為了分析光纖組束激光的工業(yè)加工應(yīng)用前景,對(duì)組束激光的角偏移和腔耦合效率進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計(jì)算,結(jié)果表明組束激光輸出功率可以達(dá)到10kw量級(jí)。結(jié)合雙光柵組束結(jié)構(gòu),對(duì)組束激光的光束質(zhì)量進(jìn)行控制,結(jié)果表明此條件下優(yōu)化的組束激光光束質(zhì)量可以達(dá)到1.4左右。光纖組束激光在輸出功率和光束質(zhì)量?jī)煞矫婢鶟M足工業(yè)加工的應(yīng)用需求。

光纖的模場(chǎng)分布是光纖最基本的特性,它包含了很多光纖的有關(guān)信息,單模光纖都工作在不可見的近紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi),且在可見光范圍并非單模工作。提出了一種利用可見光測(cè)量近紅外單模光纖模場(chǎng)直徑的新方法,導(dǎo)出了一個(gè)考慮光纖材料色散的更精確地計(jì)算不同v值時(shí)模場(chǎng)直徑的公式,設(shè)計(jì)了利用可見光直接拍攝模斑的系統(tǒng),采用纏繞法提取基模,消除了高階模對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,利用二元非線性曲面擬合,測(cè)得了光纖在近紅外工作波長(zhǎng)下的模場(chǎng)直徑。由于無需紅外光源、紅外探測(cè)器以及精密的掃描裝置,該方法具有成本低廉、測(cè)量速度快、調(diào)整容易等優(yōu)點(diǎn)。

介紹了一種用于紅外動(dòng)態(tài)場(chǎng)景生成的新型可見光/紅外圖像轉(zhuǎn)換器芯片.采用離子刻蝕工藝制作芯片的吸收輻射膜,其可見光波段吸收率可以達(dá)到98.5%以上,3～5μm波段的紅外發(fā)射率可以達(dá)到0.73,8～12μm波段的發(fā)射率達(dá)到0.82.測(cè)試證明,此吸收輻射膜完全滿足紅外圖像轉(zhuǎn)換芯片的應(yīng)用要求.

針對(duì)高爐風(fēng)口回旋區(qū)ccd工況檢測(cè)中圖像過飽和失真問題,提出了ccd光積分時(shí)間控制模型,解決高爐回旋區(qū)輻射測(cè)溫過程中ccd在由于輻射強(qiáng)度過大易出現(xiàn)輸出過飽和電流導(dǎo)致"圖像發(fā)白"問題,并進(jìn)行了高爐回旋區(qū)斷面溫度與ccd快門時(shí)間關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn),并給出了一定快門時(shí)間下溫度與圖像灰度計(jì)算模型;理論和實(shí)驗(yàn)研究表明,ccd快門時(shí)間過長(zhǎng),使圖像的清晰程度下降甚至不可辨;通過控制ccd快門時(shí)間,可提高ccd輻射測(cè)溫動(dòng)態(tài)范圍;工業(yè)應(yīng)用表明,這種方法能實(shí)現(xiàn)高爐風(fēng)口回旋區(qū)斷面溫度的在線非接觸測(cè)量和回旋區(qū)工況監(jiān)控。

對(duì)用棱鏡實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)諧的金綠寶石激光器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究,分析了其在可調(diào)諧波段的增益和閾值特性,優(yōu)化了腔形、輸出鏡透射率等參數(shù),通過實(shí)驗(yàn)獲得了調(diào)諧范圍725~781nm、中心波長(zhǎng)最大輸出能量達(dá)1j的激光輸出。用不同波長(zhǎng)、不同重復(fù)頻率的金綠寶石激光對(duì)掃描線陣ccd成像進(jìn)行了干擾實(shí)驗(yàn),獲得了較好的干擾效果。

分析了光學(xué)零件表面的光能量的反射損失,從膜系選擇、膜料選擇、膜層厚度、鍍制工藝四個(gè)方面,對(duì)可見光減反膜的膜系設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了研究,確定了基本的設(shè)計(jì)原則。

可見光通信是利用白光led可見光光波作為載體的無線光通信技術(shù).白光led既能提供照明,也能滿足小型室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)要求.本文主要對(duì)白光led的室內(nèi)可見光通信字符傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了研究,重點(diǎn)研究了白光led可見光通信系統(tǒng)的硬件電路和編解碼設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出了基于白光led的ppm編碼調(diào)制和解碼電路,從而構(gòu)建vlc無線網(wǎng)絡(luò).系統(tǒng)采用的是直射式鏈路形式和光強(qiáng)度調(diào)制——直接檢測(cè)技術(shù)對(duì)白光led的鍵碼調(diào)制,設(shè)計(jì)了接收可見光的光解碼電路,從而實(shí)現(xiàn)了白光led可見光通信的字符傳輸.

針對(duì)外腔譜組束和主振蕩功率放大(mopa)組束方案中存在的問題,基于體光柵極窄的波長(zhǎng)選擇性和角度選擇性,提出了兩種多陣元光纖激光組束方案。為克服外腔譜組束中陣元數(shù)目受衍射元件有限頻譜范圍的限制,提出了一種基于級(jí)聯(lián)體光柵的譜組束方案,該方案可使組束陣元數(shù)目隨光柵數(shù)目倍增;提出了一種基于重疊體光柵的mopa組束方案,該方案通過重疊體光柵的雙向復(fù)用提供光學(xué)反饋,使系統(tǒng)無需復(fù)雜的相位檢測(cè)與控制就可實(shí)現(xiàn)各陣元光束的相位鎖定。

提出一種室外可見光通信(vlc)信道模型,介紹了可見光在室外傳輸?shù)闹鄙渎窂侥Ｐ秃鸵淮畏瓷渎窂侥Ｐ?分析了傳輸距離、發(fā)射機(jī)發(fā)射角和反射面位置對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響。采用控制變量法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),得到了在各參數(shù)不同時(shí)接收端直射功率和反射功率的比值。

可見光通信技術(shù)是一類新型的技術(shù),具有節(jié)約能源的特點(diǎn),可以滿足當(dāng)前社會(huì)的低碳需求,故此該技術(shù)的推廣意義非凡.當(dāng)前,很多人開始關(guān)注室內(nèi)可見光的技術(shù)應(yīng)用,我國(guó)的相關(guān)專業(yè)人員也開始將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到該項(xiàng)研究上,目的是發(fā)揮室內(nèi)可見光的最大功能.本文細(xì)致的闡述了通信技術(shù)關(guān)鍵性手段,并探究室內(nèi)可見光的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn),用以推進(jìn)我國(guó)的技術(shù)發(fā)展,創(chuàng)新我國(guó)的通信技術(shù).

1.06μм高反可見光高透的平板分光膜系之設(shè)計(jì)與分析

2017年第四屆“啟航杯”電子設(shè)計(jì)訓(xùn)練賽 a題：穿透毛玻璃的可見光成像系統(tǒng) 一．任務(wù) 使用cmos或者ccd成像系統(tǒng)透過毛玻璃對(duì)目標(biāo)物體成像。毛玻璃與目標(biāo)物之 間不可添加任何光學(xué)元件和照明光源。目標(biāo)物距離毛玻璃5cm。 二．基本要求 （1）在沒有放置毛玻璃的情況下對(duì)目標(biāo)物a進(jìn)行成像；（10分） （2）在放置1號(hào)毛玻璃的情況下對(duì)目標(biāo)物a進(jìn)行成像，并計(jì)算點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)； （10分） （3）在放置1號(hào)毛玻璃的情況下對(duì)目標(biāo)物b直接進(jìn)行成像，成像質(zhì)量進(jìn)行排名， 分?jǐn)?shù)依次減少2分。（50分） 三.發(fā)揮要求 （4）在放置2號(hào)毛玻璃的情況下對(duì)目標(biāo)物c直接進(jìn)行成像，成像質(zhì)量進(jìn)行排名， 分?jǐn)?shù)依次減少2分。（20分） （5）其他。（10分） 四．設(shè)計(jì)報(bào)告 本作品需要提交設(shè)計(jì)報(bào)告 項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分 方案論證比較與選擇，方案描述3 理論分析與計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)5

該系統(tǒng)采用雙波段視頻采集技術(shù),綜合可見光與紅外的視場(chǎng)信息,提高了其抗干擾能力和火災(zāi)識(shí)別率,并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)火災(zāi)的分級(jí)報(bào)警。算法中采用編號(hào)標(biāo)記、編號(hào)生存期等一系列標(biāo)記機(jī)制,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)火焰目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤識(shí)別,并且采用基于圖像輪廓的算法,增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性并減少系統(tǒng)內(nèi)存損耗;硬件采用dsp與arm雙系統(tǒng)組合,tm320dm642用于圖像處理,lpc2368用于通信與報(bào)警,系統(tǒng)運(yùn)行更加高效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)探測(cè)的準(zhǔn)確性高,抗干擾能力較強(qiáng),并且具有較快的反應(yīng)速度。

第六屆全國(guó)大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽題 競(jìng)賽題目1：穿透毛玻璃的可見光成像系統(tǒng) 競(jìng)技重點(diǎn)： 透過復(fù)雜介質(zhì)獲取對(duì)向物體圖像精細(xì)信息的能力。 競(jìng)賽說明： 使用cmos或者ccd成像系統(tǒng)透過毛玻璃對(duì)目標(biāo)物體成像。 競(jìng)賽規(guī)則： 使用自行設(shè)計(jì)的cmos或ccd成像系統(tǒng)，透過毛玻璃對(duì)目標(biāo)物成像。毛玻璃 與目標(biāo)物之間不可添加任何光學(xué)元件和照明光源。目標(biāo)物距離毛玻璃5cm。 光路示意圖 評(píng)分規(guī)則： 比賽前組織委員會(huì)準(zhǔn)備4種不同散射程度的毛玻璃板。每隊(duì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，使 用不同毛玻璃板對(duì)同一目標(biāo)分別進(jìn)行成像，并輸出各次成像結(jié)果，競(jìng)賽成績(jī)由各 次成像結(jié)果的得分求和獲得。（競(jìng)賽隊(duì)在各次成像間，后續(xù)使用的毛玻璃板必須 低于前次成像使用的毛玻璃的散射度），總的成像時(shí)間不超過10分鐘。各隊(duì)將 所獲得的物體圖像保存為通用的數(shù)字圖像文件，并將該次成像結(jié)果識(shí)別出來的物 體圖像精細(xì)信息填表上交。 裁判

根據(jù)ook原理,用veriloghdl來完成ook調(diào)制、解調(diào)與同步模塊的設(shè)計(jì),配合驅(qū)動(dòng)電路、接收電路完成了整套可見光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并測(cè)試了系統(tǒng)的性能,測(cè)試結(jié)果顯示該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)1m范圍內(nèi)通信,且80cm范圍內(nèi)波形良好無失真.

本文給出了led路燈實(shí)現(xiàn)可見光通信的一種方案,介紹了其組成、工作原理及實(shí)現(xiàn)過程,通過matlab仿真驗(yàn)證了方案的可行性。最后,通過采用相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并驗(yàn)證了led路燈實(shí)現(xiàn)可見光通信的可行性,并實(shí)時(shí)傳送了led路燈工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)。本文的研究為城市路燈的管理及發(fā)展提供了一種新的思路和參考。

本文報(bào)道了一種基于單頻振蕩器耦合進(jìn)入4個(gè)光纖放大器的鎖相光纖束激光器,這種激光器可以提供超過600w的相干光束。振蕩器調(diào)制帶寬達(dá)到2ghz來增加受激布里淵散射的閾值,然后分出一路光束并頻移形成參考光束。振蕩器輸出通過基于20μm芯徑y(tǒng)b摻雜光纖的終端泵浦的光纖放大器進(jìn)行放大,以提供每個(gè)通道超過260w功率。合成光束形成相干輸出,相位誤差為1/20λ,并不受光譜展寬的影響。

基于改善多模光纖激光器輸出光束質(zhì)量目的,提出了其含有抑制高階模輸出的光纖濾波器的理論模型.運(yùn)用模式耦合理論,對(duì)此模型進(jìn)行了理論分析,導(dǎo)出了濾波器與端面反射鏡構(gòu)成系統(tǒng)有效反射率的表達(dá)式.并根據(jù)其表達(dá)式作了數(shù)值模擬,結(jié)果為:對(duì)于含濾波器的多模光纖激光器,其高階模的有效反射率較小,低階模的有效反射率較大.結(jié)論表明,在多模光纖激光器系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)光纖濾波器,使得低階模比高階模更容易起振,可以有效地改善其輸出光束的質(zhì)量,為實(shí)驗(yàn)研究提供了一定的理論依據(jù).

以qk3為基底設(shè)計(jì)了一種寬帶可見光區(qū)增透膜(增透波長(zhǎng)0.4~0.8μm),工藝實(shí)現(xiàn)采用了電子束蒸發(fā)物理氣相沉積的方法,薄膜材料僅含有tio2和sio2,并分別作為高低折射率材料。利用edinburgh光譜儀對(duì)雙面鍍制該膜系樣品的透過率進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果表明平均透過率達(dá)97.73%。環(huán)境測(cè)試表明,薄膜具有良好的穩(wěn)定性和牢固度。該增透膜可以應(yīng)用于可靠性要求較高的環(huán)境中。

可見光通信是一種新興的無線通信方式。介紹了基于朗伯輻射模型的光線追蹤算法,該算法可以精確地模擬每個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)軌跡和接收過程。論述了室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)6種基本鏈路形式,并對(duì)其信道脈沖響應(yīng)進(jìn)行了仿真,分析了脈沖響應(yīng)的成分組成和幅值特性。仿真結(jié)果表明,光源所發(fā)出的光子只有0.1%~7.2%被接收機(jī)接收,視距鏈路中直射光子所攜帶的功率占接收總功率的98.93%~99.8%,非視距鏈路中一次反射的光子所攜帶的功率占接收總功率的85.45%~98.08%。

理論分析了纖芯錯(cuò)位對(duì)激光輸出功率及光束質(zhì)量的影響,研究表明,纖芯錯(cuò)位后纖芯中的各個(gè)模式均有一定的功率衰耗,且基?？倳?huì)向高階模耦合,導(dǎo)致光束質(zhì)量下降。采用20/400μm的雙包層摻鐿光纖,搭建了高功率全光纖激光振蕩系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究了諧振腔外纖芯錯(cuò)位、諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位以及諧振腔內(nèi)和諧振腔外纖芯同時(shí)錯(cuò)位幾種不同的情況對(duì)輸出激光性能的影響,結(jié)果表明,諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位和諧振腔外纖芯錯(cuò)位都會(huì)造成激光器性能的下降,但諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位將導(dǎo)致激光器功率明顯下降,而諧振腔內(nèi)和諧振腔外同時(shí)錯(cuò)位會(huì)導(dǎo)致激光器光束質(zhì)量急劇下降。

常見光纖應(yīng)用