摘要:制作了一种基于光子晶体光纤(PCF)和单模光纤( SMF)错芯结构的全光纤传感器。实验中,采用5cm的PCF,将其两端分别与SMF错芯熔接,制 成传感单元。第1个错芯结构将宽带光源的光分别耦合到PCF的纤芯和包层中,纤芯模式和包 层模式经过一定传输距离后进行SMF的纤芯,满足相位条件的发生干涉。在光谱仪(OSA)中观 测其干涉谱。当外界温度、折射率变化时,观测干涉峰位置的改变可实现对温度和折射 率的传感。实验结果显示,本文光纤传感器对温度的灵敏度为－8×10－3 nm/℃,对折射率的灵敏度为102nm/RIU。 对PCF填充乙醇后,制成相同结构的传感器,温度灵敏度达到－1.008nm/℃,提高了123倍。本文传感器制作简单,操作方便,能够广泛 应用于生物和物理传感领域。

摘要:制备了有机紫外光探测器(OUV-PD),器件结构为I TO/m-MTDATA(30nm)/m-MTDATA:BAlq(40～60nm,1∶1)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),并研究了施加Liq、TPBi、Bphen和Zn(4-MeBTZ)₂为阴极缓冲层时对器件性 能的影响。实验结果表明,OUV-PD光响应与阴极缓冲层厚度和电子传输性能紧密相关,在 1.05mW/cm²的波长为365nm UV光照射下,响应度最大值分别达到218mA/W、247mA/W、305mA/W 和283mA/W。

摘要:研究一种具有光敏液晶(LC)深层的可调谐光学衰 减器(TOA)。将光敏LC材料涂覆在 侧边抛磨光纤(SPF)抛磨区表面。在环境温度为45℃时,器件衰减值 可调谐范围达15dB。在周 期性泵浦光照射下,器件调谐性能可逆并可重复,响应时间小于5s。泵浦 光照射时,光敏LC材料发生相变,其涂覆层折射率发生变化,器件衰减值随之改变。 本文的TOA结构简单,成本低,易于同其它光纤器件连接和集成,在全光通 信系统中有潜在应用价值。

摘要:为扩大单通带微波光子滤波器(MPF)的可调谐 范围,提出了一种基于啁啾相移光纤光栅(PS-FBG) 的宽调谐单通带MPF。首先对普通PS-FBG的反射谱和基于普通PS-FBG的单通带MPF频率响应 进行了理 论和实验研究；然后,采用传输矩阵方法分析了啁啾PS-FBG的相移量、折射率调制深度以 及相移点位置 对其反射谱特性的影响,进而分析了对基于啁啾PS-FBG的单通带MPF频率响应的影响。结果 表明,调节可调谐激光 源的波长,可实现单通带频率的可调；相对于普通PS-FBG,啁啾PS-FBG扩大了反射谱带宽 ,从而单通带MPF扩大了可调谐范围。适当设计啁啾PS-FBG的相移点的位置,可以使单通带M PF的可调谐范围进一步增加。

摘要:考虑旋光性设计 制作了两个非共线型声光可调滤波器(AOTF),通过前后放置对信号光进行两次的级联滤 波。 调节前后两个AOTF所加的超声频率值, 保证前后两个AOTF存在透射光谱的叠加区,从而实现光谱分辨率的提升及调控。实 验结果表明,双滤波技术还可以有效抑制AOTF透射光谱的旁瓣效应,改善透射光 谱的纯度。

摘要:对倍增型共振隧穿弱光探测器(RTDPD,resonant tunneling diode as photodetector)的噪声性能 进行研究。设计了具有倍增区的RTDPD结构。对探测器电流-电压(I-V) 特性的模拟发现,加入倍增区 以后探测器的光电流和暗电流均被放大,其峰值电流增大了1.7倍。 对RTDPD的噪声分布模拟发 现,1/f噪声比散粒噪声和热噪声高出10 个数量级左右。对倍增 区的电场强度和过剩噪声因子进行了模拟, 并计算了过剩噪声的功率谱密度。分析了倍增型RTDPD的总噪声,并对有、无倍增区时RTDPD 的噪声等 效功率进行了计算。结果显示,倍增区引入的噪声不仅不会影响探测器有效信号的提取,而 且提高了探测器响应弱光的能力。

摘要:在考虑液晶(LC)双折射效应和旋光效应的基础上, 探究 了不同预倾角和扭曲角下向列相LC滤波片的输出特性,导出了其透射率表达式,并用 Matlab软件对其进行了数值模 拟分析和实验测试。结果表明,随着扭曲角的增大,LC滤波片的透射峰值向长波 方向移动；随着预倾角的增大,LC滤波片 的透射峰值向短波方向移动且其移动速率随波长变化,波长越短移动速率越小；若增大下基 板预倾角,减小上基板预倾角(或 者减小下基板预倾角,增大上基板预倾角)则其透射峰值向短波方向的移动速率会减弱；当 下基板预倾角的增量值与上基板 预倾角的减量值(或者下基板预倾角的减量值与上基板预倾角的增量值)之比约为 1.2时,其透射峰的中心波长将不会发生 漂移。通过实验,进一步验证了理论结果的正确性。

摘要:实验制作一种多层白色有机发光器件(WOLED)。将 绿光磷光材料和红光磷光材料 Ir(piq)₂(acac)共掺到母体BPhen中作为绿光和红光发光层；荧光材料DPVBi作为蓝光发 光层,通过改变掺杂层的厚度,得到了高效率的白色WOLED。器件的最大电流效 率可达4.55cd/ A,14 V时亮度达8489cd/m² ；当电压从4V变化到12 V时,色坐标从(0.52,0.34)变化到(0.34, 0.26),基本处于白光区。此器件的 特点,在于其性能可以通过简单地调整掺杂层的厚度来控制。

摘要:利用脉冲激光沉积(PLD)技术在p-GaAs外延片 上生长了n型ZnO薄膜,制备了n-ZnO薄膜/p-GaAs 异质结光电探测器原型器件。X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明, 生长在GaAs表面上的ZnO薄膜具有较高的结晶质量。在反向偏压下,器件表现出良好的近红 外探测性能,工作电压在－0.5V到－4.0V时,光谱响应 度峰值在850nm附近；当反向电压为－2.0V 时,光响应度达到饱和 ,响应度峰值达到10.17A/W。而比探测 率峰值则在－2.0V达到最大值2.06×10¹⁰ cm Hz1/2/W, 之后下降。反向工作电压下的光谱响应度和比探测率曲线表明, 器件对850nm附近的近红外光具有较强的选择性(FWHM 约为30nm)。

摘要:光纤布拉格光栅(FBG)的倏逝波场随着其半径的 减小而增强,从而对环境折射 率响应灵敏度同步提高,但其对折射率敏感的同时存在温度交叉敏感性；而微纳双FBG传感 器实现高灵敏度折射率传感的同时又可解决温度交叉敏感问题。本文利用2层和3层光纤纤芯 基模的色散方 程分析了微纳双FBG的折射率传感灵敏度与其半径之间的关系,发现其半径越小,折射率 传 感灵敏度越大。实验研究了不同半径的双FBG在温度补偿情况下的折射率传感灵敏度,得到 半径为0.3μm的双FBG折射率传感灵敏度为1.057μm/RIU。

摘要:针对卫星 光网络中不同类型、不同速率业务统一封装实现难度大和传输效率低的问题,提出利用虚拟 信道(VC) 与主信道(MC)联合优化的数据封装方法,分别给出VC封装与MC处理方法,并针 对其原理进 行分析。在VC中,提出了基于优先级的虚拟信道调度算法,对帧调度的时间冲突进 行优化,提 高虚拟信道处理的帧复用效率。在MC处理中,对传输帧支持的业务类型进行了扩展, 分析了前向 纠错编码对帧传输的性能影响。研究结果表明,采用优先级算法后帧传输效率提升 24.61%；外码为RS 码、内码为卷积码的级联码是MC处理中可选择的最佳编码方式。

摘要:针对目前已有的横向观测偏振轴 检测技术精度不高的问题,提出了一种端面成像保偏光纤(PMF)偏振轴高精度检测方法,采 用基于轮廓特 征的自适应阈值分割技术提高应力区识别的速度和鲁棒性,采用同心圆加权平均定位技 术提高应力区 的定位精度,并分析了定轴误差的影响因素。仿真和实验表明,本文的端面成像PMF偏振轴 检测方法能够达到±0.1°的精度。

摘要:研究了一种采用主动式全景视觉传感器(ASODVS)的 管道内表面全方位检测方法。基于主动式全景视觉检测原理, 提出了一种能够快速、全方位获取管道内壁三维点云信息,实现视觉检测管道形变的全景激 光视觉系统； 利用携带有ASODVS的爬行机器人进入管道内部,采集激光横断扫描全 景图像；然后根据提 取的管道内壁三维点云数据计算最小直径、横断面面积等几何特征判断变形率；最后根据三 维点云圆周分 布的特征,采用三角格网模型进行三维重构。实验结果表明:基于主动式全景视觉的管道内 壁全方位检测 系统能够实时完成对管道凹凸形变的检测和识别,并恢复管道内壁的三维形貌,具有较高的 检测精度。

摘要:结合拉曼光谱特异性和微结构光纤所需样品体积 小(纳升量级)等优点,基于拉曼光谱法,利用三孔MOF作为传 感头,搭建了丙酮浓度传感系统。 丙酮溶液在毛细管吸附作用下进入到MOF的空气孔内, 在倏逝波激发下丙酮溶液产生拉曼信号,通过探测耦合回微结构光纤纤芯的拉曼 信号强度探测丙酮浓度。实验利用丙酮C-H键(2843cm－1)伸缩振动峰作为其特 征谱线,同时以水的H-O键(3371cm－1 )伸缩振动峰作为内标物组成相对强度,对 溶液中的丙酮含量进行测定。实验结果表明,当丙酮浓度从5%增加到50%时,丙 酮浓度与丙酮C-H键伸缩振动峰和水H-O键伸缩振动峰强度比值呈线性关系,二 者相关系数为0.98。本文系统也可以用于其它挥发性有机化合物的定 性和定量分析。

摘要:为研究大气湍流对激光回波的光强起伏、漂 移、波前畸变以及偏振退化的影响,计算了大气后向散射回波在不同探测高度下的信噪比 (SNR),结合Hufnagel-Valley模型 分析了球面波大气闪烁调制因子,得到了近地大气光强起伏方差；利用模式匹配数值积分方 法,得到了不同高度的空间 光-单模光纤(SMF)的耦合效率；从光场复振幅和探测面上光斑的爱里斑模型出发,研究了 空间相位起伏对外差效率的影响；最 后基于20m气体池差分吸收探测CO₂浓度的实验数据,分析大气 湍流对外场实验影响。结果表明,大 气湍流会使系统精度降低1.21倍,20m光程下系统精度由424.83×10－6变为514. 04×10－6,性能下降严重。本文所作的分析对差分吸收相干激光雷 达(DIAL)外场实验有重要参考意义。

摘要:提出一种单光子飞行时间峰值扫描测量方案,介 绍了峰值扫描测量的工作原理。依据光子计数过 程,建立了发光脉冲次数、门控信号扫描步长及光纤长度与光子计数曲线关系的数学模型,分 析了给定门控信 号宽度和时延扫描步长、光子计数率曲线峰值判断正确的概率与发光脉冲之间的关系。在50km光纤上,对理论分析结果进行了实验验证。

摘要:对添加Cu-Cr络合物的高分子聚合物红外激光诱 导表面金属化进行了实验研究,利用1.06μm 和10.60μm激光对材料进行表面改性处理,并通过多种表面检测方 法对改性后的样品进行了分析。结果表 明,1.06μm激光可使材料表面产生大量起到“锚固作用”的微孔, 并且样品表面呈现周 期性起伏结构,表面增附效果较强,1.064μm激光可打破Cu-Cr络合物的化学键,在改性 区域出现还原性Cu1＋和Cr3＋,含量分别为0．9％和2.8%,激光处理 后得到的镀层平均厚为1100μm,标准差为0.29μm,且镀层附 着力较大；而10.60μm激光处理后样品表面呈随机起 伏结构,表面Cu1＋和Cr3＋的含量分别为0．4％和1．6％,镀层平均厚度为1.70μm,标准差为0. 59μm,且镀层附着力较小。

摘要:针对旋转攻击与尺度变化攻击,提出一种 基于尺度不变特征变换(SIFT)的可自适应还原尺度变化的抗旋转水印。首先,将水印图像进 行离散余弦变换(DCT),与参考光生成全息水印图像；然后通 过DCT嵌入载体图像Y通道；最后在提取水印时,通过SIFT自适应 还原尺度变化,结构相似性指数(SSIM)校正旋转角度后提取水印信息。 实验表明,本算法在有效抵抗常见攻击的同时,有较强的水印数据信息保真能力,且在同样 的旋转校正精度时,有高效的 运算效率,解决了现阶段抗旋转攻击水印技术只适用于相同尺度下的角度矫正问题。水印提 取时需要原图参与,属于明水印 的一种,因此可以有效用于版权方的版权保护。

摘要:提出了一种基于颜色与深度信息特征融合的 可逆跳的马尔科夫链蒙特长洛(RJMCMC)多目标跟踪算法。首先,融合彩色信息和深度信息对 运动目标进行检测；然后,根据多目标检测的结果建 立观测似然模型,并构建合理的状态转移模型；最后,通过RJMCMC粒子滤波算法实现多目 标跟踪。实验 结果表明,本文提出的多目标跟踪算法具有较强的鲁棒性,能够稳定的跟踪多目标,具有较 高的准确率。

摘要:为了解决视觉目标跟踪中的尺度预测的难题,本 文在核相关滤波器的目标跟踪的框架下给出了一种 尺度估计策略,并对传统的核相关跟踪方法中目标模型的在线更新方法进行了修改,提出了一 种多尺度视觉 目标跟踪算法。首先,通过对正则化最小二乘分类器(RLS)学习获得位置和尺度核相关滤波 器(KCF)；然后,寻找位 置和尺度KCF输出响应的最大值,完成目标位置和尺度的检测；最后,在线更新目 标模型。实验中,对 12组具有挑战性的标准视频序列进行测试。实验结果表明,相对于现 有的3种基于相关滤波器的跟 踪方法中的最优者,本文方法的平均中心位置误差(CLE)减 少了7.0pixels,平均成功率(SR)提 高了18.3%,平均距离(DP)精度提高了 5.6%；在目标发生尺度、光照、姿态变化、部 分遮挡、旋转及快速运 动等复杂情况下,本文方法均有较强的适应性,具有重要的理论和应用研究价值。

摘要:针对复杂场景中的目标外观和背景变化引起的模板 更新问题, 提出了一种新的视觉跟踪模板更新策略,用以提高目标模板正确性。算法利用特征信息在 时间和空间上的区别和变化,进行特征子量分类更新,避免了模型过更新,提高了目标模型 的容错能力,使更新带来的误差尽量小,以适应目标和背景信息的不断变化,在一定程度上 提高了跟踪算法的精准度和鲁棒性。实验结果表明,本文方法在视频跟踪系统中具有优越的 性 能,可以在目标运动、变化和遮挡情况下实现鲁棒跟踪。

摘要:提出一种适于高空间分辨率大视场遥感相机的图 像高速高可靠传输系统。首先,分析了TLK2711的通信链路,提出 了基于同步控制字的高速串行传输策略；深入分析了噪声对传输可靠性的影响,进而提出(17,6)纠错编码算法,分析了纠错编码在大视场空间相机中应用的可行性； 最后,在某大视场TDICCD空间相 机样机上进行了系统测试。实验表明,本文系统可以实时传输80路高 量化数据,整个系统有 效数据吞吐率可达13.02Gbit/s；所 提出的(17,6)纠错编码算法纠错能力强,运算速度快,易于硬件 实现,每512Byte数据可纠正32bit的错误,提高了空间 相机高速串行传输的可靠性；系统在不同的传输速度下工作均表现出令人满意的效果。

摘要:针对湍流退化图像序列存在像偏移、像抖动和像 模糊的问题,提出一种基于低秩稀疏分解和多帧去 卷积的图像复原算法。首先分析大气湍流下图像序列的退化特征,然后在低秩稀疏分解的思 想下,采用非增广拉格朗日乘子(IALM)法优化由低秩 矩阵的核范数和稀疏 矩阵的Frobenius范数之和构成的目标函数,将湍流退化序列分解为低秩稳像和稀疏湍流两 部分；最后利用 多帧去卷积算法复原对齐的稳像。实验结果表明,本文算法能够有效校 正湍流像素偏移,在提高复原质量和速度方面取得了明显的效果。

摘要:颜色传递是获得夜视图像自然彩色的一种方法。 本文利用颜色传递技术得到红外与微光融合 图像的自然彩色,在采用匹配邻域亮度均值和标准差颜色传递算法的基础上,提出了通过增 强夜视融合图 像的亮度-对比度来提高匹配精度,减小传统算法中由于亮度接近导致在颜色传递过程中的 误传现象。首先 利用像素平均法将红外和微光图像进行灰度融合；然后采用提出的改进多尺度Retinex增强 算法将融合图像 进行增强；最后在YCbCr颜色空间匹配灰度融合图像与参考彩色 图像亮度的均值和标准差,应用颜色传递 技术得到彩色夜视图像。实验结果表明,本文采用改进的多尺度Retinex算法使融合图像的 亮度-对比度得 到显著的提升,经过颜色传递后得到的彩色图像纹理细节清晰,目标背景对比度高,具有和 参考图像相近的真彩色。

摘要:提出了一种基于游程长度(RLRN)和隐写分析特征融 合的图像拼接检测算法。算法中的隐写分析特征是在 图像经分块离散余弦变换(DCT)后的系数矩阵中提取,并将其和RLRN特征进行融 合。特征提取在 色度(chroma)空间进行,用支持向量机(SVM)作为分类器。实验结果显示,融合后的特征在 图像测试库CASIA v1.0 和CASIA v2.0上识别率分别达到98.57%和97.27%,不仅比特征在融合前的识别率有较大提高,而且和现 有的一些算法相比,提出的特征融合算法也具有良好的识别性能。

摘要:提出并验证了一种基于光电倍增管单光子脉冲高 度分布的多比特光量子随机源。将紫外LED发出 的光衰减成离散的单光子序列,光电倍增管探测到的单光子后,输出脉冲幅度随机分布的单 光子脉冲,通 过数字化单光子脉冲的峰值作为熵源来提取随机数,实现了一个单光子事件产生多个随机比 特位。为减小 所提取原始随机数存在的偏差,提出并实现了基于FPGA的SHA-256后 处理方法。光量子随机源工作在 500kc/s时,平均每个探测光子可提取7bit随机位,获得了3.5Mbit/s的随机位产生速率。运用随机性 测试程序ENT和STS对所获的随机位序列进行测试,测试结果表明,序列的随机性满足真随机 数的标准。

摘要:以寻求提高共振增强多光子电离(REMPI)几率的物 理参量为研究目的,采用光和物质相互作用的密度矩阵方程 理论,数值模拟了双色双共振多光子电离过程中泵浦和探测光的参量匹配对电离几率的影响 。结果发现,一定条件下,提高电离 几率的最佳匹配条件是:1) 两束激光强度、脉冲宽度均相等且取值较大； 2) 两束激光无 相 对延迟,输出频率和相应激发跃 迁共振。对1+1+1经探测光双光子共振吸收电离过程,电离几率对探测光更敏感。实际应用 中,若不能保证最佳匹配条件 的实现,应尽量提高探测光的强度、脉冲宽度及近共振吸收；若实验条件不能实现激光频率 和相应跃迁的共振激发,可采 用失谐量互补的两束激光同时作用于系统,通过双光子共振吸收过程提高电离几率。

摘要:探索了全反射型光子晶体光纤(PCF)中空气孔的排列形状和尺寸参 数与双折射之间的关系,通过结构优化设计出一种双折射为3.4×10－3且单模工作的二孔中心缺陷实芯PCF,并采用多元非线性回归拟合的方法得到了这 种PCF双折射的数值经验方程式,为保偏型PCF的研制提供了理论依据。

摘要:利用光泵浦-太赫兹(THz)探测(OPTP)技术,研究 了THz波在Si半导体界面间的传输行为。通过改变抽 运光密度从而改变样品表面的载流子浓度,实现对THz波透射/反射的有效调制。在外加中心 波长为800nm 的飞秒激光激发块体半导体Si片时,成功实现了对宽带THz波时域谱包括入射THz 脉冲振幅和 相位以及THz波次级反射峰抗反射的调制。光激发Si片可以获得任意载流子浓度 的Si片实现对 THz脉冲振幅的调制,调制度达到90%以上；光激发Si片能够使THz脉 冲的相位发生负延迟,随着 泵浦光密度的增加,负的相移越来越明显,随着频率的增高,负的相移也越来越明显；光激 发Si片还能够 对THz波的次级反射峰进行调制,随着泵浦光密度的改变,实现对次级反射峰的π相位以及 次级反 射峰抗反射的调制。光激发Si片对宽带THz波时域谱的调制为THz波在通信、国防安全等领域 的应用奠定了基础。

摘要:飞秒激光通过非线性光学整流效应产生太赫兹(THz)波时,THz波转换效率会随着飞秒激光功 率的增大而明显提高。然而,飞秒激光功率过高会造成非线性晶体损伤,进而影响THz波的 产生及输出, 因而对飞秒激光作用下非线性晶体的损伤阈值进行研究具有重要意义。本文在经典的双温模 型基础上,引 入电子激发、载流子吸收等电离过程的影响,建立了飞秒激光作用下非线性THz晶体损伤 阈值的预估模 型。采用有限差分法,数值模拟了飞秒激光辐照下THz晶体的温度场变化,并据此对 晶体损伤阈值进行 预估。在此基础上,分析比较了LiNbO₃、ZnTe和ZnSe 3种THz晶体的损伤 阈值随激光脉宽的变化规 律。结果表明,晶体的禁带宽度和比热容越大 ,晶体的损伤 阈值就越大；LiNbO₃晶体因其具有更高的损伤阈值,在产生高功率THz波方面 具有更大的优势。

摘要:将金属纳米粒子二聚体结构作为光学谐振腔,采用 时域有限差分(FDTD)法仿真模拟了一种新型局域表面等离子体激光器(SPASER)。 使用洛伦兹复介电常数模型研究二聚体的增益介质特性,探讨了二聚体结构中 两个纳米局域表面等离子体激元共振(LSPR)以及相互作用机制,进一步研究了 LSPR相互作用对SPASER的局域场增强的影响。 模拟结果表明,相比较单纳米颗粒SPASER,LSPR的相互作用使得二聚体SPASER的局域电场显著 增强,增强因子最 大可以相差27倍。本文研究为纳米光学器件尤其是激光器件的设计提 供了依据。LSPR效应的 研究可以用于探索一些光与物质相互作用的极限效 应,从而为有源光子线路、生物传感以及量子信息处理等研究开辟道路。

摘要:为无损获取组织中光剂量分布信息,本文构建 了弥散光源内部辐照柱状组织的光学模型,利用Monte-Carlo模拟方法实现了 组织内光分布信息的无损预测, 有关模拟结果与实验测量结果基本一致。提出的模型模拟方法对于由弥散光源在组织内部实 施光辐照的临床医用中光剂量的无损确定和治疗方案的优化设计有实际价值。