• 2013年第0卷第5期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 基于反馈光纤环的双波长单纵模光纤激光器

      2013(5):833-837.

      摘要 (1928) HTML (0) PDF 0.00 Byte (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计并研制了一种基于反馈光纤环(FFR)和可饱 和吸收体(SA)的双波长单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)。保偏布拉格光纤光栅(P M-FBG)作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长激光的输 出;通过仿真,选择两个30∶70的光耦合器和一段长为1m的EDF组成 的FFR,用以增大纵模 间隔,稳定激光的运转;一段长3m的未泵浦EDF作为SA,形成自跟踪窄带滤波器,与FFR 一起确保激光器工作在SLM状态。在室温下,泵浦源功率为400mW时 ,得到了中心波长分别为 1545.45545. 90nm、 峰值功率分别为8.158和8.898dBm以及3dB线 宽均小于0.02nm的双波长SLM激光,输出光信噪比(O SNR)达到60dB。在3h内,双波长激光最大峰值功 率波动小于0.45dB。调节偏振控制器,可实现单波长输出,最大峰 值功率分别可达13.941和15.432dBm。

    • 液晶空间光调制器波前模拟及误差补偿

      2013(5):838-842.

      摘要 (1757) HTML (0) PDF 0.00 Byte (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:反射式液晶空间光调制器(LC-SLM)反射基板的 曲率误差和液晶盒的边缘 场效应导致波前模拟精度下降问题,本文研究用LC-SLM模拟波前, 通过静态误差补偿法和残差反馈法,探讨提高波前模拟精度的有效方法。实验结果表明,LC -SLM能较好模拟基于Zernike多项式的离焦、像散、彗差和球差等8项波像差,但是具有一 定的模拟误 差,均方根误差(RMS)值平均为0.265λ ,静态误差补 偿法和残差反馈法使波前模拟误差RMS值分别降低到 0.223λ 和0.170λ,残差反馈法更有效。提高波前模拟精度能够使LC-SLM在 自适应光学技术、飞秒激光加工、实时全息显示和光学测量等领域具有更大的应用前景。

    • α-IGZO薄膜场效应晶体管的光敏特性

      2013(5):843-848.

      摘要 (1936) HTML (0) PDF 0.00 Byte (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过掩膜板制备源漏电极 的方法,以非晶铟-镓-锌氧化物(α-IGZO)为有源层,制备了结构为ITO/SiO2(400nm)/α-IGZO(50nm)/Al 的底栅顶接触型(BGTC)光敏薄膜场效应晶体管(TFT) 并研究了其光敏特性。实验发现,在蒸镀Al电极作为源极和漏极,再在 空气中及350℃的温度下退火1h后,器件的阈值电压Vt h为15.0V,在栅源偏压VGS=30V时其有效场效应迁移率 为0.57cm2/Vs,表现出良好的晶体管特性。当用强度为8.1mW/cm2的白光照射时,器件表现出明显 的光敏特 性,其Vth下降为-15.0V,在源漏电压VDS=20V且VGS=30V时其有 效场效应迁移率上升为1.34cm2/Vs, 在VGS=2.5V时其“明/暗”电流比达到一极大值,响应 率达到1.11A/W,并具有良好的时间响应特性。

    • 基片式光纤布拉格光栅传感器应变传递分析

      2013(5):849-854.

      摘要 (1846) HTML (0) PDF 0.00 Byte (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:光纤布拉格光栅(FBG)传感器在实际工程应用中通 常是埋在基体中或粘贴于基体表面,由于光纤、保护层和粘贴 层以及基体材料的物理力学性能不同,FBG传感器的测量应变不等于基体结构的实际 应变,因此需要对 所测的应变进行修正。本文以基片式FBG传感器作为研究对象,建立了“基体结构 -胶体-基片-胶 体-FBG传感器”的应变传递模型,推导出基片式FBG传感器测量应变与基体 结构实际应变之间 的应变传递计算公式,并通过有限元分析和实验验证,结果表明理论推导的正确 性,得到的应变传递公式可应用于实际工程。

    • 全光纤转动拉曼激光雷达光电探测系统设计

      2013(5):855-861.

      摘要 (2001) HTML (0) PDF 0.00 Byte (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对全光纤转动拉曼激光雷达系统的极微弱光探 测问题,以光电倍增管(PMT)为核心,设计了 一款光子计数的光电探测系统。通过阻抗匹配技术对单光子脉冲进行整形以提高单光子脉冲 稳 定性和甄别计数可靠性,微分法测试脉冲高度分布以优化选择PMT工作高压、甄 别阈 值电平等工作参数,改善光电探测系统信噪比(SNR);以泊 松点过程的脉冲堆积非线性分析模型为 基础,搭建可精确改变相对光强的实验测试系统,测试脉冲堆积效应的作用类型和有效死时 间并进行合理非线性校正以提高其线性度。实验结果表明,设计的光电探测系统可有效探 测光子计 数率低于140MHz的微弱光信号且线性度优于1.0%,提出的优化和实验方案对此类光电探测系统具有重要的借鉴意义。

    • 基于透镜组的新型双通道光纤旋转连接器

      2013(5):862-866.

      摘要 (1423) HTML (0) PDF 0.00 Byte (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有双通道光纤旋转连接器(FORJ)所存在的问 题,提出了一种基于透镜组合系统的 新型双通道FORJ。其中心通道由两光纤准直器直接对准耦合而成,旁轴通道通过透镜组的圆 对称性实现旁轴通道光信号的连续 传输。旁轴通道是这种FORJ设计的关键,利用几何光学定律,通过光线追击法计算了 旁轴通道在准直器和大 芯径光纤分别作接收器下FORJ的光路图。最后测试了双通道FORJ的性能参数,实验结果表明 ,所提出的FORJ中心通道最大插入损耗为1.84dB,旋转变化量小于 0.59dB,回波损耗大于40dB;旁轴通道最大 插入损耗为2.40dB,旋转变化量小于0.76dB ,回波损耗大于45dB,完全可以满足双通道器件性能要求。

    • 一种基于虚拟立体靶标的线阵相机标定方法

      2013(5):867-873.

      摘要 (1623) HTML (0) PDF 0.00 Byte (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对线阵相机标定的过程中特征点容易丢失的事 实,提出了一种线阵相机标定方 法。首先,利用设计的平面靶标 与相机多次曝光巧妙地构建了虚拟立体标定靶标,通过分析与数学建模得到靶标上标定特征 点空间位置与像点的对应关系; 其次,使用最小均方估计方法对特征像点中心进行亚像素估计,并使用基于最小二乘迭代方 法对多特征点超定方程进行求解, 讨论了标定过程中相机与靶标非平行时对标定结果的影响;最后,使用提出的方法对线 阵相机标定进行实验验证。理论分析 与实验结果表明,本文的线阵相机标定方法简单灵活,标定特征点个数不拘泥于靶标的制 作,相机与靶标的位置无需严格平行,平 均标定精度达0.26pixel,具有较好的实用价值。

    • 基于可调谐光纤环形镜滤波器的多波长布里渊掺铒光纤激光器

      2013(5):874-877.

      摘要 (3863) HTML (0) PDF 0.00 Byte (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过使用非线性放大的光纤环形 镜滤波器(AFLMF),构造了一种新颖的多波长布里渊掺铒光纤激光器(E DFL)线形结构。非线性AFLMF由掺铒光纤放大器(EDFA,由980n m泵浦抽运 一段EDF构成)、偏振控制器(PC)和耦合器构成,减少了腔内基于波长的损耗,并且能够灵 活地控制反射 光以及激光腔内输入和输出光的强度。在布里渊泵浦功率为25mW、 980nm泵浦功率为200mW时,获得了波 长间隔为0.08nm的14个波长的激光输出以及50nm的可调谐范围。通过调节980nm抽运光功率、PC以及布里渊泵浦光波长,实现了可调谐的多波长输出。研究 了980nm抽运光功率以及PC对斯托克斯光波数的影响。

    • 基于光纤环形镜的Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器的增益平坦化

      2013(5):878-886.

      摘要 (1436) HTML (0) PDF 0.00 Byte (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于光纤环形镜(FLM)的结构及其滤波特性的理论 分析,采用FLM实现铒镱(Er3+/Yb3+)共掺双包 层光纤放大器(EYDFA)的增益平坦化。进行MATLAB仿真,并实验研究了含有1段保偏光纤(P MF) 和含有2段PMF的FLM的滤波特性,分析了其滤波特性随PMF长度及偏振控 制器(PC)状态的变化情况、FLM的PMF段数与长度的选取问题;使用含有2段PMF的 FLM进行了增益平坦实验,实现了自发辐射(ASE)谱两峰的平坦,在其所处的主 要波 长范围1535~1547nm内, 增益不平坦度由±7.5dB减小到±0.75dB。将宽谱光源的输出光信号作为信 号光输入放大系统,在波长1535~1547nm范围内,放大器的增益不平 坦度由±4.5dB降为±1.2dB。

    • 微腔结构对红光磷光OLED的性能的影响研究

      2013(5):887-891.

      摘要 (3161) HTML (0) PDF 0.00 Byte (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用新型红光磷光材料R-4B作为微腔有机电致 发光显示器(OLED)的发光层,高反射Al 阴极和半透半反Al阳极为微腔的两端反射镜。制备的器件结构为Al(10nm)/MoOx(Y nm)/NPB( 40nm)/TCTA(10nm)/CBP:R-4B(4%)(30nm)/BCP( 10nm)/AlQ(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。讨论 了腔长的变化对器件性能的影响。结果表明,微腔结构可以使光谱窄化,随着MoOx厚度Y的增 加,其峰值波长由600nm增至668nm。当MoO x厚度为40nm时,其发光强度最大,峰值波长为608nm,半高宽(FWHM)为50nm ,器件的最大亮度为35300cd/cm2,最大效率可达23.5cd/A ,得到了性能较好的红色磷光OLED。

    • 基于Zn(4-TfmBTZ)2的OLED的电致发光光谱调控

      2013(5):892-896.

      摘要 (1729) HTML (0) PDF 0.00 Byte (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:将不同浓度的二[2-(4,三氟甲基-2-羟基 苯基)](Zn(4-TfmBTZ)2)掺杂到mcp层中制备了有机电致发光器件(OLED),器件的结构 为ITO/NPB(40 nm)/(30nm)/Bphen(40nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)。结果 发现,Zn(4-TfmBTZ)2的掺杂浓度极大地影响器件的光谱和色度。在mcp层中,Zn(4-Tfm BTZ)2质量分数为8%时,Zn(4-TfmBTZ)2与电 子传输层Bphen形成的激基复合物发射较强;但在掺杂浓度达到50%时 ,激基复合物的发射非常弱,几乎 消失。由此通过mcp中Zn(4-TfmBTZ)2掺杂浓度的调节,实现了器件从蓝光色坐标为(0.22,0.27)到白光色坐标为(0.29,0.34)发射 的调控。

    • 基于侧边抛磨光纤的侧面熔粘耦合的光纤耦合器

      2013(5):897-902.

      摘要 (1917) HTML (0) PDF 0.00 Byte (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对熔融拉锥法难以应用于制作特种光纤耦合器 的情况,研究设计了一种适用于光 子晶体光纤(PCF)或椭芯保偏光纤(ECPMF)等特种光纤耦合器制作的光纤侧边抛磨、侧面熔粘 (FSA)耦合方法。通过建立仿真模型优化了光纤侧边抛磨 的抛磨区包层剩余厚度等关键参数,利用侧边抛磨单模光纤(SMF)成功制作出FSA侧边抛磨 光纤耦合器,并测试 了光纤耦合器的相关特性参数。实验结果显示,侧面FSA耦合方法可制作耦合比(CR)为0~90%的特种光 纤耦合器;所制作的光纤耦合器附加损耗(EL)小于0.5dB;在100nm光波长范围内,波长相关损耗(WDL)小于 1dB;耦 合输出端的偏振相关损耗(PDL)在光波长1310nm、1550nm处 分别为0.30dB、0.45dB。研究结果验证了光纤侧边抛磨、侧面FSA 耦合方法制作特种光 纤耦合器的可行性,为有特殊要求的PCF或ECPMF等特种光纤耦合器制作奠定了方法基础。

    • GaSe晶体的CO2激光倍频及其色散特性研究

      2013(5):903-907.

      摘要 (1114) HTML (0) PDF 0.00 Byte (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究GaSe晶体的倍频(SHG)及色散性质,采用 声光调Q可调谐线偏振CO2脉冲激光器,在250Hz 重频脉冲下以共线oo-e相位匹配方式作用于GaSe晶体,得到CO2激光的可调谐SHG输出 。测量了基频波 长为9.3、9.6、10.3和10.6μm时的相位匹配角,并通过对比现有文 献中色散方程的相位匹配角计算 结果和测量结果,确定出最适用于GaSe晶体的色散方程。实验对SHG信号与晶体中光束方 位 角φ的关系进行测量。本文实验可以作为间接测量晶体色散关系的方法,为 GaSe晶体的进一步研究打下基础;同时也可为其它非线性晶体的研究提供参考 。

    • 基于二色性染料及聚合物取向的液晶光开关的制备及其性能研究

      2013(5):908-911.

      摘要 (1929) HTML (0) PDF 0.00 Byte (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得一种开关效应强、响应快且结构简单的光 开关,对一种基于二色性染料及 聚合物取向的液晶光开关进行研究。通过在垂直配向的液晶中加入二色性染料及聚合物,并 在施加偏压的情况下照射紫外光使其发生聚合物取向效应,制得了一种具有电控偏光特性的 液晶盒,进而将这种液晶盒按照偏光角度为0°/90°的方式组合为液 晶光开关。对所制 得液晶光开关的插入损耗、消光比和响应特性进行测试,结果表明,所制得的液晶光 开关的插入损耗小于0.6dB、消光比超过13d B,具有较明显的开关效应,聚合物 取向的方法则可以消除这种液晶光开关的迟滞现象,使其开关时间降低到20ms以内;通 过聚合物取向过程所施加偏压的控制,二选一地,可以进一步减少其插入损耗或开关时间。

    • >光电子信息技术
    • OBS网络中一种基于突发包优先级分割的可控重传方案

      2013(5):912-916.

      摘要 (1434) HTML (0) PDF 0.00 Byte (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:在光突发交换(OBS)网络中,突发包会由于竞 争OBS核心节点输出端口的有限波长资源而发生冲 突。突发包重传能够在一定程度上减少由于突发包在核心节点冲突而导致的数据损失,但重 传次数的增加 可能会加重网络负荷,反而增加数据丢失率。并且,在多业务存在的OBS网络中,重传方案 需要能够实 现区分服务以保证网络的服务质量(QoS)。据此,本文提出一种基于突发包优先级分割的 可控重传方案,在实施优先级分割的同时,根据网络负荷赋予每次重传不同的概率,并对重 传次数加以控制。最后,仿真分析了路径阻塞率和不同优先级业务的字节丢失率(ByLP,byte loss probability)性能。

    • 基于SF-MCMA均衡技术的直接检测光OFDM系统实验研究

      2013(5):917-923.

      摘要 (1478) HTML (0) PDF 0.00 Byte (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于分频修正常模算法(SF-MCMA)的 均衡技术补偿由光正交频分复用(O-OFDM)传输系统中色散引起的频 率选择性衰减(FF)对信号的影响。理论分析了直接检测O-OFDM(DDO-OFDM)传输系统中O -OFDM信号因色散而产生的FF原因,并证明了对O-OFDM不同子载波信号进行SF -MCMA均衡可以纠正色散对OFDM信号的幅 度失真和相位偏移的影响。通过实验表明,经100km标准单模光纤(SSMF)传输后,使用SF-MCMA均衡 的信号比未使用该均衡的信号系统接收功率代价在(BER)为 10e-4时降低了2dB。说明此均衡方法能够有效抵抗 色散的影响。同时,此方法中O-OFDM信号不需要训练序列和导频,节省了带宽,可提高 信号的频谱利用率。

    • >材料
    • RF-PECVD法制备高Ge含量微晶Si-Ge薄膜及太阳电池

      2013(5):924-929.

      摘要 (1531) HTML (0) PDF 0.00 Byte (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用射频等离子体增强化学气相沉积 (RF-PECVD) 技术,研究了衬底温度对高Ge 含量(≈50%)微晶Si-Ge(μc-SiGe:H)薄膜结构特性 和电学特性的影响。结 果表明:较低的衬底温度会抑制 μc-SiGe:H薄膜(220)晶向的择优生长;而当衬底温度过高 时,μc-SiGe:H薄膜的O含量和微 结构因子较大。在衬底温度为200℃时,获得了光电特性和结构特性 较优的高Ge含 量μc-SiGe:H薄膜。将优化好的μc-SiGe:H薄膜应用到电池中,在本征层 为600nm的情况下, 获得了转换效率为3.31%(Jsc=22.5mA/cm2,Voc=0.32V,FF=0.46)的单结μc-Si Ge:H电池,电池在1100nm处的光谱响应 达5.49%。

    • C层包覆Ag纳米颗粒基底的表面增强拉曼散射研究

      2013(5):930-934.

      摘要 (1715) HTML (0) PDF 0.00 Byte (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:Ag纳米结构是最常用的表面增强拉曼散射(SERS) 活性基底,缺点是Ag的化学稳定性和 生物相容性比较差。为此,利用化学方法合成了一种新型的SERS活性基底—纳米碳层包覆的 Ag(Ag@C)纳米颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)和紫外- 可见吸收光谱对制备的核壳结构纳米颗粒进行了表征,并研究了颗粒的SERS活性。结果表明 ,罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)分子在Ag@C悬浮液中的SERS光谱强度 与在Ag胶中的SERS光谱强度相比显著增强。根据光谱 的变化规律推断,额外的增强来自于化学增强。由于C层的存在,相比于Ag纳米颗粒, Ag@C颗粒的化学稳定性和生物相容性都有所改进。

    • Al薄膜对(002)ZnO/Al/Si结构基片中ZnO薄膜特性影响的实验研究

      2013(5):935-939.

      摘要 (1559) HTML (0) PDF 0.00 Byte (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用射频磁控溅射法沉积制备了(002)ZnO/A l/Si复合结构。研究了Al薄膜对(002) ZnO/Al/Si复合结构的声表面波器件(SAWD)基片性能影响以及当ZnO 薄膜厚度一定时的Al膜最佳厚度。采用X射线衍射(XRD)对Al和ZnO薄膜进行了结构表征 ,采用 扫描电镜(SEM)对ZnO薄膜进行表面形貌表征,并从薄膜生长机理角度进行了分析。结果 表明,加Al薄膜有利于ZnO薄膜按(002)择优取向生长,并且ZnO 薄膜的结晶性能提高;与(002)ZnO/Si结构基片相比,当Al薄膜 厚为100nm时,(002)ZnO/Al/Si结构中ZnO薄 膜的机电耦合系数提高 了65%。

    • Tb3+掺杂高Lu-Gd氟氧化物玻璃的制备及其光谱性能

      2013(5):940-945.

      摘要 (1672) HTML (0) PDF 0.00 Byte (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过高温熔融法制备了10组Tb3+掺杂高 Lu-Gd氟氧化物玻璃样品,测试了样品的密度、透射光谱、激发光 谱、紫外激发发射光谱、X射线激发发射光谱和Tb3+、Gd3+的荧光寿命。着重 研究了Gd2O3和Lu2O3对Tb3+发光的影响,Tb3+的浓度猝灭效应以及Gd3+与Tb3+的能量 传递。结果表明,样品的密度 很高,部分样品密度已经超过6g/cm3;Tb3+的浓度猝灭效 应使得350~450nm范围内的荧光强度下降, 但是使得480~650nm范围内的发光强度增强;Lu2O3对Tb3+ 的紫外激发荧光强度几乎没有影响,但是 对X射线激发的发光强度有较大的影响;Gd2O3对Tb3+的发光具有促进作用, 两者 之间存在着能量传递,并通过Dexter理论验证了Gd3+与Tb3+间的能量传递是无 辐射能量传递。

    • MP-CVD中CH4浓度对CH4/H2等离子体中基团的影响

      2013(5):946-950.

      摘要 (1936) HTML (0) PDF 0.00 Byte (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用发射光谱法(OES)诊断了微波等离子体化学气 相沉积(MP-CVD)制备金刚石膜过程中CH4浓度对 CH4/H2等离子 体中基团分布的影响,并利用拉曼光谱对不同CH4浓度下沉积的金刚石膜生长面进行表 征。研究表明:CH4/H2等离子体中存在Hα、Hβ、Hγ、CH、C2基团,且各基团谱线强度随CH4浓度 的增加而增强,其中C2基团的光 谱强度显著增强;CH4/H2等离子体电子温度随CH4浓度的增加而上升;光谱空间诊 断发 现等离子体球中基团 沿径向分布不均匀,随CH4浓度增加,C2和CH基团分布的均匀性显著变差;沉积速率 测试表明,单纯增加CH4浓度不能有效提高金刚石膜的沉积速率;Raman光谱测试结果 表 明,低CH4浓度(0.8%)下沉积出的金刚石膜质量更理想。

    • Ag掺杂浓度对ZnO纳米花荧光增强的影响

      2013(5):951-955.

      摘要 (1565) HTML (0) PDF 0.00 Byte (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水浴与光照相结合的方法制备了Ag/ZnO纳米复 合结构,研究了不同Ag掺杂浓度对 ZnO发光强度的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光 (PL)光谱对Ag/ZnO纳米复合物的结构、形貌和光学性能进行了研究。SEM表明,由水浴法制 得的ZnO纳米花结构长约1.0μm,直径为200nm左右。XRD结果显示,Ag掺杂后Ag/ZnO 纳米复合结构衍射峰的强度都增强,当掺杂浓度为0.153wt%时,在38.28°出现了Ag2O的衍射峰。PL表明,Ag浓度极大影响了ZnO紫外发光强度。当Ag的掺杂 浓度为0.051wt% 时,Ag/ZnO纳米复合结构具有最强的紫外发射强度,同未掺杂的ZnO相比,紫外发光强度提 高了11倍。研究结果表明,利用Ag纳米颗粒的局域表面等离子共振(LSPR)特性增强了ZnO纳 米结构的荧光强度,从而提高了荧光检测的灵敏度。

    • 热处理温度对Li2SrSiO4:Eu2+发光性能的影响

      2013(5):956-960.

      摘要 (1755) HTML (0) PDF 0.00 Byte (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高温固相反应法制备一种白光发光二极管(LED )用黄色荧光粉Li2Sr(1-x)SiO4:xEu2+, 研究测试温度和退火温度对Li2Sr(1-x)SiO4:xEu2+荧光粉发光性能的影响。实验发现,对于 不同掺杂浓度的样品,在不同测试温度下,经过热处理后的样品与未处理样品相 比,激发和发射光谱强度得到普遍提高,原因是热处理后晶体结构的完整性得到 提高。在变温测试下,Li2Sr(1-x)SiO4:xEu2+的发光性能总体是随着测试温度升高而 下降,但在短波长(500~550nm)范围内的发光性能随着温度升高 而增强。分析表明,这与Li2SrSiO4基质材料的晶体结构和掺杂元素有关。

    • >测量·检测
    • 基于OTDR技术的高压输电导线断股和损伤检测

      2013(5):961-966.

      摘要 (1646) HTML (0) PDF 0.00 Byte (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了保证高压输电线路的正常运行,及时准确地 对输电导线的断股、损伤进行检测,提出了一种应用光 时域反射仪(OTDR)技术对输电导线断股、损伤进行分布式光纤传感检测的方法。基于OTDR技 术搭建了利用钢管模拟输电导线的模拟损伤试验系统,进行了高压输电导线断股、损伤 实物试验。高 压输电导线断股、损伤模拟试验及实物试验的结果表明,应用OTDR技术可以有效地识别出高 压输电导线的断股、损伤,并能够对损伤部位进行精确地定位。

    • 基于RGB数字滤光的CCD激光熔覆测温系统的标定

      2013(5):967-974.

      摘要 (1722) HTML (0) PDF 0.00 Byte (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高基于彩色CCD比色测温的激光熔覆测温系 统的精度和测温范围,提出了基于RGB数字滤 光的温度标定方法。采用MIKON M390高温标准黑体炉,每隔50℃采 集不同参数下黑体炉辐射图像,在 1000~1800℃的测温范 围内对彩色CCD相机采用比色测温法进行温度标定。提出将发射率归结到待定系 数K值中,并基于最小二乘法建立K与灰度比之间的一一对应关系,减小发射率 误差;提出先用外搭载 RGB分色窄带滤光片进行图像采集和分色滤光处理,然后建立分色滤光后灰度与无分色滤光 灰度之间的映 射关系,对无RGB分色滤光片的灰度值进行数字滤光,实现光谱响应带宽的误 差校正。本文方法将系统最 大测温误差缩小至38.6℃,将原测温范围扩大近300℃。实验结果表明,基于RGB数字软滤波方法的彩 色CCD测温标定方法,简单实用、精度较高,可以较大程度提高测温范围。

    • 光纤-电容液滴分析技术用于水的盐度检测

      2013(5):975-981.

      摘要 (1791) HTML (0) PDF 0.00 Byte (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于光纤-电容液滴分析方法的原理,分析了光 纤信号与水中盐度的关系,研究了盐 度检测的可行性。利用菲涅耳公式推导了光纤信号与水中折射率的关系式,并由水中的盐度 与折射率的关系及对应的数据表,计算了盐度变化引起的光纤信号的变化情况。搭建了实验 装置,对20种不同盐度的溶液进行了实验,得到了20种溶液的光纤液滴指纹图及基于体积的 液滴指纹图。分析结果表明,随着水中盐度的增加,光纤信号值不断增大。利用4滴完整液 滴的光纤信号平均值分别建立了线性和二次多项式的盐度检测模型,通过比较两种模型的误 差,得出线性模型检测误差较小、效果较好,最大检测误差为0.37% 。

    • >多媒体通信
    • CUDA架构下的高清视频实时校正及显示系统

      2013(5):982-989.

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 0.00 Byte (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决高清视频的畸变校正及显示的实时性问题 ,提出了一种CUDA架构下的并行加速方案。系统利用张正友标定方法获得摄像机的内部 参数和 畸变参数,并利用GPU的大规模并行计算能力加速校正过程。校正后,位于显存的图像数据 直接利用OPENGL驱动进行显示。针对不同架构GPU片上资源限制不同,设计了一种并行划分 参数自整定算法,保证了程序移植到不同GPU后能充分利用硬件资源, 实现最佳性能。实验结果表明,本文设计的系统对传统串行处理系统的综合加速比最高可达 39倍以上,对2596×1920分辨率视频下的处理帧率可达100F/s以上。

    • >图像和信息处理
    • 基于区域最大相似度的快速图像分割算法

      2013(5):990-998.

      摘要 (2286) HTML (0) PDF 0.00 Byte (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于区域最大相似度图像分割(MSRM)算法中利 用颜色直方图描述符计算相邻区域之间相似度存 在着计算量大和描述能力的不足,提出改用基于局部二值模式(LBP)纹理描述符计 算相邻区域相似度的改进MSRM(IMSRM)算法。LBP描述符通过对像素点之间局 部微结构进行编码实 现了对其空间关系的描述,有效提高了对区域特征的描述能力,并且所获得的特征矢量维数 远小于颜色直 方图,区域之间的相似度计算效率大幅度得到提高。与MSRM算法对比实验表明,IMSRM算法 可以从各种复杂背景中有效提取待分割对象的轮廓,所提取的轮廓边缘细节上更优,算法执 行效率能够提高50%左右。

    • 基于Contourlet域图谱聚类和多尺度Markov模型的多光谱遥感图像分割

      2013(5):999-1005.

      摘要 (1921) HTML (0) PDF 0.00 Byte (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多光谱遥感图像的特点,结合图谱聚类、Co ntourlet系数分布的统计特性和多尺度Markov模型, 提出了一种基于Contourlet域图谱聚类和多尺度Markov模型的分割(CSCMMS)方法。首先对 待分割图像进行Contourlet变换,利用图谱聚类对最粗尺度低频图像聚类得到可靠的初始分 割结果;然后 利用互信息构造Contourlet域的多尺度Markov模型,结合多尺度、多方向的图像信息将低频 图像的初始分 割结果逐尺度传递到最细尺度,得到原始图像的分割。对合成图像和多光谱遥感图像的实验 结果表明,提 出方法在边缘信息保持和噪声敏感性上具有明显改进,错分率和运算时间进一步降低。

    • 受激布里渊散射在被动毫米波综合孔径成像中的运用

      2013(5):1006-1011.

      摘要 (1629) HTML (0) PDF 0.00 Byte (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种将受激布里渊散射(SBS)应用于被动毫 米波综合孔径成像中的方案。运用光纤SBS效应,对毫米波的 抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号的一个边带进行放大同时抑制另一个边带,实现毫米波 信号的抑制载波单边带(SSB-SC)调制。将该方案应用 于被动毫米波综合孔径成像中,在获得毫米波信号上变频的同时实现了光学滤波以及单边 带功率放大。深入分析了SBS实现SSB-SC调制的原理以及运用于被动毫米波综 合孔径成像中的可行性。实验结果表明:本文方案可以有效 实现毫米波的上变频、功率放大及滤波功能;与传统电光调制系统相比,本文方案简单有效 ,由于系统对携带毫米波信息的边带有放大作用,可以运用于毫米波功率较低时的成像。

    • >光物理
    • 离轴涡旋光束干涉光场的理论研究

      2013(5):1012-1017.

      摘要 (1942) HTML (0) PDF 0.00 Byte (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:对普通拉盖尔-高斯涡旋光束和离轴拉盖尔-高 斯涡旋光束干涉光场进行了理论 模拟。对比分析表明,离轴涡旋干涉图样中光强分布不对称,拓扑荷取相同或者不同数值光 强 分布均向一个方向集中。拓扑荷取相同数值时,改变离轴参数d 使得干涉光强图样不对称现 象更加明显;拓扑荷取不同数值时,与普通涡旋光束干涉一样只影响光斑圆周展宽;且拓扑 荷 的正负决定光场集中分布的方向。当拓扑荷和离轴参数一定时,随着传输距离的增加观察面 上的光斑展宽也在相应增加。其结果将对长距离探测涡旋光束干涉的对准问题以及利用涡旋 光束捕获操纵微粒子起到指导性作用。

    • >生物医学光子学
    • 基于可控图像分割的快速视网膜血管提取算法

      2013(5):1018-1025.

      摘要 (2319) HTML (0) PDF 0.00 Byte (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多数视网膜血管提取算法实时性不强和分割 精度不高的问题,提出了一种基于可控图像分割的 快速视网膜血管提取算法。首先,对视网膜G分量图像的灰 度进行反转和自适应直方图均衡化,应用结 构元素为“菱形”和“圆盘形”的形态学“开”运算平滑图像背景和增强血管对比度,消除 视盘后阈值分割并二值 化得到不含视盘的分割图像。其次,根据在灰度图像中检测到的视盘构建掩膜,再次对 视网膜绿色分 量图像自适应直方图均衡化后进行阈值分割,并和掩膜进行逻辑“与”运算得到含有掩膜的 分割图像。最后, 将不含视盘的分割图像与含有掩膜的分割图像进行逻辑“与”运算,并融合边界信息获得最 终的视网膜血管 结构。实验结果表明,本文算法能有效提取视网膜眼底图像的血管网络,有较强的实时性和 较高的分割精度。

    • 修饰掺硼金刚石电极循环伏安法检测尿酸

      2013(5):1026-1031.

      摘要 (1372) HTML (0) PDF 0.00 Byte (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:用直流等离子体喷射化学气相沉积(CVD)法制备掺 硼金刚石(BDD)薄膜电极。通过扫描电镜(SEM)观察到薄膜表面分布均匀致密;霍尔测 试仪检测薄膜的电阻率为0.023Ω·cm,载流子浓度为6.423×1019 cm-3;循环伏安法(CVa)测得其电极电势窗为 3.4V;分析了浓度为10μmol/L的 尿酸(UA)溶液在BDD电极表面的电化学响应,表明扫描速率的平方根与氧化峰电流呈线性关 系。通过对比茜素黄、牛磺酸和L-半胱氨酸3种物质对BDD电极进行修饰,表明由L-半胱氨 酸修饰BDD电极的电催化氧化能力最强;在浓度为1×10-7~1×10-4 mol/L范围内,浓度的对数与氧化峰电流呈线性关系,且检测限为 1×10-8 mol/L。实验结果表明,20倍浓度的葡萄糖和抗坏血酸对UA的 检测不构成影响。

    • 激光诱导击穿光谱检测牛奶中的Na元素

      2013(5):1032-1036.

      摘要 (1877) HTML (0) PDF 0.00 Byte (219) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,检测了牛奶样品中的Na元素含量。实验共分析了15个 牛奶样品,其中9个已知样品作为定标样品,采用偏最小二乘法(PLS )建立Na元素定量分析的回归模型;使用另外6个作为待测样品,用以检验模型的定量分析结 果。检测出了6个待测样品中的Na元素含量,其中检验样品中参 考含量和预测含量之间的线性相关度达到0.993,相对误差均在15%以下。检测结果表明,LIBS技术能快速准确地检测牛奶中的Na含 量,表现出较好的应用潜力。