基于AOTF的近红外成像系统研究

以声光可调谐滤光器(AOTF)作为分光器件,采用FPA-640×512InGaAs焦平面阵列探测器作为光学敏感接收器件,设计了近红外成像系统。该系统由AOTF光路模块、射频驱动源模块及阵列探测器成像模块3大部分组成。首先介绍了AOTF的工作原理,并根据该原理设计了高频信号发生电路和功率放大电路,用来驱动AOTF衍射出不同波长的光波;以现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理单元的探测器成像模块,在接收到来自射频驱动同步接口电路的上升沿信号后,产生探测器正常工作所需时序,最终通过数据采集存储实现图像复原。搭建了近红外成像系统,实验表明,在0.9~1.7μm近红外波段范围内系统成像质量清晰,具有较高的应用价值。     

基于DMD的近红外光谱仪的研究

数字微镜器件（Digital Micromirror Device,DMD）作为一种新型的空间光调制器,具有分辨率高、生产成本低、加工效率高等优点,使用起来非常灵活,因此实验室搭建了基于DMD的近红外光谱仪。首先,介绍了DMD近红外光谱仪的基本工作原理。其次,对该光谱仪进行了波长标定,提出基于同一样品吸光度曲线相关系数的方法对其进行了波长台间差标准化,使得波长的台间差在理论上小于0.1 nm,在模型转移时符合要求。又通过在强光与弱光条件下对其噪声与信噪比的测试实验对比得出DMD近红外光谱仪不同编码模版的选择准则:在强光条件下扫描方法优于阿达玛方法,在弱光条件下相反。最后,利用该光谱仪对实际样品汽油和柴油进行检测,测试结果表明该光谱仪性能稳定。该DMD近红外光谱仪检测波长范围为1 330~2 500 nm,吸光度偏差小于等于0.000 4 AU。     

量子级联波长上转换系统红外响应特性研究

通过对波长上转换红外探测过程的分步测试和理论计算,对量子级联波长上转换器件与系统的红外响应特性进行了深入的研究。结果表明:量子级联波长上转换红外探测器件可以在较低的本底发光下实现较强的红外响应。上转换器件的响应度在平带偏压附近迅速增加,且红外光转换为上转换器件电流的线性度良好。对于波长上转换器件的近红外发光过程,文中应用ABC模型,获得了与测试结果非常一致的系统响应电流与电流转换效率,并合理地解释了波长上转换红外探测系统的非线性响应特征。     

基于TDLAS技术的工业环境中HF气体在线监测

采用1．330μm附近波长的近红外可调谐分布反馈（DFB）激光器作为光源,结合波长调制技术和长光程技术,实时监测工业环境中的HF气体浓度。同时采用Allan方差分析系统的稳定性,选择利用非线性最小二乘法和防脉冲滑动平均滤波等技术手段,长时间测试结果表明,该系统具有实时、连续和非接触快速检测的特点,并且具有大范围、分布式...     

近红外光的可视化及其应用（英文）

开发高性能的近红外可视化器件在生物成像、食物检测、健康监测和环境分析等领域有着重要意义。近红外可视化器件由光探测单元和发光单元组成,可将人眼不可视的近红外光转换为可见光。其工作机制是,光探测单元作为发光单元的载流子注入层,在近红外光下产生光电流,因而被近红外光照射的区域会产生电荷注入,在发光单元的对应区域复合发光,发射可见光。没有近红外光照射时,光探测单元中不产生光电流,将抑制发光单元中的电荷注入,因而不发光。因此,近红外可视化器件可用于对辐射、反射或吸收近红外光的物质成像。本综述介绍了近红外可视化器件的工作原理和最新进展,包括基于无机、有机半导体等不同材料的近红外可视化器件。研究发现,近红外可视化器件的光子转换效率由近红外光探测单元和发光单元的光电转换效率决定。本文归纳了提高近红外可视化器件的光子-光子转换效率的方法和相关工作,探讨和展望了近红外光的可视化技术在三维图像分析、近红外检测卡、生物成像、健康和环境监测与检测的应用前景。     

用近红外光谱对组织氧测量方法的研究

在多层生物组织模型下，提出了一种利用近红外光谱技术定量无损检测组织氧饱和度的方法，讨论了受试者具有不同的外层组织时，如何采用适当的校准方法使半定量测量组织血氧浓度变化值具有可靠性和可比性；自行设计的监测系统，结构较为简洁，其探头包括光源和2个检测器，光源采用双波长LED，检测器为集成光学器件，2个检测器分别放置在与光源不同距离的位置上；以240mmHg压力进行人体前臂组断，氧合血红蛋白HbO2、还原血红蛋白Hb的浓度变化和组织氧饱和度tSO2的测试结果与时间分辨光谱TRS方法所得结果一致；系统基线平稳，具有较好的稳定性和检测精度。     

测量CO浓度的光纤传感器

根据近红外光谱吸收原理提出了测量CO气体浓度的测量装置,引入普通通信光纤进行光信号传输,降低了光路设计中的技术难度。介绍了该装置的工作原理,基本结构及主要技术指标,着重讨论了技术特色及相应优势。与中远红外光谱吸收相比,该装置大大降低了器件成本。     

基于光谱仪近红外光谱技术的组织氧测量研究

提出了一种基于光谱仪近红外光谱技术(Near Infrared Reflectance Spectroscopy, NIRS)的定量无损组织氧检测系统。通过用微型光谱仪代替传统信号接收处理部分,实时测出了光源波长,并用补偿算法抵消了环境的影响。对经过均值和FFT滤波后的输出光谱信号进行运算后,得出了组织氧浓度。用前臂阻断实验验证了组织血氧饱和度(Regional Saturation Of Oxygen, rSO2)测量结果的有效性。结果显示,测量结果与理论相符,表明基于光谱仪的NIRS技术可以较好地应用于监测组织的血氧饱和度,其适应性比传统方法更强。     

光纤甲烷气体检测系统的研究

在分析甲烷分子近红外吸收光谱特性的基础上,利用通用的发光二极管为光源,实现了对甲烷气体的检测。系统采用双光路、双波长来解决光源功率波动光纤损耗等问题,在接收端采用旋转双色滤光器和单探测器消除了双光电器件的漂移对测量结果的影响。理论和实验证明,这些措施有效地提高了系统的灵敏度和稳定性。     

AOTF近红外光谱技术及在食安领域的应用

针对近年来多发的食品安全问题,概括性地介绍了近红外光谱分析技术的原理、近红外光谱仪器分类、优势对比及其在食品质量与安全检测中的研究和应用情况。同时,探索性地提出了一种新型的食品安全网络测试分析系统,该系统是由多台基于声光可调滤波器的近红外光谱分析仪器联网组成的。并介绍了该光谱仪器的组成、原理及技术特点,对其在食品安全领...     

Research on novel pressurized fiber Bragg grating static level based on circular structure

The static levelling system has significant value in the settling measurement of the structures. A novel pressurized static level based on circular structure is designed by using fiber Bragg grating (FBG) sensing technology in this research. The variation of the level pressure in the connecting vessel can be transmitted through the diaphragm to the FBG of the circular ring. The Ritz method is used to calculate the lateral deformation of the circular ring under the concentrated force, constructing the theoretical sensitivity model of the sensor. Further, finite element simulation and static experiments are applied to modify and verify it. According to the experimental data, two FBGs arranged horizontally along the circular ring, multiplying the sensitivity of the FBG static level to about 4.75 pm/mm, while the resolution can reach 0.02 mm. In addition, the temperature compensation of the sensor can be realized by the synergistic change of the measurement point and the reference point within the system of connecting vessel.     

自组网的安全分析

由于自组网具有自组性、动态性等特点，除了用在军事上。还可应用于商业，其安全问题和安全策略日益受到重视。自组网面临的一个主要挑战在于它客易受到攻击，针对这种情况．并根据不同安全需求和具体环境可以采取如下安全策略：基于口令的认证协议、异步的分布式密钥管理策略、采用反应或路由协议(AODV)安全增强技术等。     

利用全息透镜阵列实现多通道分数傅里叶变换

提出利用全息透镜阵列来实现多通道分数傅里叶变换技术。分析了全息透镜阵列的制作原理,对多个物体实现了分数阶次各不相同的多通道分数傅里叶变换,并与光学透镜实现的实验结果进行了比较,两者的分数频谱互相一致。这种技术在多通道光学信息处理系统及多目标图像识别系统等方面有非常重要的应用。     

基于GA的智能天线系统前端扇区阵列设计

使用遗传算法(Genetic Algorithm)设计了智能天线系统前端的扇区天线阵列。该天线阵列用于TD-SCDMA基站系统中。依据智能天线系统扇区覆盖模式(即广播波束)对方向图的要求，利用GA的全局搜索性能，综合了阵列结构及单元激励相位。对该阵列结构使用GA模拟了智能天线系统工作模式(业务波束)下所要求方向图的阵列激励幅度和相位。给出了实际的智能天线系统前端扇区天线阵列结构，对智能天线技术的应用具有重要意义。     

生物细胞亚类识别多维光学传感光路优化设计

针对生物细胞原位检测和提高分类精度这一研究热点,以白细胞为主要研究对象,利用细胞光散射识别方法,根据细胞各方向散射光的特点,设计了一种多维光学传感系统,即是通过该光学系统可以检测细胞前向大小角,侧向偏振动,以及后向散射光。其中对各向光路系统构成和各个元件参数进行了优化设计,使系统的分辨率在80lp/mm时,MTF值不低...     

厄米- 高斯光束通过硬边光阑的自由传输特性

应用Collins公式和硬边孔函数能拓展成一组有限复高斯函数的和的方法,研究得出 厄米- 高斯(Hermite2Gaussin)光束通过硬边光阑自由传输特性的近似解析解。最后,用Mat-lab软件进行一些数值模拟。研究和模拟结果表明:自由传输特性与光束的参数、光学系统的参数、孔的大小和孔的间距均密切相关。其结果可推广到其它光阑,并对控制光束和光学系统设计具有一定的参考价值。     

一种反射式电光调制器及其在同步零差相干系统中的应用

提出一种新型反射式电光调制器。为了验证反射式电光调制器在同步零差相干系 统中的 作用,采用OptiSystem14.0软件搭建了一个40Gbit/s偏振复用的QPS K系统。实验结果表 明,本文系统可以较好地接收信号,完成信号的调制与解调,解决了光锁相环问题。 反射型电光调制器在系 统中的性能优越,有利于实现同步零差相干接收,对实际工程中应用反射式电光调制器 具有参考价值。     

激光致声技术在跨冰层介质的空中-水下通信应用方法

无线电波、声波和光波通信技术可有效应用于复杂的海洋通信环境中,然而在极寒地区和极地区域海面冰层覆盖的情况下,其在远端发送信号将无法穿透冰层介质,而难以实现空中与水下的通信联络,故提出一种应用于跨冰层介质传输的激光致声通信体制,通过空中发射激光与海面固体冰层的互作用诱导声波信号,再利用海面上覆盖冰层的声源辐射,向下方水体传播来建立空中到水下光波与声波的通信链路,系统将光学与声学技术的有机融合,充分利用固体冰层对声波的快速传导作用,探讨光声转换机理、调制编码及激光声传输特点与性能分析,有效解决海洋通信中受冰层覆盖影响和单一种类信号传输受限问题,为海洋跨空通信提供一种新的技术途径。     

一种基于PEM和EOM联合调制的波片参量检测方法北大核心CSCD

波片作为一种能改变入射光偏振状态产生相位延迟的重要光学元件,它的准确快速测量一直是研究的热点,为了解决波片参量检测灵敏度不足、速度慢的问题,提出了一种基于弹光和电光联合调制同时测量波片相位延迟量和快轴方位角的简单方法。在该方法中一个参考光路用于监测PEM的相位延迟量实现相位的稳定控制,另一个光路在PEM保持稳定后实现待测波片参量的检测,基于FPGA与数字锁相技术提取探测信号的倍频分量和直流分量,并在片上可编程系统中实现数据处理,从而快速高精度完成对波片相位延迟量和快轴方位角的检测。实验结果显示在PEM相位延迟量稳定在2.405 rad时,该系统检测波片的相位延迟量和快轴方位角的平均相对偏差分别为0.27%和0.25%。测量过程简单快捷、测量精度较高。     

高铁无线光通信技术研究现状

针对传统高铁通信系统中用户通信频繁中断和轨道安全等问题,介绍了无线光通信技术在高铁通信中的应用,主要围绕高铁无线光小区切换、光跟瞄、光轨道监测和光通信实验这4种技术,分析了高铁无线光通信信道模型,包括湍流、雨天和雾天信道模型.最后展望了高铁无线光通信技术的研究方向.