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超高速快轴旋转圆形弹光调制技术研究 被引量：2
1
作者 刘燕霖 张瑞 +3 位作者 薛鹏 陈媛媛 王志斌 李孟委 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期123-132,共10页
针对目前广义椭偏测量速度受限问题,提出利用对称性更优的圆形弹光调制器代替机械旋转补偿器实现超高速测量。对弹光调制器内部受力进行理论研究,得到纯行波模式调制条件并利用COMSOL仿真验证。仿真结果表明,当弹光调制器处于纯行波调... 针对目前广义椭偏测量速度受限问题,提出利用对称性更优的圆形弹光调制器代替机械旋转补偿器实现超高速测量。对弹光调制器内部受力进行理论研究,得到纯行波模式调制条件并利用COMSOL仿真验证。仿真结果表明,当弹光调制器处于纯行波调制模式时可视为一种快轴方向高速旋转的相位调制器。通过建立阻尼弦振动模型分析不同快轴方向下弹光晶体表面振动位移分布,提出一种弹光调制器在纯行波调制模式下的中心支撑方式用于实验。实验结果表明弹光调制器的快轴以f/2的角速率做圆周运动。同时验证了中心支撑方式可确保弹光调制器谐振后所受阻力均匀且最小,达到最佳支撑效果。研究结果可用于后续广义椭偏测量及各类高速偏振调制领域。 展开更多
关键词 超高速椭偏测量 纯行波调制模式 阻尼弦振动模型 圆形弹光调制器
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双折射测量系统的弹光调制器原位定标及数据处理研究
2
作者 王爽 李克武 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期76-83,共8页
针对高精度双折射测量需求,开展了双弹光调制型双折射测量研究,重点解决测量系统中弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在线原位定标及数据处理问题。运用数字锁相技术完成了调制信号的多个频率成分提取,利用各频率调制信号幅值的比... 针对高精度双折射测量需求,开展了双弹光调制型双折射测量研究,重点解决测量系统中弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在线原位定标及数据处理问题。运用数字锁相技术完成了调制信号的多个频率成分提取,利用各频率调制信号幅值的比值,实现PEM相位调制幅值在线原位定标,在此基础上进一步完成双折射延迟量和快轴方位角同时测量。利用搭建的实验系统对索利尔巴比涅补偿器标准样品进行了实验测试,结果表明本方案能够实现PEM实时在线原位定标,并且在200 ms时间内实现相对误差低于0.60%,标准偏差不超过0.049 nm的高精度、高灵敏、快速双折射测量。本研究为光学材料、元器件在线实时双折射检测提供了很好的解决方案。 展开更多
关键词 双折射测量 弹光调制 相位幅值定标 数据处理
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光纤中拉曼散射回波超高灵敏度探测技术研究 被引量：7
3
作者 张悦 张记龙 +2 位作者 李晓 王志斌 王鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1300-1303,共4页
与布里渊散射不同,石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关,只是绝对温度的函数,而且其拉曼频移为1.395×1013Hz,比布里渊散射易于提取,作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势,但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱,... 与布里渊散射不同,石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关,只是绝对温度的函数,而且其拉曼频移为1.395×1013Hz,比布里渊散射易于提取,作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势,但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱,其峰值功率在APD中产生的光电流在nA级,低于APD的噪声电流,经光电转换后信号的信噪比小于1,傅里叶变换以及小波变换都无法有效地处理这类信号。通过对斯托克斯拉曼散射信号进行特征分析后,采用累加与小波降噪的综合方法提取该信号,实现在APD噪声电流以下的超灵敏度探测,达到每度0.104nA的温度灵敏度,低于本系统所有APD噪声电流2.3nA的1个数量级。 展开更多
关键词 拉曼散射 光纤 噪声电流 小波变换
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FTIR单边干涉图相位校正技术的研究与改进 被引量：4
4
作者 张敏娟 张记龙 +2 位作者 王志斌 景宁 郝健 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1203-1208,共6页
基于傅里叶变换红外光谱仪干涉图的单边过零采样和非对称性,对相位校正技术进行研究和改进。针对Mertz乘积法对切趾函数的匹配性要求高,干涉图非对称切趾旁瓣抑制效果差、光谱分辨率低的缺点,综合Mertz法和Forman法的特点提出一种改进... 基于傅里叶变换红外光谱仪干涉图的单边过零采样和非对称性,对相位校正技术进行研究和改进。针对Mertz乘积法对切趾函数的匹配性要求高,干涉图非对称切趾旁瓣抑制效果差、光谱分辨率低的缺点,综合Mertz法和Forman法的特点提出一种改进的相位校正方法。采用对称化方法将单边干涉图变换为双边干涉图、对称切趾、傅里叶变换重建功率谱,并采用对称化的双边干涉图傅里叶变换求取高分辨率的相位谱,提高相位校正的精度。通过仿真分析了非对称窗函数较对称窗函数有比较宽的主瓣宽度、高的旁瓣幅值,分辨率降低;实验验证该改进的相位校正方法功率谱误差小、计算量少,且光谱分辨率比较高,达到2cm-1。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱仪 相位校正 切趾
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弹光调制傅里叶变换光谱技术研究 被引量：3
5
作者 陈友华 王召巴 +3 位作者 王志斌 王艳超 李永帅 张宇寒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1502-1505,共4页
为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在... 为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在干涉仪中的传播距离并提高了调制光程差。建立了折返式弹光调制傅里叶变换光谱仪干涉-光谱反演数学模型,并在此基础上设计搭建了相应的前置收集光系统,并进行了激光光源和氙灯光源的遥测实验,实验所得干涉条纹清晰、稳定,结果表明,所设计的多次反射式弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率达到13cm-1,且该方案使得光线在晶体内部产生反射,降低了光能损失,保证了系统性噪比。最后的光谱反演结果表明,所设计光谱系统的技术可行,为后续的样机研制以及光谱、辐射标定等工作奠定了基础。 展开更多
关键词 弹光调制干涉仪 折返式 傅里叶变换光谱仪 光谱分辨率
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双弹光拍频调制型Fourier-Bessel变换成像光谱技术研究 被引量：3
6
作者 王志斌 张瑞 +4 位作者 王耀利 黄艳飞 陈友华 王立福 杨强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期569-573,共5页
针对现有弹光调制器（photoelastic-modulator ，PEM ）的调制频率高（几十kHz以上），调制干涉信号频率更高，普通阵列探测器无法有效采集，提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔（Fourier-Bessel）变换的光谱测量方法... 针对现有弹光调制器（photoelastic-modulator ，PEM ）的调制频率高（几十kHz以上），调制干涉信号频率更高，普通阵列探测器无法有效采集，提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔（Fourier-Bessel）变换的光谱测量方法，并结合CCD成像技术构成新型双弹光调制成像光谱技术（dual-photo-elastic-modulator-based imaging spectrometer ，Dual-PEM-IS）。该方法将双弹光调制器分别工作在数值略有差异的频率上，以对光进行拍频调制，并产生载有被测光的低频调制分量（比驱动频率小2～3个数量级，普通CCD可实现探测），通过对调制信号中的低频成分进行 Fourier-Bessel变换可得到目标光谱，使得弹光调制兼具了成像和光谱测量能力。介绍了其原理并推导出光谱反演公式，并通过仿真和实验验证其可行性，分析了光程差的微小偏差对反演光谱造成的影响，为进一步工程化实现提供了必要的理论基础。 展开更多
关键词 双弹光调制 成像光谱 傅里叶-贝塞尔变换 拍频
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弹光调制干涉图最大光程差的稳定性及检测技术研究 被引量：3
7
作者 张敏娟 王志斌 +2 位作者 李晓 李晋华 王艳超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1436-1439,共4页
为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动... 为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动电压等因素有关。因此,本课题在研究弹光调制干涉仪工作机理基础上,建立弹光调制器的频率温漂模型和光程差变化关系;提出以驱动信号为基准,对激光干涉信号过零计数的方式实现干涉图的最大光差检测,且将双通道的高速比较器与FPGA相结合,实现正弦波到方波转换、快速的过零计数和误差补偿。经试验验证,采用670.8nm的激光为参考光源,通过过零计数的方式,能实现最大光程差77.471μm的检测,其测量误差小于0.167nm,复原的红外黑体光谱的最大峰值波长偏差小于2nm。 展开更多
关键词 弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS) 干涉图 最大光程差 过零计数
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激光告警中近红外焦平面阵列探测器成像技术研究 被引量：2
8
作者 王志斌 黄艳飞 +2 位作者 王耀利 张瑞 王艳超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1140-1143,共4页
为了提高激光探测的方位分辨率,实现对来袭激光的准确定位,选用了FPA-320x256-C型InGaAs焦平面阵列探测器作为光栅衍射型激光告警装置的核心元件。介绍了基于光栅衍射的激光波长和方向探测原理,在分析了探测器性能及参数的基础上设计了... 为了提高激光探测的方位分辨率,实现对来袭激光的准确定位,选用了FPA-320x256-C型InGaAs焦平面阵列探测器作为光栅衍射型激光告警装置的核心元件。介绍了基于光栅衍射的激光波长和方向探测原理,在分析了探测器性能及参数的基础上设计了驱动电路。探测器在FPGA时序的控制下,输出模拟量通过高速AD进行采集,数据经缓存后存储在FPGA外扩的SRAM中,然后通过USB传送至PC机。上位机Labview采集原始数据,处理并显示。利用上述方法,完成了成像实验,采用波长为1 550和980 nm的激光器从不同角度进行入射,对探测得到的衍射图像进行分析,判断出零级和一级的位置,根据光栅衍射理论,计算出相应波长和二维方向入射角,结果显示波长误差小于10 nm,入射角误差小于1°。 展开更多
关键词 焦平面阵列 激光告警 光栅衍射
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基于AOTF成像光谱精密测量技术的研究 被引量：1
9
作者 薛鹏 王志斌 +2 位作者 张瑞 薛锐 赵同林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2664-2668,共5页
声光可调滤波器(AOTF)作为光谱成像的一种新型分光元件,在运用其进行成像光谱时,一般选择入射光垂直于AOTF入射面时所对应的衍射中心波长为CCD的光谱测量波长。但在实际测量中,空间目标不同位置的光线总是以不同的角度进入到AOTF,这样... 声光可调滤波器(AOTF)作为光谱成像的一种新型分光元件,在运用其进行成像光谱时,一般选择入射光垂直于AOTF入射面时所对应的衍射中心波长为CCD的光谱测量波长。但在实际测量中,空间目标不同位置的光线总是以不同的角度进入到AOTF,这样就导致了CCD实际测量的光谱和以光垂直入射时所对应的光谱为测量光谱相比出现误差,影响了光谱的测量精度。采用的成像光谱系统的特点是目标光线经前置光学系统、AOTF和成像透镜后,聚焦成像于透镜的焦平面上,实现了目标光在整个系统的一次成像。此一次成像与传统的二次成像相比,能够有效的提高光能利用率和成像质量。由于AOTF的视场角为±3°,所以通过对AOTF视场角范围内衍射中心波长随入射角度变化的实际规律进行了分析研究,并对衍射波长随入射角度变化的实际测量值进行了拟合修正,得到了修正方程。实验结果表明用修正后的方程进行光谱测量,其相对误差值可以减小一个数量级。此方法可为今后提高AOTF成像光谱测量精度奠定基础。 展开更多
关键词 AOTF 成像光谱 光谱测量 误差修正
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高效率微结构光纤光栅写入技术研究
10
作者 任晓敏 李晓 +1 位作者 王志斌 王冠军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期46-51,共6页
针对传统周期性气孔结构的微结构光纤光栅(MOFG)写入过程中的高写入散射问题,本文提出一种新型的大圆孔式微结构光纤光栅。其特点是用一填充适当折射率流体的大圆孔结构来代替部分周期性小气孔。当光束从外侧写入光栅时,一方面会避免传... 针对传统周期性气孔结构的微结构光纤光栅(MOFG)写入过程中的高写入散射问题,本文提出一种新型的大圆孔式微结构光纤光栅。其特点是用一填充适当折射率流体的大圆孔结构来代替部分周期性小气孔。当光束从外侧写入光栅时,一方面会避免传统周期性气孔结构带来的高写入散射问题;另一方面大圆孔也将起到一微透镜作用,有助于进一步提高光束写入纤芯区域的能量比例。仿真分析结果表明:新型大圆孔式微结构光纤光栅的写入效率可达到传统周期性光子晶体光纤光栅、单模光纤光栅写入效率的288%和206%左右。同时本文也提出利用对称角度写入方法来保证光栅写入场的对称性,从而改善单侧写入造成的写入场分布不均匀问题和写入致双折射问题。 展开更多
关键词 微结构光纤光栅 大圆孔式 光栅写入效率 对称结构 时域有限差分法
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基于LED的小目标主动式三角对焦技术研究 被引量：2
11
作者 白雪剑 陈友华 +4 位作者 周巡 黄保青 尚琰 林聪 张瑞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1479-1484,共6页
主动式三角对焦法因其结构简单、测试速度快、使用方便灵活等优点,在自动化生产、工业测量等领域有着的巨大应用价值而受到广泛关注。但是在面对小目标被测物体或具有如曲率较大等非常规表面的物体时存在可能丢失目标的问题。针对这一问... 主动式三角对焦法因其结构简单、测试速度快、使用方便灵活等优点,在自动化生产、工业测量等领域有着的巨大应用价值而受到广泛关注。但是在面对小目标被测物体或具有如曲率较大等非常规表面的物体时存在可能丢失目标的问题。针对这一问题,综合LED具有大照明视场的特点,本文提出了一种基于LED的小目标主动式三角对焦方法,从理论和实验两方面对该方法测量小目标和非常规表面物体距离的能力进行了验证。实验结果表明,该模型的实际测试值与理论分析值基本吻合,证明了该模型的实用性,拓宽了激光三角测距技术的应用范围。 展开更多
关键词 激光三角法 测距 自动对焦 线阵CCD
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弹光调制器动态参数测量与高效驱动匹配研究 被引量：2
12
作者 刘坤 李克武 +2 位作者 王爽 王志斌 张易琨 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期415-421,共7页
为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振... 为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振驱动电压与各个参数的关系,并设计了针对PEM动态测试的测量系统与验证方法。对谐振频率为44.822 kHz的PEM进行各项特性曲线的理论仿真与试验比较,验证了动态测量系统的可靠性,并通过数值仿真得到PEM最优匹配参数。在最优匹配参数附近选取不同匹配参数,测量实际谐振驱动电压,测量结果与仿真曲线相关性达0.996 4,变化趋势在10μF前基本吻合,且在理论最优匹配参数下,实际谐振驱动电压峰值达510 V,优于其他驱动匹配方法,接近理论最大值,相对误差小于1.16%。通过PEM等效动态参数推算的最优匹配参数,可使PEM达到最大驱动效率。 展开更多
关键词 弹光调制器 驱动效率 动态参数 阻抗匹配
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弹光调制器相频特性分析与稳定控制技术 被引量：2
13
作者 刘坤 李克武 +2 位作者 李坤钰 王爽 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期36-41,共6页
针对弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在高压驱动下的谐振频率漂移问题,研究了一种基于PEM谐振相位跟踪的稳定控制技术。建立了PEM与其谐振匹配回路的等效电路模型,推导了PEM驱动电压的幅频、相频关系,以及PEM谐振频率与驱动电... 针对弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在高压驱动下的谐振频率漂移问题,研究了一种基于PEM谐振相位跟踪的稳定控制技术。建立了PEM与其谐振匹配回路的等效电路模型,推导了PEM驱动电压的幅频、相频关系,以及PEM谐振频率与驱动电压谐振相位的关系。搭建了PEM控制系统,以初始谐振频率的反馈电压相位为零相位基准,调节驱动电压将反馈电压相位稳定在相位基准值附近,并随谐振频率的变化修正相位基准值,从而使驱动电压频率始终稳定于PEM谐振频率附近。以1/4波、半波的PEM的相位延迟幅值为例,分别进行了时长60 min稳定控制测试,实验结果表明:(1)PEM工作在1/4波状态时,相位延迟幅值δ0标准偏差σδq=0.0014 rad,最大相对偏差为0.58%;(2)PEM工作在半波状态时,标准偏差σδh=0.0013 rad,最大相对偏差为0.32%。 展开更多
关键词 相频特性 弹光调制器 相位调制 频率跟踪 稳定控制
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基于双目CMOS图像传感的激光告警技术
14
作者 牛家麒 张瑞 +4 位作者 石金 张卓奇 张子暄 王志斌 李孟委 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1291-1297,共7页
针对二维激光告警中测量来袭激光波长和角度分辨率低且视场角度范围低的问题,提出了一种采用双目图像传感器实现激光告警的方案。该方案的系统主要由光栅、透镜组和2个COMS图像传感器组成。基于光栅衍射原理进行双目探测以提高测量角度... 针对二维激光告警中测量来袭激光波长和角度分辨率低且视场角度范围低的问题,提出了一种采用双目图像传感器实现激光告警的方案。该方案的系统主要由光栅、透镜组和2个COMS图像传感器组成。基于光栅衍射原理进行双目探测以提高测量角度分辨率,通过来袭激光经过光栅衍射后相邻两级的衍射光斑在CMOS_1上的像素距离,得到来袭激光的波长,通过入射激光在CMOS_2图像传感器中的光斑中心位置,得到来袭激光的二维方向角。通过实验验证了其测量可行性。实验结果表明,改进后测得的波长分辨率优于6 nm,角度分辨率为0.1°,视场角为±50°,角度测量精度为0.1°。 展开更多
关键词 激光告警 双目探测 光栅衍射 波长 二维方向角
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激光告警系统中小型静态傅里叶变换光谱仪的研究 被引量：17
15
作者 田二明 张记龙 +2 位作者 李晓 张悦 王志斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期853-857,共5页
相干激光告警接收机较光谱识别型激光告警接收机有着不可比拟的优点,在相干激光告警中实时可靠地获取敌方来袭激光的光谱细节具有重要意义。文章介绍的基于等效斜楔干涉具和线阵CCD的小型静态傅里叶变换光谱仪,是相干激光告警接收机的... 相干激光告警接收机较光谱识别型激光告警接收机有着不可比拟的优点,在相干激光告警中实时可靠地获取敌方来袭激光的光谱细节具有重要意义。文章介绍的基于等效斜楔干涉具和线阵CCD的小型静态傅里叶变换光谱仪,是相干激光告警接收机的重要组成部分,其光学部分由一个等效斜楔干涉具和柱面镜组成,内部不含扫描部件,具有体积小、成本低、结构简单、性能稳定、光谱检测速度快等优点,可以满足脉宽大于等于10 ns脉冲激光信号光谱高速探测的要求。该光谱仪波长范围从400到1 100 nm,波长分辨率小于10 nm。文中详细介绍了该光谱仪的设计方法和关键光学元件的设计原理,进行了相关的性能分析,构建了实验系统,应用该实验系统对7个中心波长分别为635,650 nm等的半导体激光器进行了光谱测试,并将测试结果与使用日本Advantest公司的Q8344A型光谱仪测得的结果进行了比较,得到中心波长平均误差为0.269 nm,绝对平均误差为0.919 nm。波长分辨率最小为1.170 nm,最大为8.845 nm,且有较高的信噪比。 展开更多
关键词 窄脉冲激光 傅里叶变换光谱仪 等效斜楔干涉具 激光告警
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基于气体特征光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术 被引量：16
16
作者 张记龙 王志斌 +3 位作者 李晓 田二明 王鹏 阎鹤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期24-27,共4页
基于瓦斯的光谱吸收特性，采用分布反馈式半导体（DFB）激光器和性能良好的气体吸收室，利用数字锁相放大器SR830，对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量，并用LabVIEW软件分析数据．通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0—... 基于瓦斯的光谱吸收特性，采用分布反馈式半导体（DFB）激光器和性能良好的气体吸收室，利用数字锁相放大器SR830，对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量，并用LabVIEW软件分析数据．通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0—5％范围内与一、二次谐波比值有较好的线性关系，证实了二次谐波检测理论的优越性． 展开更多
关键词 瓦斯 光谱吸收 谐波检测
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基于粗糙集核优化的支持向量机在多组分污染气体定量分析中的研究与应用 被引量：6
17
作者 陈媛媛 张记龙 +3 位作者 李晓 田二明 王志斌 刘智超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3384-3387,共4页
研究基于粗糙集核优化的支持向量机(RS-SVM)在红外光谱定量中的应用。通过粗糙集分类的方法对多组分污染气体红外光谱对应的特征波长段进行核函数初始数据的优化,再将优化后的核函数带入支持向量机,从而将二维混合光谱信息投影到高维空... 研究基于粗糙集核优化的支持向量机(RS-SVM)在红外光谱定量中的应用。通过粗糙集分类的方法对多组分污染气体红外光谱对应的特征波长段进行核函数初始数据的优化,再将优化后的核函数带入支持向量机,从而将二维混合光谱信息投影到高维空间,再进行单种气体浓度的反演运算。通过采用LS-SVM和PCA-SVM两种典型的光谱数据处理算法作对比,对五种混合气体各组分定量分析进行比较。当光谱可分度高时,三种方法的预测值都接近标准值,平均误差接近于0.13;而当光谱可分度低时,RS-SVM的预测值比前两种更精确,且当待测种类越多时,该方法精度和运算时间的优势越显著。 展开更多
关键词 光谱学 粗糙集 支持向量机 多组分污染气体 定量分析
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近红外波段气溶胶的消光特性研究 被引量：10
18
作者 李丽芳 张记龙 +2 位作者 李晓 王志斌 陈媛媛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期24-28,共5页
在已知大气气溶胶折射率和气溶胶谱分布的基础上,对近红外波段的气溶胶消光特性进行了研究。利用Mie散射理论计算并讨论了气溶胶的消光、散射、吸收效率因子随尺度参数的变化和消光系数随半径和波长的变化,并且在MATLAB中对各种变化情... 在已知大气气溶胶折射率和气溶胶谱分布的基础上,对近红外波段的气溶胶消光特性进行了研究。利用Mie散射理论计算并讨论了气溶胶的消光、散射、吸收效率因子随尺度参数的变化和消光系数随半径和波长的变化,并且在MATLAB中对各种变化情况进行了仿真。结果表明,三种气溶胶粒子的消光和散射能力依次为沙尘性粒子,水溶性粒子,烟煤。消光系数在粒子半径和入射波长相近时达到最大,并且粒子半径对消光、散射、吸收系数的影响比入射波长更明显。这些结论可以为红外辐射在大气中的衰减计算和分析提供依据。 展开更多
关键词 气溶胶 消光特性 效率因子 消光系数
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宽光谱多参数激光告警探测研究 被引量：7
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作者 张瑞 杨雪梅 +5 位作者 石金 张子暄 丁鑫 李晓 王志斌 李孟委 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2581-2587,共7页
随着激光技术的发展,激光武器得到了快速发展,针对来袭激光的威胁,激光告警也成为目前各国发展的重点,不同的激光告警系统探测不同的参数,根据告警参数采取相应的躲避和反击措施;目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、俯仰角、激... 随着激光技术的发展,激光武器得到了快速发展,针对来袭激光的威胁,激光告警也成为目前各国发展的重点,不同的激光告警系统探测不同的参数,根据告警参数采取相应的躲避和反击措施;目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、俯仰角、激光波长、激光脉冲宽度等,但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测,且光谱范围窄、视场小、探测俯仰角和方位角为相对角度、无法获得绝对来袭方向。为此本文提出宽光谱波段、大视场、多参数激光告警新方法,可实现450~1700 nm宽光谱来袭激光波长、绝对方位角、绝对俯仰角、脉冲宽度多参数的高精度综合测量,该方法主要由激光脉冲宽度测量、绝对角度及激光波长测量、控制及数据处理三大部分组成。其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、多带通窄带滤光片、高速光电探测器组成,实现来袭脉冲激光的高速光电转换;绝对角度及激光波长测量模块由光栅、大视场宽波段消色差镜头、多带通窄带滤光片、宽波段面阵探测器、三维电子罗盘组成,通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、相对方位角和相对俯仰角信息,结合三维电子罗盘测得的方位角、俯仰角以及横滚角,进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光,有效滤除背景光的影响,降低系统虚警、漏警。理论分析推导具体测量方法和参数,设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机,并进行实验可行性验证。实验结果表明,该系统的方位角视场120°、俯仰角视场96°、角度测量精度优于1°、中心波长测量精度优于10 nm、脉宽测量精度优于3 ns。该技术将为海、陆、空、天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础,有望提高复杂战场的生存能力。 展开更多
关键词 多参数激光告警 宽光谱 激光波长 激光方向 激光脉冲宽度 电子罗盘
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弹光调制器的频率漂移特性及其傅里叶变换光谱的稳定性研究 被引量：11
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作者 张敏娟 刘文敬 +3 位作者 王志斌 徐美芳 张瑞 李春阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期211-218,共8页
弹光调制器作为高Q值的谐振器件,在高压谐振下,其谐振频率将随着自身温度升高漂移,影响了弹光调制干涉仪的稳定性和重建光谱的准确性。在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于频率跟踪和幅值调节的弹光调制器双闭... 弹光调制器作为高Q值的谐振器件,在高压谐振下,其谐振频率将随着自身温度升高漂移,影响了弹光调制干涉仪的稳定性和重建光谱的准确性。在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于频率跟踪和幅值调节的弹光调制器双闭环自适应驱动控制方法。在该方法中,采用数字锁相技术的频率自扫描方法实现驱动频率对弹光调制器谐振频率的跟踪;基于检测参考激光干涉图的最大光程差的变化调节驱动信号的幅值,以实现重建光谱的稳定控制,同时基于参考激光的最大光程差参数实现重建光谱的定标。在实验中该驱动控制方法应用到弹光调制傅里叶变换光谱仪中,实现了驱动频率对弹光调制器谐振频率的实时跟踪和高压功放电路的幅值调节,使得干涉图的最大光程差稳定在0.236 nm左右,其精密度为3.3%;重建光谱的最大相对误差为2.5%。此实验验证了该方法能有效稳定弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率。 展开更多
关键词 弹光调制器 频率温漂 数字锁相技术 最大光程差
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