摘要:为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度信号的准确测量,提出了一种新颖的双悬梁FBG加速度传感器。设计了传感器的结构及封装方法,理论分析了传感器的工作原理。实验研究了传感器的线性响应、温度响应、共振频率和方向抗干扰特性,结果表明,传感器的加速度响应灵敏度为7.81pm/m/s2,相对误差为2.62%,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%;在67.5～27.5℃内进行了温度补偿实验,能有效消除温度的影响;传感器具有较好的平坦区和较强的抗干扰能力。

摘要:针对粘土心墙石坝内部变形的监测,提出了一种基于摩擦端承桩原理的光纤Bragg光栅(FBG)应变传感器。利用在大坝心墙内部埋设FBG传感器的方式,通过振动台模型试验,实时监测了大坝模型内部在地震作用下的应变响应,评价了大坝内部在地震作用下的健康状况。试验结果表明,该传感器埋入结构中能很好地与大坝结合,可以较早监测到模型内部的开裂情况,并且在试验中存活率高、安装灵活及可重复使用。

摘要:利用传输矩阵法对级联长周期光纤光栅(LPFG)构成的马赫-曾德尔(M-Z)滤波器的滤波特性进行了模拟研究,针对提高滤波器的有效带宽和有效通道数进行了优化设计,并实验制备了多个M-Z滤波器,与模拟结果进行了对比。研究结果表明,该M-Z滤波器的有效带宽和有效通道数与单个LPFG的透射谱峰值损耗(TSPL)密切相关,可针对具体要求进行优化设计。当调节LPFG的TSPL从1.96dB增加到4.95dB时,满足10dB消光比要求的有效带宽从0.5nm增加到44.9nm;对于信道间隔为2nm的M-Z滤波器,有效通道数从1增加到22个。实验结果和理论计算相符合。 更多还原

摘要:基于在PEDOT层上旋涂可热交链的NPD二聚体(VB-NPD)做空穴注入层实现高效率的聚合物发光二极管(PLED),采用的器件结构为ITO/PEDOT(40nm)/VB-NPD/PFBT5(40nm)/TPBI(20nm)/CsF(1nm)/Al(100nm)。通过调节VB-NPD层的厚度发现,当VB-NPD层的厚为20nm时,得到器件的最大发光效率和最大亮度分别为15.0cd/A和32200cd/cm2。改善的器件性能归为VB-NPD层对电子的有效阻挡和形成级联式的PEDOT/VB-NPD空穴注入。 更多还原

摘要:研制了一种基于无芯光纤多模干涉(MMI)的反射式光纤生物传感器,实现了对溶液折射率的定量检测以及对于羊抗兔IgG和兔IgG抗体反应的定性检测。实验表明,传感器输出光谱的特征波长随折射率的增大而增大,在折射率小于1.4时特征波长与折射率近似成线性;折射率高于1.4时灵敏度显著提高,折射率传感分辨率可达10-6量级。传感器的出射光谱能很好地反映光纤探头的修饰过程和抗原-抗体的免疫反应。本文所研究的基于多模干涉的反射式光纤生物传感器具有结构简单、成本低廉、波长编码和抗干扰性好等优点。 更多还原

摘要:模仿生物复眼,采用光刻离子交换法,在球面玻璃基片中制作了折射率呈三维梯度变化、排列紧密和光学性能良好的微透镜阵列。单元微透镜孔径呈正六角形,光斑大小为4.92μm,相邻透镜元中心距为0.5mm,掩埋透镜高为0.194mm。微透镜阵列具有对称均匀的光学特性,截距自中心至边缘逐渐变小,数值孔径(N.A.)自中心向边缘逐渐变大,填充因子(FF)接近100%,能模仿复眼的部分光学特性。 更多还原

摘要:研制了一种基于嵌入式技术和鱼眼镜头的新型全方位视觉导航器,可控制不同种类的移动机器人平台在光照剧烈变化的室内以及强日光照射下的室外环境中完成自主导航。提出一种以改进的粒子滤波算法(MPFT)为核心的全方位视觉导航算法,将均值漂移和动态阈值调整嵌入粒子滤波器,提高了跟踪算法的效率和对光照变化的适应能力。结果表明,在不同移动载体和不同导航环境的情况下,嵌入式全方位视觉导航器具有很好的通用性、鲁棒性和实时性。由于系统集图像采集、分析和处理于一体,体积小、功耗低和通用性强,具有非常广泛的工业应用前景。

摘要:提出了一种新的光电探测器(PD)非线性模型,进而分析了PD非线性对系统增益及三阶无杂散动态范围(SFDR3)的影响。实验表明,当调制器的直流偏置角变化时,含PD非线性的实际链路与忽略PD非线性的理想链路相比,信号增益的最大值将下降1.7dB,SFDR3最大值下降3dB,因此在高性能链路中考虑探测器非线性是十分必要的。

摘要:提出一种新型的制备CdTe太阳电池背接触方法。利用碳糊成膜法,将含Cu、Te的CdCl2浆状悬浊液涂覆在CdTe表面,只进行一次后退火,X射线衍射(XRD)、二次质子谱(SIMS)测试发现,就能同时达到CdCl2后处理的作用、形成CuxTe的缓冲层和降低背接触势垒的目的。实验结果表明,本文方法将传统的CdCl2后处理和形成CuxTe缓冲层工艺合二为一,制备的CdTe太阳电池含较好控制了的Cu扩散,提高了电池性能;且制备工艺简单易行,可以较显著地降低成本,适合大面积生产。

摘要:用C70、C60作为受体,Rubrene、CuPc作为给体,制备了4种异质结有机太阳能电池(OSCs)。实验结果表明,C70代替C60作为受体的OSCs短路电流Jsc显著增加;Rubrene代替CuPc作为给体的OSCs的开路电压Voc大幅度提高。制备的Rubrene/C70异质结OSCs的Voc、Jsc、填充因子FF和能量转换效率η分别为0.82V、2.454mA/cm2、50.5%和0.747%,比CuPc/C60OSCs的Voc、Jsc、FF和η分别提高了127.8%、7.2%、53.9%和275.4%。 更多还原

摘要:研制了一款基于系统级封装技术的低成本、收发一体和可带电热插拔的4通道小型可插拔(QSFP)光模块,采用850nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列及其驱动器作为发射端,光电探测器(PD)阵列及其跨阻放大器(TIA)作为接收端,通过光路无源对准,实现了低成本光互连。高速度、高密度封装下的瞬态同步开关噪声、芯片间电磁干扰、通道间串扰和反射等电学问题是实现模块的电性能的难点;基于埋入技术的新型滤波器使用实现了封装尺寸小型化,且改善了电源完整性(PI);基于电磁场、传输线理论的信号完整性(SI)设计减小了通道间串扰,且通过补偿阻抗不连续结构增加了通道带宽。模块背靠背眼图测试结果表明,单通道10Gbps速率下传输零误码。

摘要:提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应产生高斯单边信号(monocycle)脉冲的方案。该方案只需要单个外部光源和单个SOA,结构简单;采用相向的工作方式可以改善输出信号的消光比;输出的monocycle信号光只含有一个波长,在光纤传输过程中上下脉冲不会引入时间差。利用Optisys-tem7.0软件对方案进行了仿真,研究了输入信号脉冲宽度、光功率及其波长、SOA注入电流对产生的monocycle脉冲的影响。结果表明,本文方案对输入信号脉冲宽度具有良好的容忍度,对波长变化不敏感。给出了光源功率和SOA注入电流的优化范围。

摘要:基于幅移键控/频移键控(ASK/FSK)正交调制光标记交换(OLS)系统工作原理,提出了一种利用光带通滤波器(OBPF)对FSK标记进行谱均衡的方法,从而有效改善ASK净荷接收灵敏度。利用仿真,对40Gb/sASK/FSK正交调制OLS系统,在使用3种不同类型OBPF进行谱均衡时的传输性能进行了验证与比较分析。结果表明,采用24GHz带宽巴特沃茨(Butterworth)滤波器可得到最佳谱均衡效果,使ASK信号接收灵敏度提高1.2dB,光信噪比(OSNR)性能提高0.5dB。

摘要:深入研究了差分八相移键控(D8PSK)/幅移键控(ASK)正交调制格式的机理,提出了一种基于D8PSK/ASK正交调制的新型光标记方案,利用D8PSK作为载荷的调制方式,ASK作为标记的调制方式,仿真实现了载荷120Gb/s、标记10Gb/s的传输速率。分析了信号的消光比(ER)对误码率(BER)的影响,仿真结果表明,在经过80km单模光纤(SMF)及16km色散补偿光纤(DCF)的传输后,当ER为2.4dB时,系统性能可以达到一个较佳的状态。 更多还原

摘要:研究并制作了12信道并行光接收模块,单信道传输速率大于等于3.318Gbit/s,12信道并行总传输速率为40Gbit/s。模块采用工作波长在850nm的高速PIN型光电探测器(PD)列阵作为光接收器件,PD列阵与接收电路芯片直接用Au丝压焊连接,输入光信号直接由12信道的光纤阵列耦合进入PD列阵中。对光接收模块进行眼图测试,单信道可以得到速率为3.318Gbit/s的清晰眼图。

摘要:对基于紫外光非视距(NLOS)定向发送全面接收通信方式(MAC)协议进行了研究。首先根据紫外光NLOS通信的特点,推导出NLOS通信覆盖范围方位角的表达式;其次根据紫外NLOS通信时路径损耗特点和方位角表达式,对目前紫外NLOS定向发送全向接收的节点结构设计规则进行改进;然后提出一种基于角度感知的紫外光NLOS通信定向MAC协议;最后利用网络模拟软件(NS2)进行仿真。结果表明,新协议通过角度感知中接口仰角邻居表的使用,极大地提高了网络吞吐量,且可降低平均端到端时延。 更多还原

摘要:针对传统制备导电薄膜工艺复杂、成本高,且在激光直写导电膜中存在所加入的辅料造成杂质污染以及膜的厚度和粗糙度难以降低等问题,本文采用玻璃衬底激光制备Zn/Al混合粉末生成导电薄膜,实现了无粘结剂和辅料的薄膜生成,研究了工艺参数调节对膜的生成质量的影响。结果表明,过低或过高的激光扫描速度都会使表面粗糙度增加,扫描速度过慢时薄膜表面被严重破坏,过快时导致附着不完全区域的出现;薄膜厚度随扫描速度变化,在表面附着的颗粒随扫描速度降低发生融合现象,膜厚将增大。优化参数后得到了粗糙度低于20nm、膜厚低于500nm的导电薄膜。 更多还原

摘要:采用旋转涂布法在多孔硅(PS)中嵌入新型含偶氮苯与噻吩结构单元的共轭聚合物PDABTh,制备出聚合物PDABTh/PS复合膜。采用单光束反射Z扫描方法分别对PS和PDABTh/PS复合膜在532nm处的非线性折射率进行了测量。实验结果表明,复合材料三阶非线性光学效应较PS得到了明显增强,为新型共轭聚合物PDABTh/PS复合体系作为Si基非线性光学材料用于先进光电器件的设计提供了重要参考。 更多还原

摘要:设计了一种基于反射激光莫尔信号的超精密定位装置,系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,可实现高精度位置检测及超精密自动定位。针对反射式精密定位系统存在非线性,采用基于模糊神经网络的精密定位PID控制方法,利用模糊控制的模糊推理能力与神经网络的自学习能力,将模糊控制与RBF神经网络相结合在线(on line)调整PID控制参数,实现精密定位PID控制的自适应和智能化。实验结果表明,使用基于模糊神经网络的PID控制,控制响应快、稳定性好和鲁棒性强,可有效提高定位精度及定位速度,系统可获得±0.4μm的定位精度。 更多还原

摘要:基于边缘滤波解调原理,提出了一种利用双长周期光纤光栅(LPFG)解调光纤布拉格光栅(FBG)振动传感信号的新方法。利用传输光谱叠加后的双LPFG作为边缘滤波器,增大了FBG传感信号解调灵敏度。静态实验结果表明,利用单、双LPFG作为滤波器解调的灵敏度分别为-1.196 5dB/nm和-2.483 6dB/nm,双LPFG解调的灵敏度约是单LPFG解调灵敏度的2倍。设计制作FBG振动传感器,利用双LPFG作为滤波器进行了FBG振动传感信号的解调实验,结果表明,传感器的动态响应时域信号及频谱与激振信号吻合很好,并具有良好的冲击振动响应。 更多还原

摘要:针对平面圆特征靶标和平面方格特征靶标图像,研究一种基于映射矩阵实现特征提取的新方法。根据靶标图像上至少4个角点位置的特征图像坐标及其对应的三维空间坐标建立靶标平面与像平面的单应性关系矩阵,结合已知的特征点空间坐标得到与已知空间坐标特征点相对应像面上特征点的粗略图像坐标,进而通过最小二乘椭圆拟合(圆特征靶标)或角点提取算法(方格特征靶标)得到精确的特征点图像坐标。相关实验表明,本文方法可以实现平面靶标图像特征的精确提取及与空间特征点的准确对应。 更多还原

摘要:提出一种基于全相位遍历机制FIR滤波技术实现光纤Bragg光栅(FBG)波长信息精确提取方案。系统在数字时钟控制下产生锯齿波电压对可调谐Fabry-Perot(F-P)滤波器进行扫描,结合虚拟仪器(VI)技术,数据采集卡在同步时钟控制下实时读取FBG波长数据,并利用Matlab对采集的数据进行离线全相位滤波处理。实验结果表明,经全相位滤波后的高频噪声得到有效抑制,谱线的连续性明显增强,系统对谱线定位精度得以提高;系统扫描范围在1520～1560nm间,扫描频率为1.5Hz,波长分辨率可达2pm以下。 更多还原

摘要:针对传统差值直方图平移算法嵌入容量偏低、多重嵌入时图像质量严重下降等缺陷,提出一种基于整数小波系数差值直方图平移的彩色图像可逆数据隐藏算法。利用色彩分量间的相关性和小波系数间的关系减小差值,使差值直方图更加紧凑、峰值更大。采用双重嵌入方法提高嵌入容量,两次嵌入的像素值扩展方向相反,使得部分像素扩展量相互抵消,像素扩展量最大值为1,从而保证了含密图像的质量。实验结果表明,本文算法在保证图像质量的同时大幅提高嵌入容量,与其它同类算法相比,算法的整体性能更高。 更多还原

摘要:基于主动形状模型(ASM)和主动表面模型(AAM),提出了一种融合改进的ASM和AAM的人脸形状特征点定位算法。利用ASM定位外轮廓的形状特征点,AAM定位内部形状特征点;采用对部分关键特征点使用二维梯度的方法以提高特征点搜索的准确性;利用眼、鼻和嘴这些关键特征点的定位信息初始化人脸的平均形状以改善初始位置不当造成的搜索失败;建立多尺度的ASM以提高收敛速度。实验结果表明,本文方法比传统的ASM、AAM方法以及已有的改进算法IASM和PAAM定位更精确。 更多还原

摘要:综合颜色特征对旋转、变形不敏感和边缘特征对光照、颜色不敏感的优点,提出了一种基于颜色和边缘特征的均值迁移目标跟踪算法,提高了跟踪算法的鲁棒性。利用加权求和的方法获得联合特征的Bhattacharyya系数,以此作为衡量目标模型与候选目标相似程度的依据。实验结果表明,在光照变化时,本文算法的跟踪误差大约是基于颜色特征的均值迁移目标跟踪算法的1/3;在发生旋转、变形致使基于边缘特征的均值迁移目标跟踪算法丢失目标时,本文算法仍能很好地跟踪目标。 更多还原

摘要:针对目标跟踪中的机动目标跟踪,提出了一种基于模拟退火(SA,simulated annealing)的粒子滤波(PF,particle filter)跟踪算法(SAPF)。通过采用SA方法改进重要抽样密度函数,在状态转移基础上增加扰动量,依据Metropolis准则解决粒子的贫乏问题,扩展粒子的局部搜索范围;以降温设计促使粒子向高似然区域移动,建议分布产生的粒子更能反映系统状态的后验概率分布。实验结果表明,与PF相比,SAPF具有更高的跟踪精度。 更多还原

摘要:针对常用的超分辨率(SR)算法中彩色图像的处理会出现彩色信息的丢失或处理结果色彩偏差较大的问题,提出基于联合稀疏近似(SSA)的彩色图像SR重建方法(SR-SSA)。将多通道数据进行联合稀疏编码(SC),并保证它们具有相同的稀疏性模式;同时考虑了彩色图像的各通道数据,并兼顾了它们之间的相关性,增强了先验知识的表达能力。本文方法有效地将高、低分辨率彩色图像特征块统一进行SC,建立它们之间的稀疏关联,并将这种关联作为先验知识指导图像的SR重建。通过自然图像实验,与其它常用的SR算法对比,SR效果有较好改善。

摘要:从利用边缘像素空间关系和抑制伪边缘的角度出发,提出了一种基于图像自身信息的图像边缘检测阈值自动设定方法,并阐述了其物理意义。本文方法利用图像边缘连续度衡量边缘像素的空间关系,其极大值蕴含着边缘像素增长模式的转换;利用边缘段增量识别伪边缘的出现。对比实验结果表明,本文方法具有良好的稳定性和可靠性。

摘要:利用使用预估校正(PC)-时域有限差分(FDTD)法求得的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究脉宽对在不同密度的V型三能级介质中传播的飞秒超短激光脉冲特性的影响。结果表明,不同原子密度情况下,脉宽改变对脉冲传播特性的影响是不同的。当超短脉冲在原子密度较小的稀疏介质中传播时,脉冲不易发生分裂;当脉冲未分裂时,随着脉宽的增大,脉冲振幅明显减小。当超短脉冲在原子密度很大的稠密介质中传播时,脉冲较易发生分裂;随着脉宽的增大,脉冲分裂的子脉冲个数增多,脉宽的增大也加速了脉冲的分裂。 更多还原

摘要:利用微波吸收介电谱检测技术,对均匀掺杂[Ru(CN)6]4-的立方体AgCl微晶中自由和浅束缚光电子时间分辨谱进行了检测。实验结果表明,样品曝光后,光生电子数量达到极大值所需时间随掺杂浓度增加逐渐变长;且随掺杂浓度的增加,自由光电子衰减时间逐渐从未掺杂时的157ns延长至1 071ns。在分析光电子衰减曲线时发现,掺杂影响光电子的前期和后期衰减过程,主要是后期过程;且随掺杂浓度增加,光电子的前期和后期衰减都逐渐变慢。通过对比掺杂[Fe(CN)6]4-的研究结果发现,掺杂[Ru(CN)6]4-引入了浅电子陷阱(SETs),其深度较[Fe(CN)6]4-的浅。 更多还原

摘要:利用几何光学的光学追迹法,对梯度轴棱锥系统产生周期性局域空心光束(bottle beam)的演变过程进行描述。利用光学仿真软件的光照度分析功能,对光束传播中不同传播距离的截面光强分布进行了模拟。结果表明,通过改变两个轴棱锥底角大小,可以对周期性局域空心区域的长度进行控制。这种梯度轴棱锥系统可以很容易地产生尺寸非常小的周期性局域空心光束,这对于局域空心域光束在光镊、激光导管和光学扳手上的应用有着极其重要的意义。

摘要:基于计算全息法(CGH)以及夫朗禾费衍射近似条件下的衍射理论,设计了获取各阶类贝塞尔空心光束的光栅,通过对光束在径向及其传播方向上的光强分布进行模拟分析,得到光场随着类贝塞尔光束的阶数、传播距离以及径向r的分布规律,得到的空心光束的暗斑尺寸、环状光束宽度和光束半径等表征空心光束特点的参数能更好满足光镊-光钳操作系统要求,验证了利用CGH获取高阶类贝塞尔空心光束的可行性。研究结果为获取高质量的空心光束提供了一种简单、高效的方法。

摘要:研究了过量饮酒情况下乙醇对血液中血红蛋白(Hb)的粒度及其分子结构的影响,以浓度分别为200、300、400、500和600mg/dl的乙醇体外作用Hb 3h,采用动态光散射和激光拉曼散射光谱法对作用后的Hb的粒径和拉曼光谱的变化进行检测分析。结果发现,随着乙醇浓度增加,Hb分子粒径会稍减小,氧合Hb占总蛋白比例增加,Hb处于氧合紧密状态而不易释氧;但当乙醇浓度继续增加到600mg/dl时,Hb粒径开始变大,而氧合Hb占总蛋白比例减小。这些结果有助于解释酗酒者组织缺氧的有关机制。

摘要:结合温度实验和理论计算,进行了CO2激光与3种离体猪肉组织光热效应的比较研究。采用微型热电偶探针测量不同激光功率照射下组织的内部温度,采用二维有限元法(FEM)求解生物热传输方程,理论计算与实验条件相同。组织温度与激光照射时间和探针位置密切相关,根据所测温度曲线上升时间精确确定激光照射时间,根据实验和计算曲线的相似性确定探针轴向位置。结果显示,实验和理论计算的温度响应曲线形状基本一致,肝脏、肌肉和脂肪组织的峰值温度相对误差最小分别达到-0.69%、1.02%和-1.71%,温度曲线平均相对误差分别为1.67%、2.87%和5.77%,可在此基础上开展激光与组织光热效应的定量研究。

摘要:《光电子·激光》为学报类科技期刊,天津理工大学、中国光学学会和国家自然科学基金委员会信息科学部主办。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》(EI)核心期刊。国内外公开发行。1.刊登内容刊载具有创新性和先进性的未曾公开发表过的光电子和激光领域的重要研究成果。对于现代光学和微电子学相结合的成果,给予特别的关注。2.投稿要求来稿需论点明确,数据真实可靠,条理清晰,文字精练,语法正确,用字规范。每篇来稿全文一般 更多还原