光纖組束激光對可見光硅CCD的有效干擾距離分析

為了分析光纖組束激光的工業(yè)加工應用前景,對組束激光的角偏移和腔耦合效率進行了理論分析和數(shù)值計算,結果表明組束激光輸出功率可以達到10kw量級。結合雙光柵組束結構,對組束激光的光束質量進行控制,結果表明此條件下優(yōu)化的組束激光光束質量可以達到1.4左右。光纖組束激光在輸出功率和光束質量兩方面均滿足工業(yè)加工的應用需求。

光纖的模場分布是光纖最基本的特性,它包含了很多光纖的有關信息,單模光纖都工作在不可見的近紅外波長范圍內,且在可見光范圍并非單模工作。提出了一種利用可見光測量近紅外單模光纖模場直徑的新方法,導出了一個考慮光纖材料色散的更精確地計算不同v值時模場直徑的公式,設計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,消除了高階模對測量結果的影響,利用二元非線性曲面擬合,測得了光纖在近紅外工作波長下的模場直徑。由于無需紅外光源、紅外探測器以及精密的掃描裝置,該方法具有成本低廉、測量速度快、調整容易等優(yōu)點。

介紹了一種用于紅外動態(tài)場景生成的新型可見光/紅外圖像轉換器芯片.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到98.5%以上,3～5μm波段的紅外發(fā)射率可以達到0.73,8～12μm波段的發(fā)射率達到0.82.測試證明,此吸收輻射膜完全滿足紅外圖像轉換芯片的應用要求.

針對高爐風口回旋區(qū)ccd工況檢測中圖像過飽和失真問題,提出了ccd光積分時間控制模型,解決高爐回旋區(qū)輻射測溫過程中ccd在由于輻射強度過大易出現(xiàn)輸出過飽和電流導致"圖像發(fā)白"問題,并進行了高爐回旋區(qū)斷面溫度與ccd快門時間關聯(lián)實驗,并給出了一定快門時間下溫度與圖像灰度計算模型;理論和實驗研究表明,ccd快門時間過長,使圖像的清晰程度下降甚至不可辨;通過控制ccd快門時間,可提高ccd輻射測溫動態(tài)范圍;工業(yè)應用表明,這種方法能實現(xiàn)高爐風口回旋區(qū)斷面溫度的在線非接觸測量和回旋區(qū)工況監(jiān)控。

對用棱鏡實現(xiàn)波長可調諧的金綠寶石激光器進行了理論和實驗研究,分析了其在可調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),通過實驗獲得了調諧范圍725~781nm、中心波長最大輸出能量達1j的激光輸出。用不同波長、不同重復頻率的金綠寶石激光對掃描線陣ccd成像進行了干擾實驗,獲得了較好的干擾效果。

分析了光學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、鍍制工藝四個方面,對可見光減反膜的膜系設計特點進行了研究,確定了基本的設計原則。

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.白光led既能提供照明,也能滿足小型室內的無線網絡要求.本文主要對白光led的室內可見光通信字符傳輸系統(tǒng)進行了研究,重點研究了白光led可見光通信系統(tǒng)的硬件電路和編解碼設計,設計出了基于白光led的ppm編碼調制和解碼電路,從而構建vlc無線網絡.系統(tǒng)采用的是直射式鏈路形式和光強度調制——直接檢測技術對白光led的鍵碼調制,設計了接收可見光的光解碼電路,從而實現(xiàn)了白光led可見光通信的字符傳輸.

針對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用提供光學反饋,使系統(tǒng)無需復雜的相位檢測與控制就可實現(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)射機發(fā)射角和反射面位置對系統(tǒng)傳輸性能的影響。采用控制變量法進行了仿真實驗,得到了在各參數(shù)不同時接收端直射功率和反射功率的比值。

可見光通信技術是一類新型的技術,具有節(jié)約能源的特點,可以滿足當前社會的低碳需求,故此該技術的推廣意義非凡.當前,很多人開始關注室內可見光的技術應用,我國的相關專業(yè)人員也開始將研究重點轉移到該項研究上,目的是發(fā)揮室內可見光的最大功能.本文細致的闡述了通信技術關鍵性手段,并探究室內可見光的關鍵技術應用要點,用以推進我國的技術發(fā)展,創(chuàng)新我國的通信技術.

1.06μм高反可見光高透的平板分光膜系之設計與分析

2017年第四屆“啟航杯”電子設計訓練賽 a題：穿透毛玻璃的可見光成像系統(tǒng) 一．任務 使用cmos或者ccd成像系統(tǒng)透過毛玻璃對目標物體成像。毛玻璃與目標物之 間不可添加任何光學元件和照明光源。目標物距離毛玻璃5cm。 二．基本要求 （1）在沒有放置毛玻璃的情況下對目標物a進行成像；（10分） （2）在放置1號毛玻璃的情況下對目標物a進行成像，并計算點擴散函數(shù)； （10分） （3）在放置1號毛玻璃的情況下對目標物b直接進行成像，成像質量進行排名， 分數(shù)依次減少2分。（50分） 三.發(fā)揮要求 （4）在放置2號毛玻璃的情況下對目標物c直接進行成像，成像質量進行排名， 分數(shù)依次減少2分。（20分） （5）其他。（10分） 四．設計報告 本作品需要提交設計報告 項目主要內容滿分 方案論證比較與選擇，方案描述3 理論分析與計算系統(tǒng)相關參數(shù)設計5

該系統(tǒng)采用雙波段視頻采集技術,綜合可見光與紅外的視場信息,提高了其抗干擾能力和火災識別率,并且實現(xiàn)了對火災的分級報警。算法中采用編號標記、編號生存期等一系列標記機制,可實現(xiàn)多個火焰目標的穩(wěn)定跟蹤識別,并且采用基于圖像輪廓的算法,增強系統(tǒng)實時性并減少系統(tǒng)內存損耗;硬件采用dsp與arm雙系統(tǒng)組合,tm320dm642用于圖像處理,lpc2368用于通信與報警,系統(tǒng)運行更加高效。實驗結果表明,該系統(tǒng)對火災探測的準確性高,抗干擾能力較強,并且具有較快的反應速度。

第六屆全國大學生光電設計競賽賽題 競賽題目1：穿透毛玻璃的可見光成像系統(tǒng) 競技重點： 透過復雜介質獲取對向物體圖像精細信息的能力。 競賽說明： 使用cmos或者ccd成像系統(tǒng)透過毛玻璃對目標物體成像。 競賽規(guī)則： 使用自行設計的cmos或ccd成像系統(tǒng)，透過毛玻璃對目標物成像。毛玻璃 與目標物之間不可添加任何光學元件和照明光源。目標物距離毛玻璃5cm。 光路示意圖 評分規(guī)則： 比賽前組織委員會準備4種不同散射程度的毛玻璃板。每隊在規(guī)定時間內，使 用不同毛玻璃板對同一目標分別進行成像，并輸出各次成像結果，競賽成績由各 次成像結果的得分求和獲得。（競賽隊在各次成像間，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），總的成像時間不超過10分鐘。各隊將 所獲得的物體圖像保存為通用的數(shù)字圖像文件，并將該次成像結果識別出來的物 體圖像精細信息填表上交。 裁判

根據(jù)ook原理,用veriloghdl來完成ook調制、解調與同步模塊的設計,配合驅動電路、接收電路完成了整套可見光通信系統(tǒng)的設計,并測試了系統(tǒng)的性能,測試結果顯示該系統(tǒng)可實現(xiàn)1m范圍內通信,且80cm范圍內波形良好無失真.

本文給出了led路燈實現(xiàn)可見光通信的一種方案,介紹了其組成、工作原理及實現(xiàn)過程,通過matlab仿真驗證了方案的可行性。最后,通過采用相應的調制解調技術,現(xiàn)場測試并驗證了led路燈實現(xiàn)可見光通信的可行性,并實時傳送了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。

本文報道了一種基于單頻振蕩器耦合進入4個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。振蕩器調制帶寬達到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行放大,以提供每個通道超過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。

以qk3為基底設計了一種寬帶可見光區(qū)增透膜(增透波長0.4~0.8μm),工藝實現(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光譜儀對雙面鍍制該膜系樣品的透過率進行測量,結果表明平均透過率達97.73%。環(huán)境測試表明,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光子的運動軌跡和接收過程。論述了室內可見光通信系統(tǒng)6種基本鏈路形式,并對其信道脈沖響應進行了仿真,分析了脈沖響應的成分組成和幅值特性。仿真結果表明,光源所發(fā)出的光子只有0.1%~7.2%被接收機接收,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%。

理論分析了纖芯錯位對激光輸出功率及光束質量的影響,研究表明,纖芯錯位后纖芯中的各個模式均有一定的功率衰耗,且基?？倳蚋唠A模耦合,導致光束質量下降。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),實驗研究了諧振腔外纖芯錯位、諧振腔內纖芯錯位以及諧振腔內和諧振腔外纖芯同時錯位幾種不同的情況對輸出激光性能的影響,結果表明,諧振腔內纖芯錯位和諧振腔外纖芯錯位都會造成激光器性能的下降,但諧振腔內纖芯錯位將導致激光器功率明顯下降,而諧振腔內和諧振腔外同時錯位會導致激光器光束質量急劇下降。

常見光纖應用

基于衍射理論推導出多芯雙包層光纖激光器的遠場相干光光強理論模型,并在此基礎之上,系統(tǒng)地分析比較了纖芯不同排布方式的合束效果,重點研究了纖芯的單層圓環(huán)排布、多層圓環(huán)排布、方形排布、正六邊形堆積排布4種方案的合束效果,及在一定纖芯排布下纖芯直徑、纖芯軸間距、出射平面與衍射平面間距離、波長對合束效果的影響。研究發(fā)現(xiàn):在纖芯數(shù)目一定的情況下,單層圓環(huán)排布的合束效果最優(yōu),其次是方陣排布;纖芯數(shù)目越多,截面利用率越高,可獲得更大合束最大光強;方陣排布方式及正六邊形堆積排布方式可有效提高截面利用率;增大纖芯直徑,減小纖芯軸間距、減小出射平面與衍射平面間的距離、減小波長可以獲得更好的合束效果。