分子谱线参数测量新方法

介绍了一种利用F-P腔透射峰宽度测量分子谱线参数的新方法,论文从多光束干涉叠加原理出发,推导出有样品气体吸收的F-P腔的透过率函数,F-P腔的透过率是样品气体吸收线型的函数,随着样品吸收的增加,F-P腔透射条纹宽度增加.实验测量得到的谱线强度与HITRAN2004数据库数据、谱线宽度与理论计算结果很好地一致.     

基于相干包络解调的窄线宽测量算法研究

激光线宽对光学相干探测系统的探测范围、精度和噪声特性都有重要影响。为精确测量半导体激光器的线宽值,提出了通过解调短延时自外差的干涉谱来实现高精度窄激光线宽测量的新方法。搭建短延时的自外差干涉测量系统,得到半导体激光器的干涉谱,通过设计算法对干涉谱的相干包络进行解调,最终获得了严格的洛伦兹线型谱和相应的谱线宽度,通过理论分析、仿真和实验验证了该方法的可行性。该方法可以忽略因1/f频率噪声产生高斯展宽带来的影响,与传统线宽测量方法相比,该方法的测量结果更加精确。     

介质色散对高斯型频谱双光束干涉的影响

当光源为高斯型光谱,非平衡光路中考虑介质色散时求出双光束干涉的光强度解析解。分析了干涉条纹可见度和可见范围与介质的厚度、色散及光谱线宽度的关系;干涉光强度变化的相位关系。据此得出:白光干涉法除用来测量群折射率外还可用作介质色散的测量;高测量精度下谱线宽度应满足的关系式;干涉条纹可见度最大的位置与光强度最大的位置并不重合;若以最大光强度位置作为零光程差,会出现四分之一中心波长的系统误差。并用不同谱线宽度的光源对部分结论进行了实验验证。     

双功率谱干涉实现图像识别

提出一种新的图像识别方法 ,直接利用输入图像和参考图像的联合变换相关功率谱进行双功率谱干涉 ,不需要特殊的光学元件 ,也不需要对功率谱进行调制和改造。实验表明 ,相同图像的双功率谱干涉出现明显的条纹 ,而不同图像则几乎不出现干涉条纹。     

双磁阱中玻色凝聚气体干涉演化探测量子涡旋

研究了两部分具有量子涡旋的玻色凝聚气体相干叠加时的干涉演化图样,并与没有涡旋的情况进行比较。研究发现,在涡旋态下,干涉条纹变得倾斜并且在涡旋核处条纹发生融合。根据干涉条纹的倾斜方向可判断涡旋的方向,由干涉图样在涡旋核处融合的条纹数可确定涡旋量子数。这种特殊的干涉结构图样为实验上探测涡旋提供了有效的方法。     

相干组束光纤激光干涉图样分布研究

为了研究两相干组束光纤激光的干涉图样的分布特征,采用数值计算和实验相结合的方法,对干涉图样进行了理论分析和实验验证,取得了在不同光束间距及不同傅里叶透镜焦距下的干涉图样分布图。干涉图样的条纹分布和条纹可见度主要受到激光光束间距、傅里叶变换透镜焦距以及光束束腰半径等参量的影响。随着光束间距的增大,干涉条纹间距减小,条纹数目增多,条纹可见度减小;傅里叶变换透镜焦距增大时,干涉条纹数目没有明显变化,条纹间距略有增加,条纹可见度增大。这一结果对相关实验工作将有一定帮助。     

用双玻璃片剪切干涉仪测量弯曲平板的倾斜和弯曲

在平面变形和应力测量中,需要测定位移倾斜和弯曲等物理最。弯曲平板的曲率测量尤为重要,因为在薄板小弯曲理论中,应力与曲率直接有关。已经研究了多种测定曲率的方法。数值微分法须对离面位移数据进行两次微分,误差较大;重叠错位等倾斜纹图,过程繁复;多次曝光法可记录全场干涉图样,但往往是等倾斜条纹和等曲率条纹的混合条纹图样,对比度比较低。本文介绍一种一次曝光就可记录等倾斜条纹图样或等曲率条纹图样的光学方法,光路简单,条纹图样清晰。     

相位屏法研究湍流大气对干涉图样的影响

基于马赫-泽德光路发射的相干光为模型,利用功率谱反演法生成随机相位屏的方法模拟湍流大气,分析了相干高斯光在湍流大气中的传输过程并建立了传输模型,推导得到了接收屏上的干涉光强。数值仿真分析了湍流大气对干涉图样分布以及条纹间距和对比度等特征参数的影响。结果表明,随着湍流强度增大,干涉图样变得模糊甚至破碎,条纹间距增大,对比度下降。此研究结果对于激光主动干涉探测技术的应用具有一定参考意义。     

杨氏双缝干涉实验测量涡旋光束的轨道角动量

研究了平面波经过螺线型相位板后产生的涡旋光束,经双缝干涉后在干涉场中干涉条纹的分布情况。详细介绍了涡旋光束的拓扑荷数对干涉条纹分布的影响。发现同平面波的竖直干涉条纹相比较,涡旋光束的干涉条纹,从顶部向底部看去,沿着横向出现移动,并且移动的大小和方向与拓扑荷数的取值有关。通过观测干涉条纹,可以得到涡旋光束的拓扑荷数。涡旋光束由于携带轨道角动量可应用于新型的光信息编码与传输,研究结果可望在这种新型的光信息编码与传输中得到应用。     

双曝光全息术用于水平圆管温度场的重建

双曝光全息术因可输出直观反映波面畸变的无限宽条纹而广泛应用于温度场的可视化。为了获取水平圆管周围的温度场,采用双曝光全息术记录了直径25mm、长350mm自然对流水平圆管壁温从72℃降至22℃的简单干涉条纹。采用条纹中心法提取不同周向角的条纹位移量,通过干涉图中R分量的峰、谷极值点来识别明、暗条纹中心,确定级数分布,最后反演温度场。壁面反演温度值与热电偶测量值的最大相对误差为0.059。结果表明,双曝光全息术获取的数据真实可靠。该项研究对简单快速反演温度场是有帮助的。     

Hard-limiting of two signals in random noise

Two sinusoidal signals and Gaussian noise lying in a narrow band are passed through an ideal band-pass limiter that confines the output spectrum to the vicinity of the input frequencies. The output spectrum, consisting of both discrete and continuous components, is studied in terms of its corresponding autocorrelation function. The discrete output components are identified with the output signals and intermodulation products due to interference between the two input signals. The continuous part of the spectrum is associated with the output noise. The effects of limiting are expressed by ratios among the average powers of the output spectral components. Performance curves are given that show signal suppression, the ratio of output to input SNR's, and the relative strength of the intermodulation terms.     

应用于卫星导航终端抗窄带干扰的信号加窗方法研究

卫星导航终端是通过对接收信号频谱进行干扰检测、判别置零,实现窄带干扰抑制。然而,在接收信号时域离散化过程中会对离散信号序列产生截断,这在时域上表现为离散信号加上一个矩形窗。该时域截断会导致信号频谱泄露,造成信号频谱检测和判别置零的有效性下降,降低终端抗窄带干扰能力。文中通过研究并选择合适的离散信号加窗函数,抑制信号旁瓣减少频谱泄露,提升系统抗窄带干扰能力。研究表明:不论是在大干信比(100 dB)条件还是小干信比(40 dB)条件下,凯撒窗性能都优于传统的矩形窗。     

量子干涉效应在红外探测器能带结构设计中的应用

利用量子干涉效应,提出设计GaAs／AlxGa1-xAs量子阱红外探测器能带结构的方法。此法比K-P方法简便易行,而且随着势垒宽度的增加,两种方法所得结果趋于一致。这表明新方法更适合计算具有较宽势垒超晶格的电子态。另外,用新方法对超晶格样品的光电流谱进行了分析,所得结果比K-P方法更接近实验值。由此证实了量子干涉效应引起的电子能态的存在和新方法在量子阱红外探测器能带结构设计中的实用性。     

分子束外延高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构

利用国产分子束外延设备研制出高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构材料.经光荧光测量分析,其n=1的电子-重空穴自由激子复合发光的谱线很窄,半峰宽仅1.2MeV(阱宽141A,温度10.5K),表明量子阱阱宽和异质结界面平整度的起伏小于一个单原于层.样品从低温到室温都能保持激子发光特性.     

The dependence of carrier lifetime on spectral width in multimode semiconductor lasers

Comprehensive measurements of the dependence of the carrier lifetime, eye pattern, and power penalty on the spectral width in multimode semiconductor lasers for a gigabit lightwave transmission system are presented. The results show that the carrier lifetime, eye pattern, and power penalty caused by mode partition noise (MPN) are strongly dependent on the source spectral width. The lasers with shorter carrier lifetimes exhibit a narrow spectral width, and hence show less MPN, a better eye opening, and a lower power penalty. A theoretical calculation of the MPN-induced power penalty is in good agreement with the measured system penalties. The likely cause for narrow spectral width with shorter carrier lifetime of the lasers is due to the smaller linewidth enhancement factor a caused by a higher doping concentration in the lasers.     

基于扩频通信的抗干扰陷波技术研究

通过分析直接序列扩频通信系统所面临的阻塞式窄带干扰问题,提出了一种抗干扰窄带陷波技术;对集总参数、分布式参数滤波器进行了分析和变换,建立了同轴腔可调谐窄带陷波器电路模型,给出了一种适于宽频段抗干扰陷波的工程设计和实现方法,并对所设计电路进行了制作和实验;测试结果表明,该方法不但能提高滤波器的通带调谐范围,而且还可以对阻带的凹口深度和宽度进行叠加控制.试验结果证实了该方法的有效性和正确性.     

单幅干涉条纹图相位提取新算法

散斑干涉测量中,得到的干涉条纹图必须通过提取当中的真实相位才能够得出所测的物理量。从干涉条纹图中提取相位常用的相移法,过程复杂、对环境要求较高,而且要通过解包裹运算才能求得真实相位,容易产生误差。通过希尔伯特变换,基于离散余弦求解泊松方程的方法,提出从单幅干涉条纹中提取真实相位的新算法。通过实验分析,本文提出的新方法能够有效地从单幅干涉条纹中提取真实相位,并且在现实情况中,本文提出的新方法从单幅干涉条纹图中提取相位误差小于相移法,而且运行速度快,为从干涉条纹图中提取真实相位提供了新的参考。     

Code tracking performance analysis of GNSS signal in the presence of CW interference

Continuous wave (CW) interference can cause severe performance degradation of global navigation satellite system (GNSS) receiver. In analysing the code tracking performance of pilot channel under CW interference, the signal spectrum consists of discrete spectral lines and the interference term of the correlator output shows the characteristics of direct current or sine. Thus the traditional assumptions that the interference obeys the Gaussian distribution and that the spectrum of the signal is continuous no longer hold. Considering this fact, this paper presents the analytic expressions of the code tracking error bound for the early-minus-late power (EMLP) discriminator and the dot-product (DP) discriminator. The derived expressions can be used to assess the susceptibility of code tracking performance under CW interference for the pilot channel of GNSS signals. Then the GPS L5 signal is taken as an example of the application of the derived mathematic expressions. The effects of finite front-end bandwidth, correlator spacing, and discrete spectrum of pseudo-random noise (PRN) code on performance are discussed. It is shown that the code tracking performance can be improved by choosing proper receiver parameters and some of the L5 codes are more vulnerable to the interference compared with the average level.     

LED显示屏驱动电流的潜在电磁干扰分析

为了控制对发光二极管(LED)显示屏亮度调制时电 源电流产生的电磁干扰(EMI),对3种脉冲宽度调制(PWM)调光方法下显示 屏的电源电流频谱进行了研究。首先比较了线性、离散和选通3种PWM的调光原理和潜在 EMI,设计了基于电流频谱分析的EMI评估法,并通过对单亮度和亮度均匀渐变图像 的仿真,验证了评 估法的有效性;最后通过对LED显示屏真实图像显示时的电流频谱分析,比较了3种调光方 法的潜在EMI。实验结果表明:线性PWM方式下,同时点亮LED会产生较大的EMI;离 散PWM对消耗电流的 延展和码制对消作用,可以有效地减小EMI;选通PWM随着选通等级的提高,最小点 亮脉冲变窄不利 于减小EMI。本文的分析结果可用于在LED显示屏产品设计时,合理进行EMI分析 与分配,预估产品的电磁兼容性。     

非连续谱雷达信号设计综述

非连续谱雷达信号是一种特殊的认知雷达信号,其频谱由多个离散的频带组成,且能够随着外界干扰的变化自适应地调整离散频带的分布结构.因此,这种信号适用于干扰密布、频谱拥堵的工作场景.非连续谱信号设计主要研究两个问题:一是如何根据干扰环境选取最优的非连续频谱结构以满足雷达抗干扰和分辨性能要求;二是如何根据最优的非连续频谱求解出...