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(jié)果表明組束激光輸出功率可以達到10kw量級。結(jié)合雙光柵組束結(jié)構,對組束激光的光束質(zhì)量進行控制,結(jié)果表明此條件下優(yōu)化的組束激光光束質(zhì)量可以達到1.4左右。光纖組束激光在輸出功率和光束質(zhì)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(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(jié)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(diào)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(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(zhuǎn)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(diào)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(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),通過實驗獲得了調(diào)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(nèi)的無線網(wǎng)絡要求.本文主要對白光led的室內(nèi)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(diào)制和解碼電路,從而構建vlc無線網(wǎng)絡.系統(tǒng)采用的是直射式鏈路形式和光強度調(diào)制——直接檢測技術對白光led的鍵碼調(diào)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(nèi)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(zhuǎn)移到該項研究上,目的是發(fā)揮室內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(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用于通信與報警,系統(tǒng)運行更加高效。實驗結(jié)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(zhì)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(nèi)，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(jié)果，競賽成績由各 次成像結(jié)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(jié)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(diào)制、解調(diào)與同步模塊的設計,配合驅(qū)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(jié)果顯示該系統(tǒng)可實現(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(diào)制解調(diào)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(diào)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。

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.運用模式耦合理論,對此模型進行了理論分析,導出了濾波器與端面反射鏡構成系統(tǒng)有效反射率的表達式.并根據(jù)其表達式作了數(shù)值模擬,結(jié)果為:對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)中設置一個光纖濾波器,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,為實驗研究提供了一定的理論依據(jù).

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(jié)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(nèi)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(jié)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(zhì)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(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),實驗研究了諧振腔外纖芯錯位、諧振腔內(nèi)纖芯錯位以及諧振腔內(nèi)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(jié)果表明,諧振腔內(nèi)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(nèi)纖芯錯位將導致激光器功率明顯下降,而諧振腔內(nèi)和諧振腔外同時錯位會導致激光器光束質(zhì)量急劇下降。

常見光纖應用