀性。由于芯片长时间工作时表面的发热以及回流焊时的瞬间高温环境,聚乙烯醇(PVA)感光胶的颜色容易发生改变,影响了白光LED光效的稳定性。本文采用等离子体去胶,实验结果表明,通过该方法能有效去除感光胶,处理后的LED不会因为长时间工作荧光粉表面涂层的变色而引起光效的明显下降,同时表面的荧光粉涂层仍然为平面涂层,保证了白光的均匀性。 更多还原

摘要:针对传统的光栅式自由立体显示器设计方法中垂直光栅形成的莫尔条纹明显而斜光栅的对应可视区域较小这一问题。本文提出一种能减轻莫尔条纹的垂直交错光栅设计方法。以一个像素高度的1/2为单位对光栅进行分段,将相邻两段狭缝错开一定距离,减小通过同一狭缝看到两相邻子像素间黑条的比例,提高莫尔条纹中暗部分的亮度,从而减轻莫尔条纹。仿真及实测结果表明,垂直交错光栅比垂直光栅莫尔条纹亮度增加50%,而可视区域只减小28%,具有较高的实用价值。 更多还原

摘要:提出了基于微透镜阵的光纤激光外腔谱组束方案,设计了能够对光纤阵列出射光束进行预准直的球面折射微透镜阵列。分析了组束系统的组束潜力,结果表明,所设计的组束系统能够实现12个Er3+/Yb3+共掺光纤激光器阵元的外腔谱组束。利用瑞利-索莫菲衍射积分理论,分析了微透镜对光纤出射光束的准直效果,结果表明,微透镜的实际焦距与设计参数有一定差别,准直后光束发散角仅为准直前光束发散角的2.7%,与无微透镜的组束系统相比,到达傅里叶变换透镜的光束光斑半径减小了2个数量级。 更多还原

摘要:从光学相干理论出发,通过分析传感系统输出信号的形成过程,揭示了系统输出光电信号的频率特性与传感信号特征的关联。研究表明,光电信号的频率不仅与外部振动的频率线性相关,而且与其振动强度呈非线性增长关系,理论预测与实验结果相吻合。

摘要:基于多模光纤(MMF)引入的偏振烧孔(PHB)效应,研制了一种环形双波长掺铒光纤(EDF)激光器。单模光纤(SMF)-MMF-SMF组成的结构使MMF不同偏振方向的反射模在波长上分开,利用PHB效应实现双波长的输出,输出波长间隔可通过改变MMF的长度改变。实验对比了1.6 m和3.0 m长的MMF输出波谱特性,结果表明,通过增加MMF的长度,不但可以使输出波长的波长间隔变小,而且输出功率也会有一定的提高。本文研制的激光器,通过PHB效应以及偏振相关隔离器(PDI)和偏振控制器(PC)的影响,在常温下实现了消光比为55 dB、边模抑制比为53 dB以及输出功率为-2 dBm的两个连续波长的稳定输出。

摘要:使用LC等效电路模型和严格耦合波(RCWA)法分析了磁共振局域场增强介质隔层金属光栅的电磁特性,研究了光栅周期、脊宽和介质隔层厚度等参数对磁共振波长的影响。研究表明,当入射光波长为2.38μm时(θ=20°,Λ=800 nm,w=400 nm,h=20 nm,d=30 nm),由于入射光与介质隔层金属光栅阻抗能够很好地耦合匹配,基次磁共振模(MP1)被有效地激发,入射电磁场耦合局域于介质隔层中,使光栅脊下端的磁场强度显著增强;当入射光波长分别减小到1.19μm和0.79μm时,分别激发产生MP2和MP3,对应光栅脊下端出现2处和3处磁共振增强的区域。同时,MP1波长与介质隔层金属光栅的脊宽成正比与光栅周期无关,通过调节光栅脊宽可方便地设计所需的MP1波长,采用LC电路模型设计计算值与RCWA法模拟结果一致,表明该方法是设计磁共振介质隔层金属光栅的一种有效手段。 更多还原

摘要:为了提高光纤Bragg光栅(FBG)波分复用(WDM)传感系统的复用能力,禁忌搜索(TS)算法被引入到快速识别Bragg波长中。在构造光谱过程中考虑串扰效应,达到识别在同一信道下工作的2只高反射率串联光栅信息的目的,使系统的复用能力提高了2倍。TS算法利用光谱的峰值作为搜索初值,有效提升了计算效率,与地毯式搜索(CS)算法相比,运算速度提升了2000余倍。

摘要:针对光突发交换(OBS)网络中如何高效解决频繁发生的光突发竞争问题,提出了一种支持业务均衡的OBS自适应多可达性路由机制(AMR-LB)。首先根据发送端发送业务量大小和当前网络业务承载状态,按需地为光突发确定多可达性路由;然后在非线性规划下,自适应地调整各条路由的业务承载比例。通过性能仿真,并与自适应替代路由算法(AARA)等典型机制比较,AMR-LB在突发丢失率和带宽利用率都得到明显改善,分别约20%和10%。仿真结果表明,该机制不仅可以有效地降低全网丢包率,而且还可以提高网络带宽资源的利用率。 更多还原

摘要:针对大气光通信脉冲位置调制(PPM)调制方式与普通纠错编码结合有效性差的问题,在分析大气无线光通信信道特性和PPM符号形式的基础上,提出了具有良好抗衰落性能和高功率利用率的Turbo乘积码(TPC)-PPM编码调制机制。研究了该机制下比特交织离散连续错误能力,并导出了适合软输入输出(SISO)迭代译码的PPM软解调置信度度量计算方法。弱湍流下的仿真分析表明,TPC-PPM与匹配的RS码3-PPM编码调制相比提高增益3dB以上,码字与调制阶数无需特别设置,并可在不产生附加开销条件下,通过编码与调制间交织传输设计提升性能,为信道纠错码与高效数字调制结合应用于大气无线光通信系统提供了良好解决方案。 更多还原

摘要:实现了有机染料-无机载体复合材料中J聚合物向H聚合物的转变,并且证明了泵浦激光能够导致复合材料的荧光淬灭效应。研究了多孔氧化铝(AAO)薄膜中的罗丹明6G(Rh6G)分子在激光泵浦下的吸收谱和荧光谱随照射时间不同而产生的变化。结果显示,随着照射时间的增加,吸收谱和荧光谱的峰位均发生了不可逆的蓝移,并且发生了荧光淬灭现象。数值模拟结果显示,荧光谱的峰值强度随时间变化符合两个自然指数衰减函数之和。发生这样的荧光强度衰减(即荧光淬灭)现象是因为样品中的单体与发射性J聚合物转变为非发射性的H聚合物。实验结果显示,这种聚合物的转变不是源于激光的热效应,其源于激光的光效应。 更多还原

摘要:以中间层对非晶硅/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层太阳电池电学特性的影响为研究对象,运用太阳能电池模拟软件,计算了中间层折射率和厚度的变化对顶/底电池电流的影响。针对当前Si基薄膜叠层太阳电池中存在的顶、底电池电流不匹配的问题,提供了解决方案。结果表明,应选用折射率小于3.1的材料作中间层;顶、底电池电流完全匹配的中间层折射率增大所需厚度随之增厚,折射率由1.4增大到2.0,最佳中间层厚则由34 nm增加到63 nm。 更多还原

摘要:采用高温熔融法,经过两步热处理,成功制备了PbSe量子点(QD)掺杂的硅酸盐玻璃。当热处理温度为550℃、热处理时间为1~10 h时,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量表明,玻璃中,生成的PbSe QD平均尺寸为5~6 nm。随着热处理时间的延长(3~8 h),玻璃中生成的PbSe QD尺寸增大。近红外荧光(PL)光谱测量发现,在1 064 nm激光照射下,这种QD掺杂的玻璃有强荧光辐射、半高全宽(FWHM)达300~550 nm和辐射峰位于1546~1644 nm区域等特点。制备得到的PbSe QD玻璃可直接拉制成光纤,成为超宽带、高增益和易与目前通用的SiO2光纤对接的新型光纤材料。

摘要:采用电子束沉积的方法分别在K9玻璃、紫外熔凝石英和Si基片上制备了LaF3单层膜,研究了衬底温度对LaF3薄膜结构和光学性能的影响。衬底温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃,用分光光度计测量样品的透射率光谱曲线,并进行光学常数的计算。利用原子力显微镜(AFM)进行表面粗糙度的标定,利用ZYGO干涉仪测量基板镀膜前后的面型变化,利用Stoney公式计算出残余应力。结果表明,在本实验条件下,薄膜的折射率和消光系数随衬底温度的升高而增大;随衬底温度的升高,均方根粗糙度先增大后减小,达到一定温度后,粗糙度迅速增大;残余应力为张应力,随衬底温度的升高而增加。 更多还原

摘要:以Ta2O5为加速层,制备了结构为ITO/Ta2O5/MEH-PPV/Ta2O5/Al的电致发光(EL)器件。通过对器件的EL特性、发光波形随驱动电压变化关系等的研究发现,器件的发光性质和发光机理与固态类阴极射线发光现象一致。研究结果表明,固态类阴极射线发光是一种普遍现象,用具有加速电子能力的Ta2O5作为加速层的EL器件也能实现固态类阴极射线发光。

摘要:采用电子枪蒸镀法制备了不同沉积温度下的HfO2薄膜样品,利用ZYGO干涉仪、UV3101-PC分光光度计、X射线衍射(XRD)仪和冷场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了测试。结果表明,在实验所选择的沉积温度下,制备的薄膜都是非晶态结构;残余应力和本征应力均为张应力,沉积温度低于220℃时热应力对残余应力起主要作用;沉积温度高于220℃时,本征应力对残余应力起主要作用,且沉积温度220℃时残余应力最小;HfO2折射率随沉积温度的升高而增大,不同沉积温度下制备的薄膜折射率都是正常色散;沉积温度220℃下制备的薄膜平整度最好。这些结果可以为镀制高质量HfO2薄膜提供参考。

摘要:针对双目视觉中两摄像机的固定约束关系,提出了基于双目视觉的光束法平差新算法。对传统光束法平差法方程构造过程进行了改进,使每次迭代过程中只需对拍摄的两幅图像中一个摄像机的外参数进行优化,更好地将两个摄像机绑定为一个摄像机,使优化精度更高;新算法中,法化矩阵的维数比传统算法降低了12,所以每次迭代计算所需要的时间也会减少,对于迭代次数越多的优化过程,新算法和传统算法计算所需时间差越明显。模拟实验和实际测量均表明,新算法比传统算法优化精度高,计算所需时间短。 更多还原

摘要:在调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术中,谱线线形的检测精度受激光器调谐非线性和调制幅度的影响,本文针对近红外分布反馈(DFB)激光器,通过激光器的调谐特性曲线定量分析了调谐非线性和调制幅度对吸收线形的影响,提出了调谐非线性校正和调制幅度补偿方法,并通过实验验证了方法的有效性。实验结果表明,调谐非线性校正可以提高谱线线形精度6%,调制幅度补偿可以提高谱线线形精度4%。这种线形校正及补偿方法可提高此类系统的在线温度和压强检测的精确度。 更多还原

摘要:在z切LiNbO3晶体上进行飞秒激光刻写通道光波导的实验研究。利用光学显微镜研究了光波导的微观结构;在633 nm波长下,端面耦合得到光波导的近场光强分布,波导区为飞秒激光聚焦的区域,TE和TM偏振下都形成了光波导模。研究了激光扫描速度和脉冲能量对刻写质量的影响,结果发现,激光脉冲能量在2.0μJ左右、扫描速度在0.62~2.00 mm/s间时刻写的通道具有较好的波导特性。 更多还原

摘要:利用Nd∶YAG调Q激光器和由带像差的发散透镜与理想的汇聚透镜组成的双胶合透镜轴棱锥获得了高稳定的纳秒近似无衍射Bessel光脉冲,并对其相关参数进行了分析与测定。和轴棱锥相比,所设计的透镜轴棱锥产生的光束不但具有Bessel光的主要特性,而且具有加工相对容易、制造成本低廉和可以实现大孔径生产等优点。 更多还原

摘要:基于X射线脉冲星导航(XPNAV)系统的工作原理,设计并实现了一种基于激光量子探测的XPNAV地面仿真系统。通过分析X射线脉冲星信号,建立了信号的调制模型,提出了脉冲星信号轮廓累积Renyi熵方法,模拟产生了X射线脉冲星信号。实验表明,构建的XPNAV半物理仿真系统简单实用,可以实现XPNAV的实验验证,其产生的模拟信号的概率分布与理论分布一致。

摘要:提出一种高容量无损水印方法。选择相关性较高的观测集合和预测集合,利用先验知识计算全局优化插值权重系数,恢复全分辨率图像。预测集合与真实图像点的差值,其直方图峰值点可以达到较大高度,通过移位操作隐藏高容量水印,并保持良好的视觉质量。预测算法本身由先验知识解出插值系数,对不同的测试图像,自适应设定插值权重,插值算法能够高度还原真实值,使得水印的负载量大大提高。

摘要:为了获得高精度的视线估算,提出了基于人眼虹膜参数提取和神经网络方法的视线方向估算方法。首先利用中心投影成像,给出视线方向的初步估计;然后引入描述眼球运动的平动向量和转动向量,并利用人工神经网络对平动和转动引起的视线估算误差进行修正,有效地提高了人眼视线方向判断的精度。实验表明,测试样本组的视线估算精度达到了0.8°,明显优于已有的单相机非侵入视线估计方法。 更多还原

摘要:为降低等离子体显示器(PDP)动态假轮廓(DFC)改善中的抖动噪声,提出了一种抖动区域宽度自适应变化并融合孤立像素点分离的随机抖动改善DFC方法。首先分析DFC干扰条纹的特性,得到符合视觉特性的DFC评测方法;然后根据DFC的严重程度计算相应的抖动区域宽度,采用融合孤立像素点分离的随机抖动方法实现未被选取的灰度级。仿真和显示实验结果表明,在DFC得到改善的同时,图像灰度级能够平滑显示,可实现抖动区域和抖动噪声的最小化;和对称抖动区域及整幅图像抖动两种方法相比,本文方法显示图像的峰值信噪比(PSNR)分别提高了1.33 dB和2.46 dB。 更多还原

摘要:为了减小有雾天气对户外成像系统尤其是航拍视觉系统成像的影响,提出了一种新颖快速的基于暗原色先验和雾天图像退化模型的图像去雾方法。结合航拍图像特点,对原暗原色先验去雾算法做了优化和改进。选取一系列户外带雾图像进行大量实验,结果表明,该方法能从物理特性上快速明显的去除雾的干扰,提高图像的清晰度,增强图像色彩和细节,复原得到高质量的图像。实际工程测试表明,文中方法能有效提高雾天航拍成像系统的能见度,降低气象条件对航空成像测量方面的限制,对提高其雾天工作的可靠性和稳定性具有重要意义。

摘要:灰度分布不均图像是图像分割中一个难点,为此提出一种模糊分段光滑(FPS)图像分割模型。借鉴分段光滑Mumford-Shah(MS)模型与模糊聚类思想,新模型通过两个定义在图像域的光滑函数描述区域特征,并利用模糊隶属度函数代替MS模型中的特征函数。同时,边界检测算子的引入能够有效保护图像中的边界信息。数值求解采用分裂Bregman方法与Gauss-Seidel迭代相结合的快速算法。对合成图像以及真实图像分割实验表明,本文算法能够有效分割灰度分布不均图像,同时具有较高的计算效率。 更多还原

摘要:为了进一步提高已有的加权超光谱图像分类方法的识别性能,以支持向量机(SVM)作为基本框架,结合超光谱图像的谱间与空域信息,提出了一种自适应加权的超光谱图像分类方法。所提方法的自适应权值是由两部分构成,即改进的具有归一化取值的互信息(MI)与一定量的归一化图像标准方差之和,不仅考虑到了超光谱图像的谱间信息对分类会产生的作用,同时也考虑到了每个波段图像所含信息对分类产生的作用,为基于加权的超光谱图像分类方法提供了一种新的思路。实验结果表明,本文提出的方法是有效的和可行的。

摘要:针对多模图像配准单纯使用粒子群优化(PSO)算法导致搜索速度慢这一现象,提出了结合PSO和梯度下降法的分步式搜索算法。以CT与MR图像配准为例,计算了使用互信息作为相似性测量时的配准函数,进而分析了图像配准算法中可能遇到的局部极值问题。根据配准函数的特点,提出在局部极值较少时使用梯度下降法代替PSO算法搜索以减少运算量。实验结果表明,对初始位置偏差较大的CT与MR图像,本文算法能够成功地进行配准并能达到理想的精度,与单纯使用PSO算法相比,算法的效率有一定的提高。

摘要:采用轴棱锥聚焦涡旋光束,获得了高阶贝塞尔(Bessel)光束。首先,从理论模拟了涡旋光束经过轴棱锥聚焦后所获得的聚焦光强分布,结果表明,涡旋光束经过轴棱锥聚焦后可获得高阶贝塞尔光束。并且所获得的高阶贝塞尔光束的阶数与涡旋光束的拓扑电荷数相同。进而,从实验获得高阶贝塞尔光束,并且采用不同锥角的轴棱锥对涡旋光束进行聚焦,研究轴棱锥的锥角对高阶贝塞尔光束的影响,结果表明,在轴棱锥相应的最大准直距离内所得到的高阶贝塞尔光束与理论计算结果相当吻合。

摘要:通过重复采样和泵浦探测的实验方式,对飞秒激光烧蚀石英玻璃的内部动态过程进行了实验研究,获得了石英玻璃内部的时间分辨阴影图像。实验结果表明,在不同的延迟时间下,石英玻璃内部依次出现了多个应力波,并通过测量应力波的位置获得了其速度的实验演化规律。这些结果直观地展示了飞秒激光与物质之间相互作用中,材料内部的动态行为。

摘要:针对冠状动脉造影图像中血管与背景的对比度低以及背景复杂等问题,提出了一种基于局部复杂度信息测度的冠脉血管分割方法。通过对造影图像过渡区特征的分析,构造了局部复杂度信息测度作为特征参数,提取造影图像的过渡区。根据提取的过渡区直方图确定一个最佳分割阈值,提取冠脉血管。实验结果表明,本文方法在小血管的提取、连通性和有效性方面优于文中其他的血管分割方法,并对辅助医疗诊断及心血管三维重建具有一定价值。 更多还原

摘要:《光电子·激光》由国家自然科学基金委员会信息科学部,中国光学学会和天津理工大学主办。本刊为中国精品科技期刊,中文核心期刊,中国期刊方阵入选期刊,美国《工程索引》 更多还原