双光梳绝对距离测量实验研究

长度测量作为几何量测量关键共性基础技术之一,在科学研究、高端装备制造及空间探测等领域有着重要的应用。双光梳绝对测距技术充分发挥了光学频率梳的时域超短脉冲和频域高分辨特性,实现了高测量速率的绝对距离测量。目前双光梳测距存在测量范围小、测量精度低的问题,为解决此问题,提出了一种基于双光梳测距技术与相位测距技术相结合的方案,采用双光梳测距技术实现非模糊距离范围内长度的高精度测量,利用相位测距技术实现非模糊距离整数倍测量及指示功能,作为双光梳测距高精度测量的有效补充。搭建实验系统对该方案的可行性进行验证,结果表明在0~70 m的测量范围内,测量误差小于±5 μm。     

基于宽波段激光吸收谱的真空分压力测量方法

为了弥补质谱法测量分压力的诸多原理性缺陷和调谐二极管激光吸收谱法(TDLAS)的不足,提出了基于双光梳外差光谱技术的激光吸收谱真空分压力测量方法。利用双光梳光谱仪工作波段宽、光谱分辨率高和测量速度快的优势,辅以多通池样品腔增加有效吸收长度,实现非侵入式、高速度和高精度的真空分压力测量。利用CH_4在3.322 2～3.413 0μm波段的32个特征吸收峰分别测量CH_4的分压力,测量结果中最大相对偏差为5.45%,均值分压力的偏差为0.85%。经过不确定度估算分析,分析结果与测量结果较为一致。利用目标气体N个特征吸收峰分别1/N~(1/2)。     

快速光谱测量分析系统

从光度学和色度学中有关光谱测量、颜色测量的理论出发,针对国内光谱测量应用的需要,在对可见光和近红外波段（400－900nm)的光谱信号同时探测进行探讨和实验基础上,研制开发成功用于平面衍射光栅作为分光器件,线阵CCD作为多通道光电转换器件,图形液晶显示屏显示测量数据和光谱图的快速光谱测量分析系统。它可以直接获得辐照度、光照度、色品和色温,操作十分简便。     

共焦三维超精密测量技术研究进展

三维超精密测量技术对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用。随着先进制造技术的不断进步,减小系统测量误差和扩大测量范围已成为三维超精密测量技术发展的关键。近年来,共焦三维测量技术发展迅猛,其应用领域也从生物医学逐步扩展到加工制造领域。本文系统介绍了共焦三维测量技术的研究现状和应用进展,从技术原理角度阐述了提高共焦三维测量分辨力以及扩大共焦三维测量范围的方法,对比总结了干涉共焦测量、差动共焦三维测量、光谱共焦测量等技术的相关研究成果,详细介绍了共焦三维测量技术在表面轮廓测量、微结构特征尺寸测量和关键部件内间隙测量等领域的应用情况,并在此基础上,对共焦三维测量技术的未来发展方向进行了展望,以期为后续研究提供技术参考。     

光纤燃油液位传感器研究现状

液位测量传感器是飞机燃油测量系统中的重要组成部分。光纤燃油液位传感器因其本质安全的特性而在飞机燃油液位测量领域备受关注。根据被测对象对光的调制形式不同,将光纤液位传感器分为光强调制型和波长调制型两类,总结各种传感器的原理和应用现状,讨论不同类型传感器的性能和优缺点,并对今后的发展方向做出展望。     

精密测量和加工中的激光技术

激光具有高方向性、高单色性、高相干性以及普通光源达不到的能量密度等优点。近年来,由于激光技术具有高准确度、非接触、稳定性好等独特优点,在精密加工和测量领域受到了广泛关注。本文综述了激光技术在精密测量和加工领域的应用现状,并根据其测量原理和应用场景的不同进行分类和总结。在现有发展现状的基础上,对激光技术在精密测量和加工领域的发展趋势进行了分析和展望,为进一步推动激光技术在精密测量和精密加工领域的应用提供参考。     

单腔双光梳激光器及其应用研究

双光梳技术凭借其超高的频率分辨力与检测精度成为当今科研领域探索的重点。本文分别介绍了利用电光调制、微谐振腔、相位锁定两台独立的锁模激光器、单腔双光梳激光器产生双光梳的方法,重点阐述了基于单腔双波长激光器的双光梳产生方法集成度高、结构较简单、成本低的优势;之后详细介绍了目前单腔双光梳激光器中,双波长腔内运转的脉冲波形复用法、空间复用法、方向复用法、波长复用法和偏振复用法的工作原理及最前沿的研究进展;最后,具体分析了单腔双光梳在光谱学、测距、光纤传感等领域的应用情况,并展望未来单腔双光梳的研究与发展方向,为推动单腔双光梳技术性能的进一步提升和广泛应用提供借鉴。     

中波红外多光谱成像技术研究

多光谱成像技术结合成像和光谱测量技术,同时探测目标的光谱和几何特征,在目标识别和抑制背景杂波方面具有技术优势。研制了一套工作于中波红外波段的四通道多光谱成像系统。利用窄带滤光片和面阵探测器技术,构建了基于时序扫描的凝视成像型红外多光谱成像系统。根据红外探测器性能参数,对各个光谱通道的温度灵敏度进行了估算。在系统设计时通过合理地滤光片布局,尽量延长各个光谱通道的信号积分时间,以提高各个光谱通道温度灵敏度。利用研制的中波多光谱成像系统,对室外进行了成像,并对各个通道的成像结果进行了比较分析。     

光弹调制器式多通道反射差分光谱技术

反射差分光谱术（RDS）是研究材料表面和薄膜光学各向异性属性的重要手段.现有的技术以光弹调制器（PEM）式单通道测量模式为主,可以实时监测单个波长的反射差分信号,但全光谱测量则需要采用扫描波长的方式完成,耗时长,不适合在线监测等时效性强、全光谱测量的应用.在研究基于光弹调制器的多通道反射差分光谱仪的技术实现的基础上,结合虚拟仪器技术、高速多通道同步采集卡和数字锁相放大算法,提出一种新的多通道测量构架.实验表明,新方法在全光谱范围内测量信号的标准偏差小于10-3,在仪器开发上具有组合灵活、扩展性好等优点.     

一种基于光拍频的连续激光调制光谱测量方法

针对F-P干涉仪分析连续激光调制光谱的局限性,本文提出了一种基于光拍频的连续激光调制光谱的测量方法,该方法可实现调制频率低达千赫兹的连续激光调制光谱的测量.本方法以光电转换理论为基础,利用频谱分析仪测得参考光与连续调制光谱的拍频信号,然后通过相应的数学计算得到连续调制光谱的各个光频的相对电场强度,从而实现连续调制光谱的分析.本文在理论建模与分析的基础上,利用该方法对半导体激光器出射激光经电光调制器调制产生的调制光谱进行了测量,测量结果与F-P干涉仪测量结果一致,验证了该方法的可行性.     

基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展EI北大核心

可逆金属电沉积器件(reversible metal electrodeposition device,RMED)是一种新型电致变色器件,在可见光、红外等波段具有出色光谱调控能力,且具有结构简单、能耗低、多色态调控等独特优势,在智能窗、热管理、信息显示等领域展现出极大的应用潜力。近年来通过结构设计和电解质成分优化等措施实现了RMED性能提升,但仍存在开路稳定性差、循环寿命短、有效面积小等问题,严重阻碍RMED的发展应用。本文分别从光谱调控范围和性能优化提升的角度概括总结基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展。光谱调控范围主要包括可见光和红外波段。简要介绍不同金属沉积体系的RMED在可见光波段的发展现状,这也是目前研究最广泛的方向。重点讨论为实现其红外光谱调控所进行的电极创新。论述有关开路稳定性、循环稳定性等器件性能优化提升的研究方法。最后指出RMED仍面临着一些发展难题,未来可针对器件性能和理论机制等方面展开深入和系统研究。     

光刻胶光学性质的光谱椭偏测量方法研究

利用相调制型光谱椭偏仪研究了光刻胶光学常数的测量方法,针对测量过程中光刻胶曝光控制优化了测量方案和仪器参数。对常见的S9912正型光刻胶,给出了曝光前后275～650 nm波段的光学常数。并采用动态椭偏法测量了所需波长下曝光前的光学常数。实验结果表明:该测量方法适用于光刻胶在紫外-可见-红外宽波段的光学性质研究,在光刻模拟、新型光刻胶材料研制及其光学性质表征等领域有重要实用价值。     

基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展

可逆金属电沉积器件(reversible metal electrodeposition device, RMED)是一种新型电致变色器件，在可见光、红外等波段具有出色光谱调控能力，且具有结构简单、能耗低、多色态调控等独特优势，在智能窗、热管理、信息显示等领域展现出极大的应用潜力。近年来通过结构设计和电解质成分优化等措施实现了RMED性能提升，但仍存在开路稳定性差、循环寿命短、有效面积小等问题，严重阻碍RMED的发展应用。本文分别从光谱调控范围和性能优化提升的角度概括总结基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展。光谱调控范围主要包括可见光和红外波段。简要介绍不同金属沉积体系的RMED在可见光波段的发展现状，这也是目前研究最广泛的方向。重点讨论为实现其红外光谱调控所进行的电极创新。论述有关开路稳定性、循环稳定性等器件性能优化提升的研究方法。最后指出RMED仍面临着一些发展难题，未来可针对器件性能和理论机制等方面展开深入和系统研究。     

高精度频率自动化测量系统

本文按照自动测试系统的组建原理，介绍了一种能对被测频率源进行高精度测量的自动化系统的组成要点及实现方案，该系统能够同时对多台频率源进行测量，且可方便地实现对频率源各种指标数据的自动处理，变化趋势分析，报表的自动打印等。     

空间外差光谱技术实验研究

空间外差光谱技术是一种可实现超光谱分辨率的新型光谱分析技术,该技术综合光栅与FTS技术于一体.介绍了空间外差光谱仪基本原理以及系统光学结构,并对其性能进行了分析讨论.以实验室搭台的方式建立了空间外差光谱仪原理试验装置;经检测,装置在591nm波段的光谱分辨能力达17700,光谱范围为17nm.在原理试验装置上进行了激光、连续光谱、Hg双线和Na双线光源的空间外差光谱实验.实验结果显示了空间外差光谱技术在超高光谱分辨率探测的能力.     

光空间调制技术的研究进展

光空间调制(OSM)作为一种新型的光多输入多输出(OMIMO)技术,利用空间域激光器索引号额外携带信息,有效地提高了系统的传输速率和能量效率;同时,由于每符号周期仅激活一个激光器传递信息,较好地解决了传统OMIMO系统中的信道干扰和同步等问题。本文首先介绍了现有的几种光空间调制技术,概括和总结其在国内外的研究现状。此外,从传输速率、频谱效率、误码率(BER)和计算复杂度等四个方面对现有的OSM、光空移键控(OSSK)、增强型光空间调制(EOSM)和差分光空间调制(DOSM)等方案进行了比较分析。最后,指出了OSM中亟需解决的关键性问题及其未来的发展方向。     

红外拍频锁定型绝对距离干涉仪的研究

利用3.39μm波段双线氦氖激光器作光源实现了作者提出的拍波锁定绝对距离干涉仪新方案。在阐述绝对距离干涉计量的逐级精化理论和上述氦氖激光两级合成波测长方案的基础上,着重分析了双波长拍波锁定干涉测长原理,给出了实验原理图和部分测量结果。分析表明,拍波锁定绝对距离干涉仪的干涉条纹尾数测量精度已达5×10~(-4)。     

200～400nm波段光电探测器光谱响应度测量装置研究

本文叙述了200~400nm波段光电探测器光谱响应度的测量装置原理、测量系统及不确定度。采用紫外光谱强度大的氙灯作为光源,采用紫外分光效率高的单色仪进行分光,腔型热释电探测器与标准硅光电探测器进行相对光谱响应比较得到标准硅光电探测器相对光谱响应度。绝对值标定则是利用低温辐射计对无窗紫敏硅光电探测器进行测量后再传递到标准硅光电探测器,从而最终测量出标准硅光电探测器在紫外波段的绝对光谱响应度。     

飞秒脉冲光谱测量对时域波形重建的影响

利用光谱相位还原直接电场重建法对飞秒脉冲激光时域波形进行重建,分析了光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的影响。使用低压汞灯对光谱仪波长校准,根据校准结果,对测量光谱蓝移和红移,通过数值模拟研究波长示值误差对重建脉冲波形的影响;利用光谱辐射照度标准装置对光谱仪光谱辐照度校准,通过增加白噪声模拟分析和各种常用反射片实验测量研究光谱辐照度示值误差对重建脉冲波形的影响。结果表明,光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的相对标准差在1%之内。     

关于典型相位噪声测量技术的应用研究

相位噪声是评价无线电信号纯度的重要研究内容,随着各类频率信号生成设备的快速发展,对相位噪声测量技术提出更多应用需求和更高的技术要求,出现不同的测量方法,为熟练掌握不同测量方法的原理和具体应用场景,开展直接频谱仪法、鉴频器法和相位检波器法三种典型相位噪声测量方法的应用研究,以相位检波器法为例建立测量方法模型进行理论推导,详细分析基于相位检波器法的相位噪声测量不确定度来源,计算得到测量标准不确定度和扩展不确定度,同时针对不同方法进行重复性测试,已基于相位检波器法的相位噪声测量不确定度分析为例计算分析不同方法的测量不确定度,论证典型相位噪声测量方法的优缺点,提出方法择选方案,为相位噪声测量技术应用提供参考。