LCVR和AOTF的光谱偏振测量新策略 被引量：7

1

作者 王耀利 张瑞 +2 位作者 王志斌 温廷敦 李克武 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2362-2367,共6页

现有利用液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调谐滤光器(AOTF)的偏振测量方法较为繁琐,故提出了一种光谱偏振测量新策略,去除了机械运动,并且相位延迟量的选取从四组减少为两组。采用两个LCVR和一个AOTF,通过两个相同型号探测器分别测量&... 现有利用液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调谐滤光器(AOTF)的偏振测量方法较为繁琐,故提出了一种光谱偏振测量新策略,去除了机械运动,并且相位延迟量的选取从四组减少为两组。采用两个LCVR和一个AOTF,通过两个相同型号探测器分别测量±1级衍射光,实现光谱偏振测量。电脑控制LCVR和AOTF的驱动系统分别实现所需相位延迟量和波长选择,通过扫描射频驱动整个频段得到被测光的光谱信息。叙述了方法的具体原理,分析了AOTF的偏振模型,通过理论计算LCVR和AOTF的Muller矩阵,推导出了相应的斯托克斯(Stokes)矢量中的I,Q,U的测量公式。分析并仿真了相位延迟量微小偏差对整个系统测量误差的影响,结果显示相位延迟量在±π/100范围内相对误差<3%。实验验证了测量系统的可行性和准确性,测量误差总体<6%。为偏振测量提供了一种简单可行且精度较高的新方法,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 液晶相位可变延迟器 声光可调谐滤光器 偏振测量 斯托克斯矢量

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LSSVM模型下的LCVR相位延迟特性标定方法 被引量：2

2

作者 胡冬梅 刘泉 +1 位作者 于林韬 朱一峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期257-261,共5页

为了标定液晶相位可变延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder,LCVR)的相位延迟特性,在25℃、405 nm波长下,利用搭建的测量装置采集了141组实验样本,其中71组样本为训练集,70组样本为预测集,利用最小二乘支持向量机(Least Squares Sup... 为了标定液晶相位可变延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder,LCVR)的相位延迟特性,在25℃、405 nm波长下,利用搭建的测量装置采集了141组实验样本,其中71组样本为训练集,70组样本为预测集,利用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)和支持向量机(Support Vector Machines,SVM)算法建立LCVR相位延迟量和驱动电压相关数学模型。实验表明,GASVR、PSOSVR、LSSVM方法下最大波长偏差△λ分别为0.013 6λ、0.013 7λ和0.004 5λ,均方误差提高两倍,通过比较,说明该模型能快速准确地预测LCVR工作范围内全部波长、全部电压值下的相位延迟。该方法可作为LCVR相位延迟特性标定的有效手段。 展开更多

关键词 液晶相位延迟器 最小二乘支持向量机 相位延迟 标定

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基于LCTF与LCVR的偏振高光谱成像系统设计 被引量：3

3

作者 杨凡超 李勇 +3 位作者 胡炳樑 孔亮 魏儒义 李洪波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2610-2614,共5页

提出一种基于液晶可调滤光片(LCTF)与两片液晶可调相位延迟器(LCVR)构成的偏振高光谱成像系统,相对于传统LCTF具有转动部件以及无法获取全部偏振态的特点,本系统能够静态凝视成像并且测量目标完整的Stokes参量。通过对两片LCVR取四组不... 提出一种基于液晶可调滤光片(LCTF)与两片液晶可调相位延迟器(LCVR)构成的偏振高光谱成像系统,相对于传统LCTF具有转动部件以及无法获取全部偏振态的特点,本系统能够静态凝视成像并且测量目标完整的Stokes参量。通过对两片LCVR取四组不同延迟组合,构造了一个4×4复原矩阵来获取目标的原始全偏振信息。使用干涉光强法,对两片LCVR分别进行了延迟-电压特性的精确测量;在633nm下验证了全偏振复原算法,通过对误差分析,得到了较好的反演Stokes参数和相应的DoLP与Orient计算值,验证了复原算法的可靠性,可以为全偏振态高光谱遥感成像提供有效的数据。 展开更多

关键词 液晶可调滤光片 液晶可调相位延迟器 高光谱偏振 全偏振

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高光谱偏振成像全Stokes参量获取新方法（英文） 被引量：6

4

作者 李晓 刘顺 +4 位作者 王志斌 薛鹏 张瑞 王耀利 景宁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3953-3958,共6页

考虑到现有Stokes参量获取方法测量速度慢、测量精度低、系统结构复杂等特点,提出了一种基于双液晶可调相位延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)和声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)的光谱偏振成像系统中全... 考虑到现有Stokes参量获取方法测量速度慢、测量精度低、系统结构复杂等特点,提出了一种基于双液晶可调相位延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)和声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)的光谱偏振成像系统中全Stokes参量的新获取方法。从AOTF和LCVR的工作原理出发,介绍了系统的基本探测原理;根据偏振分析提出了快速获取全Stokes参量的新方法——该方法选取四个固定的LCVR控制电压,同时控制两个相同的LCVR对光波进行相位调制,得到四组(八个)两两相同的相位延迟量即可求得Stokes参量。此外,设计了能够稳定输出均方根为0^+8.72V连续可调方波的LCVR控制器,并对其进行定标,实现了不同波长下光波的精确调制。搭建实验样机,以偏振方向分别为0°,90°和45°的三个偏振片P_1,P_2,P_3作为偏振测量目标,测得了波长为632nm时的全Stokes参量图;以画有夹角为30°的红色、绿色、蓝色三色线条的实验板作为光谱测量目标,对400~750nm光谱范围的71个通道(光谱带宽为5nm)进行光谱成像,得到了与红色、绿色和蓝色的分析谱段范围相一致的光谱曲线。结果表明,该系统不仅可以快速准确地获取全部Stokes参量,而且系统结构简单、成像质量良好。 展开更多

关键词 高光谱偏振成像 全Stokes参量 双lcvr AOTF lcvr控制器

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基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计 被引量：16

5

作者 王启超 时家明 +2 位作者 赵大鹏 汪家春 陈宗胜 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期66-71,共6页

为获得目标和场景的偏振信息,提高目标识别和地物探测的准确度,设计了基于液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调滤波器(AOTF)的高光谱偏振成像探测系统。首先介绍了偏振成像探测的原理,然后给出了探测系统的结构,并对其光学系统的各元件... 为获得目标和场景的偏振信息,提高目标识别和地物探测的准确度,设计了基于液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调滤波器(AOTF)的高光谱偏振成像探测系统。首先介绍了偏振成像探测的原理,然后给出了探测系统的结构,并对其光学系统的各元件进行了合理的参数分配,最后利用编制的信息处理软件对系统采集的高光谱偏振图像进行了处理,处理结果能够反映出目标的光谱特性和偏振特性,对于复杂背景下的目标探测与识别具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 偏振成像 系统设计 液晶相位可变延迟器(lcvr) 声光可调滤波器(AOTF)

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一种适用于涂层的双高斯偏振BRDF模型 被引量：6

6

作者 张颖 宋平 赵慧洁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期190-196,共7页

为了更精确地描述涂层类材料的偏振双向反射分布函数,在微面元模型的基础上建立了双高斯偏振BRDF模型并对模型进行了仿真。相对于以往模型,其耦合了强度分布非朗伯的且包含偏振成分的以Rahman-Pinty-Verstraete函数为基础的漫反射。利... 为了更精确地描述涂层类材料的偏振双向反射分布函数,在微面元模型的基础上建立了双高斯偏振BRDF模型并对模型进行了仿真。相对于以往模型,其耦合了强度分布非朗伯的且包含偏振成分的以Rahman-Pinty-Verstraete函数为基础的漫反射。利用基于LCVR的全偏振多谱段成像仪在476 nm波段对白色、哑光白和珍珠白的自喷漆以及普通光盘背面的漆进行了多组面内偏振BRDF测量实验。之后从部分实验数据出发利用最小二乘法对模型参数进行了分步反演,反演结果在多组初值条件下都一致,证明反演得到的参数为全局最小值。最后对获得的模型参数进行仿真,结果表明模型对强度值和偏振度值符合都很好,尤其是能够符合漫反射的偏振。该模型对物质分类及识别以及场景仿真具有一定的实用意义。 展开更多

关键词 偏振BRDF 偏振漫反射 涂层 lcvr

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液晶相位调制型声光成像光谱偏振测量研究

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作者 薛鹏 王志斌 +3 位作者 张瑞 薛锐 王玉江 解琨阳 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期578-583,共6页

新型的声光可调滤波器和双液晶相位可调延迟器相结合的一次成像光谱偏振系统与传统的二次成像光谱系统相比,不仅具有通光孔径大、光利用率高和全系统电调谐等优点,而且还能同时满足AOTF和LCVR的小角度入射,大大提高了光谱测量精度和偏... 新型的声光可调滤波器和双液晶相位可调延迟器相结合的一次成像光谱偏振系统与传统的二次成像光谱系统相比,不仅具有通光孔径大、光利用率高和全系统电调谐等优点,而且还能同时满足AOTF和LCVR的小角度入射,大大提高了光谱测量精度和偏振测量精度。通过实验计算,用拟合修正后的波长λ0和驱动频率fa关系式进行光谱测量,其相对误差值比用理论公式进行测量时减小约一个数量级。并且只需4组相位延迟量和4幅强度图即可求出全部的斯托克斯Stokes参量。理论分析了当系统考虑入射角度时,其偏振度、线偏振度、圆偏振度和角偏振度的最大相对误差值比只考虑光垂直入射时分别减少约0.306%、0.130%、10.96%和3.783%,为进一步提高系统的测量精度提供了理论基础。 展开更多

关键词 AOTF lcvr STOKES 偏振测量 误差分析

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基于Stokes矢量的双相机偏振成像系统 被引量：4

8

作者 杨威 王晓曼 +1 位作者 石林 赵海丽 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期72-75,89,共5页

针对传统偏振成像技术机械振动大、系统不稳定的问题,提出了一种基于Stokes矢量的双相机偏振成像技术,在液晶驱动控制器的作用下,驱动2个液晶可调相位延迟器(LCVR)进行柔性调制,利用相机采集目标的偏振图像,进一步得到Stokes矢量的分量... 针对传统偏振成像技术机械振动大、系统不稳定的问题,提出了一种基于Stokes矢量的双相机偏振成像技术,在液晶驱动控制器的作用下,驱动2个液晶可调相位延迟器(LCVR)进行柔性调制,利用相机采集目标的偏振图像,进一步得到Stokes矢量的分量图像,解算出偏振度、偏振角图像。该方法利用双相机同时成像技术,解决了单相机采集信息不完整的问题,可以实现完全Stokes测量,同时获得目标的线偏振和圆偏振图像。实验结果表明,偏振度(Dop)图像相较于线偏振度(Dolp)图像,包含了更多的细节信息,Dop图像在图像评价指标方面均有5%以上的提升,说明Dop图像可以更好地还原被测目标物。采用该方法可以提高对静态目标的识别能力。 展开更多

关键词 偏振成像 Stokes矢量 lcvr 柔性调制

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基于支持向量机的波片相位延迟测量新方法 被引量：9

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作者 胡冬梅 宋路 牛国成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1517-1523,共7页

为实现液晶可变延迟器(LCVR)对入射光相位精确调制,分析了LCVR的双折射率色散特性,得到相位延迟量由驱动电压项和色散项组成的关系式;采用支持向量机SVM(support vector machines)算法,并用粒子群算法PSO(particle swarm optimization)... 为实现液晶可变延迟器(LCVR)对入射光相位精确调制,分析了LCVR的双折射率色散特性,得到相位延迟量由驱动电压项和色散项组成的关系式;采用支持向量机SVM(support vector machines)算法,并用粒子群算法PSO(particle swarm optimization)对支持向量机的参数(c和g)进行优化,构建粒子群-支持向量机的LCVR相位延迟特性中驱动电压项的预测模型,并将其预测模型用于以568 nm激光作为光源的验证实验中;结果表明,在568 nm激光照射下,LCVR延迟量的实验值与标定理论值偏差不大于0.005 4λ,因此,说明PSO-SVM方法可作为LCVR相位延迟特性标定的有效手段。 展开更多

关键词 液晶可变相位延迟器 双折射色散 支持向量机 粒子群优化 延迟量 标定

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可调谐液晶双折射滤光器的原位定标方法(特邀) 被引量：1

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作者 侯俊峰 孙英姿 +4 位作者 林佳本 张洋 王东光 邓元勇 张志勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期94-103,共10页

为了降低向列液晶调制器的相位延迟漂移影响以提高可调谐液晶双折射滤光器的透过轮廓和谱线定位精度,提出了一种基于傅里叶分析的非线性拟合原位定标方法。该方法从偏振干涉理论出发,利用傅里叶分析获得双折射滤光器每一级的相位偏移量... 为了降低向列液晶调制器的相位延迟漂移影响以提高可调谐液晶双折射滤光器的透过轮廓和谱线定位精度,提出了一种基于傅里叶分析的非线性拟合原位定标方法。该方法从偏振干涉理论出发,利用傅里叶分析获得双折射滤光器每一级的相位偏移量;然后建立相位偏移量与向列液晶调制器相位延迟漂移量的函数模型,最终采用非线性拟合法获得相位延迟漂移量,从而实现双折射滤光器的原位定标。误差分析和实验研究表明,该方法对滤光器的晶体参数以及前置滤光片的误差依赖较弱;测量方法简单便捷,一次测量即可完成定标;相位延迟漂移量的定标精度优于5°,对应双折射滤光器(带宽0.01 nm)的线心漂移量小于0.0003 nm。 展开更多

关键词 太阳望远镜 双折射滤光器 向列液晶调制器 相位延迟 原位定标

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基于液晶的偏振转换器数值模拟研究

11

作者 江继军 张大勇 +3 位作者 李剑峰 沈志学 张翠娟 骆永全 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期6-8,共3页

进行了液晶可变相位延迟器相位调制特性的数值计算。利用Jones矩阵法推导了三片式、方位角分别为0°,45°和0°的可变相位延迟器组成的偏振转换器Jones矩阵表示形式。利用该矩阵计算了电控液晶偏振转换器偏振调制,计箅结果... 进行了液晶可变相位延迟器相位调制特性的数值计算。利用Jones矩阵法推导了三片式、方位角分别为0°,45°和0°的可变相位延迟器组成的偏振转换器Jones矩阵表示形式。利用该矩阵计算了电控液晶偏振转换器偏振调制,计箅结果用Poincare图示法表示、结果表明利用该三片式偏振转换器可以实现全范围偏振态调节,且可以实现任意输入偏振态到指定偏振态的变化,并给出了实现上述偏振态转换时偏振转换器各个可变相位延迟器相位延迟参数及电压参数。 展开更多

关键词 JONES矩阵 液晶可变相位延迟器 偏振转换器 偏振态

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空间用液晶可变相位延迟器相位延迟测试系统的电子学设计 被引量：1

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作者 黄威 林佳本 +4 位作者 侯俊峰 张洋 朱晓明 邓元勇 王东光 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期849-860,共12页

液晶可变相位延迟器(LCVR)由于其调制速度快、重量轻、无运动部件等特点成为空间光学仪器中新的研究热点。然而,LCVR中的液晶属于高分子材料,其空间适应性有待考核验证。由于地面环境模拟试验无法同时还原太空中的所有参数,因此亟需研... 液晶可变相位延迟器(LCVR)由于其调制速度快、重量轻、无运动部件等特点成为空间光学仪器中新的研究热点。然而,LCVR中的液晶属于高分子材料,其空间适应性有待考核验证。由于地面环境模拟试验无法同时还原太空中的所有参数,因此亟需研制一台符合卫星搭载要求的LCVR空间特性试验仪,来研究液晶器件在真实星载环境下的电光性能(相位延迟-电压曲线稳定性)。本文分析了LCVR延迟测试系统的稳定性,并给出LCVR相位延迟-电压曲线的电子学测量方案。首先使用“零点”标定法设计了高稳定度的LCVR驱动;然后使用变频误差控制法,实现了LCVR的高精度恒温控制。其中LCVR驱动稳定度达到99.3%,LCVR恒温精度最高达到(35±0.1)℃。在此基础上,对整机进行了力、热和电磁兼容试验,结果表明待测LCVR和电子学系统功能稳定,成功完成了LCVR这一首飞器件的空间光电测试系统在我国的首次研制,对液晶的空间化应用有着重要意义。 展开更多

关键词 液晶器件 液晶可变相位延迟器 偏振调制 恒温控制

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金刚石氮‑空位色心温度测量的激发激光稳定闭环控制方法

13

作者 吴飞翔 邢力 +2 位作者 冯晓娟 张金涛 孙坚 《计量学报》 2025年第11期1561-1567,共7页

金刚石氮-空位(nitrogen vacancy,NV)色心测温技术是一种新兴的量子测温方法,具有超高灵敏与稳定物化性质,通过基态能级零场劈裂实现对温度测量,可用于芯片、生物体等多领域温度监测。一般使用激光激发电子自旋、期间施加微波进行操控,... 金刚石氮-空位(nitrogen vacancy,NV)色心测温技术是一种新兴的量子测温方法,具有超高灵敏与稳定物化性质,通过基态能级零场劈裂实现对温度测量,可用于芯片、生物体等多领域温度监测。一般使用激光激发电子自旋、期间施加微波进行操控,进而获得NV色心的光学探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)谱,然而在进行ODMR谱线测量时,激光功率波动会引起荧光光子数波动。为从根源上抑制激光功率波动,基于液晶相位延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)设计了一种适用于金刚石NV色心传感器的激发激光闭环稳定控制模块。长期稳定性测试显示,闭环控制后激光功率稳定性较原始光功率抑制倍数达到5.6倍。经优化LCVR设定电压,在室温下进行ODMR实验对比,开启闭环控制后,零场分裂能D值测量标准偏差从204.02 kHz降至47.03 kHz,证实该激光稳定闭环控制方法提升了荧光光功率及谱线测量稳定性。 展开更多

关键词 温度计量 金刚石氮-空位色心 激光闭环控制 液晶相位延迟器 光探测磁共振

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