利用激光全息技术校正大口径光学成像系统像差 被引量：10

1

作者 唐敏学 沈为民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1347-1352,共6页

基于光学全息原理,分析了激光全息技术校正光学成像系统像差的机理和方法,建立了全息记录实验系统,用于校正口径500 mm、低质量球面反射镜光学系统对有限远物体成像时的像差。采用原光路再现的方法,通过比较像差校正前后的干涉图样和成... 基于光学全息原理,分析了激光全息技术校正光学成像系统像差的机理和方法,建立了全息记录实验系统,用于校正口径500 mm、低质量球面反射镜光学系统对有限远物体成像时的像差。采用原光路再现的方法,通过比较像差校正前后的干涉图样和成像结果,验证了该校正方法的可行性。实验结果表明,校正后该系统剩余波像差约为λ/8。 展开更多

关键词 全息术 光学成像系统 大口径反射镜 像差校正

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稀疏孔径光学系统模拟实验研究 被引量：1

2

作者 吴泉英 钱霖 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期33-34,共2页

分析Golay3稀疏孔径结构及其调制传递函数分布,介绍模拟实验平台构建的思路和实验装置的参数。给出全孔径和Golay3稀疏孔径两种光瞳的模拟实验像,以及进行维纳滤波图像处理,并与计算机模拟成像结果进行比较。结果表明模拟实验与计算机... 分析Golay3稀疏孔径结构及其调制传递函数分布,介绍模拟实验平台构建的思路和实验装置的参数。给出全孔径和Golay3稀疏孔径两种光瞳的模拟实验像,以及进行维纳滤波图像处理,并与计算机模拟成像结果进行比较。结果表明模拟实验与计算机模拟成像一致,验证了稀疏孔径光学系统成像理论和维纳滤波技术应用于稀疏孔径光学系统图像复原的有效性。 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 模拟实验

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液体喷射抛光技术材料去除机理的有限元分析 被引量：28

3

作者 方慧 郭培基 余景池 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期218-223,共6页

实验研究了液体喷射抛光技术的材料去除量分布特征,并利用有限元分析方法,分析了抛光头(液体柱)与工件表面相互作用时流场的分布特点。实验结果及计算机模拟的结果表明,材料去除量与射流碰撞工件后流体沿工件表面的速度有关,即材料去除... 实验研究了液体喷射抛光技术的材料去除量分布特征,并利用有限元分析方法,分析了抛光头(液体柱)与工件表面相互作用时流场的分布特点。实验结果及计算机模拟的结果表明,材料去除量与射流碰撞工件后流体沿工件表面的速度有关,即材料去除量的分布与抛光液在工件表面速度场的分布有关,速度分布最大的边缘部分,材料去除量最大;相互作用区外,速度逐渐减小,材料去除量也随之渐少。该现象说明,抛光液中磨料粒子的径向流动对工件产生的径向剪切应力是材料去除的关键。 展开更多

关键词 喷射抛光 有限元法 去除机理 冲击磨损

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棱镜-光栅-棱镜光谱成像系统的光学设计 被引量：12

4

作者 朱善兵 季轶群 +3 位作者 宫广彪 张蕊蕊 沈为民 唐敏学 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2270-2273,共4页

设计了一种基于棱镜-光栅-棱镜(Prism-Grating-Prism,PGP)分光器件的新型成像光谱仪.论述了此成像光谱仪的工作原理和结构形式,包括PGP、准直物镜和成像物镜的设计要求.PGP元件中采用体积相位全息透射光栅,可以获得高的衍射效率,并且能... 设计了一种基于棱镜-光栅-棱镜(Prism-Grating-Prism,PGP)分光器件的新型成像光谱仪.论述了此成像光谱仪的工作原理和结构形式,包括PGP、准直物镜和成像物镜的设计要求.PGP元件中采用体积相位全息透射光栅,可以获得高的衍射效率,并且能与棱镜较好地胶合.给出了此成像光谱仪的设计结果,其光谱范围为400～800 nm,像元光谱分辨率约1.6 nm,系统长度为85 mm. 展开更多

关键词 棱镜-光栅-棱镜 成像光谱仪 体全息相位光栅 光学设计

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0.5m超薄镜主动支撑面形校正及实验 被引量：11

5

作者 曾春梅 郭培基 余景池 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期570-578,共9页

为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力,以一个直径0.5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系,引入了一些需校正的面形误差,如初级球差、慧差、像散及重力变形等,确定了致... 为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力,以一个直径0.5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系,引入了一些需校正的面形误差,如初级球差、慧差、像散及重力变形等,确定了致动器作用力的优化目标,用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力,得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明,对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加,用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ/24以内,且对初级像散的校正能力最强,慧差和球差次之;竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ/24。在得到主动支撑的0.5m实验镜的初始面形结果后,重新计算了优化力和面形误差,结果表明,计算结果和实际装调结果基本一致,RMS约为λ/7。计算分析了超薄镜面形未能达到预期目标的原因,提出了适当增加致动器和提高超薄镜初始面形精度的改进方案,并最终使超薄镜面形达到RMSλ/20的要求。 展开更多

关键词 超薄镜 主动支撑 致动器 面形校正 序列二次规划法 有限元法

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CAE技术在某空间相机关键结构设计中的应用 被引量：6

6

作者 韦晓孝 余建军 王凯旋 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第2期54-57,共4页

利用CAD/CAE技术对某空间相机关键结构进行了大量的工程分析,分析比较计算结果,最后选取合理的结构。CAE技术对空间相机光机结构设计起着决定性的指导作用,是现代设计方法中最重要的手段之一。

关键词 CAE 空间相机 工程分析 结构设计

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结构型式对折射式光学系统二级光谱的影响 被引量：2

7

作者 刘琳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期28-29,共2页

二级光谱是制约长焦距折射式光学系统成像质量提高的一个重要因素。在使用普通玻璃的情况下,选用不同的结构型式对折射式光学系统的二级光谱数量是有一定影响的。本文着重分析比较了双胶合、远距、匹兹伐结构等折射式系统的二级光谱,给... 二级光谱是制约长焦距折射式光学系统成像质量提高的一个重要因素。在使用普通玻璃的情况下,选用不同的结构型式对折射式光学系统的二级光谱数量是有一定影响的。本文着重分析比较了双胶合、远距、匹兹伐结构等折射式系统的二级光谱,给出了在焦距、相对孔径、视场角相同并且选用相同玻璃条件下三种不同结构的设计实例,设计结果表明三种结构的二级光谱与理论分析是一致的。 展开更多

关键词 二级光谱 折射式系统 光学设计

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全息校正望远镜主镜像差的实验研究

8

作者 朱爱敏 唐敏学 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期28-29,共2页

在全息技术校正望远镜主镜像差原理的基础上,采用平行光记录和平行光再现的方法,建立了口径200mm玻璃基底球面反射镜像差校正的实验装置,进行全息校正实验研究。通过测量像差校正前反射镜面形误差、记录校正后再现参考光束与原参考光束... 在全息技术校正望远镜主镜像差原理的基础上,采用平行光记录和平行光再现的方法,建立了口径200mm玻璃基底球面反射镜像差校正的实验装置,进行全息校正实验研究。通过测量像差校正前反射镜面形误差、记录校正后再现参考光束与原参考光束干涉图、比较像差校正前后光学系统焦点尺寸大小以及分辨率板成像结果,实验验证了全息技术校正望远镜主镜像差的方法和技术的可行性。 展开更多

关键词 全息技术 望远镜主镜 面形误差 像差校正

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利用Zernike多项式分析超薄镜热变形 被引量：12

9

作者 解滨 肖志宏 余景池 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期173-179,共7页

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计... 利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用Zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。 展开更多

关键词 热变形 ZERNIKE多项式 超薄镜 有限元法

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两种对称型稀疏孔径系统的成像研究 被引量：13

10

作者 吴泉英 钱霖 沈为民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1259-1262,共4页

提出了复合三子镜稀疏孔径结构,它由九个子镜组成,每三个子镜组成一个次级光瞳,三个次级光瞳组成一个主光瞳,其结构是对称的冗余结构.研究了三臂和复合三子镜两种对称型结构稀疏孔径系统,比较复合三子镜和三臂结构的特点与调制传递函数... 提出了复合三子镜稀疏孔径结构,它由九个子镜组成,每三个子镜组成一个次级光瞳,三个次级光瞳组成一个主光瞳,其结构是对称的冗余结构.研究了三臂和复合三子镜两种对称型结构稀疏孔径系统,比较复合三子镜和三臂结构的特点与调制传递函数,对不同填充因子的两种结构的稀疏孔径模拟成像和维纳滤波,并进行像质评价,同时和非冗余的Golay6结构进行比较.结果表明复合三子镜稀疏孔径系统在结构分布、成像质量等方面优于三臂对称结构稀疏孔径系统,对称型稀疏孔径系统在结构排列上具有对称易装调的优点. 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 对称结构 调制传递函数

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稀疏孔径系统的成像和图像复原 被引量：18

11

作者 吴泉英 钱霖 沈为民 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期40-42,共3页

介绍复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统的结构和调制传递函数(MTF),给出复合三子镜的MTF解析表达式,分析和比较两种稀疏孔径系统的MTF分布,并计算它们在不同填充因子下对应的最大截止频率和等效直径,并对复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统... 介绍复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统的结构和调制传递函数(MTF),给出复合三子镜的MTF解析表达式,分析和比较两种稀疏孔径系统的MTF分布,并计算它们在不同填充因子下对应的最大截止频率和等效直径,并对复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统进行模拟成像。MTF分析和模拟成像结果表明:稀疏孔径系统由于通光面积减少,在截止频率区域内MTF明显下降,图像清晰度下降。因此,图像复原是稀疏孔径系统的关键环节。进一步阐述Wiener滤波图像复原的原理,并给出应用修正Wiener滤波技术进行加噪图像复原的结果。 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 调制传递函数 图像复原

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两种稀疏孔径系统的成像研究 被引量：9

12

作者 吴泉英 钱霖 沈为民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期26-33,共8页

介绍一种由九个子镜构成的复合三子镜稀疏孔径系统及其结构形式。将复合三子镜和同样由九个子镜构成的典型GOLAY9稀疏孔径系统进行比较来研究两种稀疏孔径系统的成像情况。通过比较它们的结构特点与调制传递函数，并计算两种稀疏孔径系... 介绍一种由九个子镜构成的复合三子镜稀疏孔径系统及其结构形式。将复合三子镜和同样由九个子镜构成的典型GOLAY9稀疏孔径系统进行比较来研究两种稀疏孔径系统的成像情况。通过比较它们的结构特点与调制传递函数，并计算两种稀疏孔径系统的等效直径和实际等效直径，对不同填充因子的两种稀疏孔径模拟成像和维纳滤波，用图像的标准差和对比度指标对两种系统的成像像质进行评价。结果表明：在调制传递函数（MTF）的最大值方向，除归一化频率在0．55～O．65以外的空间频率处复合三子镜I型的MTF明显高于GOLAY9的MTF。当填充因子≥20％时，复合三子镜I型和GOLAY9的等效直径和实际等效直径基本接近。在空间频率24～45lp／mm处，图像对比度复合三子镜I型优于GOLAY9，复合三子镜整体性能与GOLAY9相近，且复合三子镜在结构排列上具有对称易装调的优点。 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 传递函数 成像 滤波

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渐进多焦点镜片的设计方法 被引量：13

13

作者 吴泉英 钱霖 +2 位作者 陈浩 王媛媛 余景池 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期12-14,共3页

介绍渐进多焦点镜片的基本原理和设计思想,阐述几种常用的设计方法和各自的优缺点,给出其中一种方法的设计结果,用测试仪检测实际加工的镜片性能。分析结果表明:渐进多焦点镜片可以实现从视远至视近的过渡,视近区的光焦度高于视远区的... 介绍渐进多焦点镜片的基本原理和设计思想,阐述几种常用的设计方法和各自的优缺点,给出其中一种方法的设计结果,用测试仪检测实际加工的镜片性能。分析结果表明:渐进多焦点镜片可以实现从视远至视近的过渡,视近区的光焦度高于视远区的光焦度,像散可满足使用要求。不同的渐进多焦点镜片设计方法其设计出的光学镜片性能不同,实际设计加工的镜片检测性能与国外软件加工的镜片性能相近。 展开更多

关键词 视光学 老视 渐进多焦点镜片 附加光焦度

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利用多层表面微结构提高DOE宽波段衍射效率 被引量：8

14

作者 马韬 沈亦兵 杨国光 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期119-123,共5页

针对单层衍射光学元件的不足,介绍了一种新型的多层衍射光学元件,通过层叠多个具有不同材料色散特性与相位高度的单层表面微结构,增加元件相位分布函数中的可变因子,实现波段内各波长光波的等效相位调制等于或接近2-的整数倍,双层衍射... 针对单层衍射光学元件的不足,介绍了一种新型的多层衍射光学元件,通过层叠多个具有不同材料色散特性与相位高度的单层表面微结构,增加元件相位分布函数中的可变因子,实现波段内各波长光波的等效相位调制等于或接近2-的整数倍,双层衍射光学元件在0.4～0.8μm可见光波段的理论衍射效率可以达到96%以上。利用双层衍射光学元件替代萤石透镜校正混合光学系统的二级光谱,设计并制作了一套长焦距物镜,并利用系统调制传递函数评价了多层衍射光学元件衍射效率,测试结果表明衍射效率在整个设计波段内以较高的数值平均分布。 展开更多

关键词 多层衍射光学元件 衍射效率 衍射光学 混合光学系统

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小口径薄型玻璃透镜精密模压制造 被引量：8

15

作者 马韬 余景池 王钦华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期87-90,共4页

采用传统的研磨抛光方法很难实现口径与厚度比很大的玻璃透镜的制造,下盘后机械应力变形是影响透镜精度的重要因素之一。而采用玻璃精密模压制造技术,无需透镜毛坯装夹固定机构,在加工过程中几乎不产生机械应力,因此是小口径薄型玻璃透... 采用传统的研磨抛光方法很难实现口径与厚度比很大的玻璃透镜的制造,下盘后机械应力变形是影响透镜精度的重要因素之一。而采用玻璃精密模压制造技术,无需透镜毛坯装夹固定机构,在加工过程中几乎不产生机械应力,因此是小口径薄型玻璃透镜的首选制造技术。成功制造了一种口径与中心厚度比为11的薄型透镜,面形精度的PV值和RMS值可分别达到0.41μm和0.08μm,重复精度的PV值优于0.1μm,测量结果表明:该模压透镜具有良好的面形精度,且批量制造的一致性很好,说明采用玻璃精密模压制造技术加工小口径薄型透镜是一种高效可靠的加工方法。 展开更多

关键词 玻璃模压 先进制造 薄透镜

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超轻超薄反射镜制造过程中的变形控制研究 被引量：6

16

作者 黄启泰 郭培基 余景池 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期128-133,共6页

针对超轻超薄反射镜(超薄镜)径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题,采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接、温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm... 针对超轻超薄反射镜(超薄镜)径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题,采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接、温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm口径超薄镜工艺实验对控制变形的工艺进行改进,用改进后的加工工艺进行了340mm口径的超薄镜制造,得到了比较理想的面形,下盘后PV值5.74λ,RMS值1.02λ(λ=632.8nm)。这表明在超薄镜制造过程中变形控制的技术方案可行,工艺改进方向正确。同时,实验结果表明,超薄镜制造过程中的变形最终表现为镜面出现非重力因素引起的像散。 展开更多

关键词 空间光学 超薄镜 加工工艺 变形控制

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全息窄带带阻滤光片用于拉曼光谱测试仪 被引量：4

17

作者 唐敏学 赵艳皎 吴建宏 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期134-139,共6页

在测量物质的拉曼光谱时，存在着比拉曼散射光强10^3-0^6倍的瑞利散射光，会严重影响拉曼光谱信号的获取。为此，研制了半宽度分别为18nm（峰值波长532nm）和25nm（峰值波长633nm）、光学密度均大于4的重铬酸盐明胶全息窄带带阻滤光片... 在测量物质的拉曼光谱时，存在着比拉曼散射光强10^3-0^6倍的瑞利散射光，会严重影响拉曼光谱信号的获取。为此，研制了半宽度分别为18nm（峰值波长532nm）和25nm（峰值波长633nm）、光学密度均大于4的重铬酸盐明胶全息窄带带阻滤光片，并将它们用于由平场光谱仪、CCD探测器和计算机控制系统等组成的小型拉曼光谱测试仪中，以滤除瑞利散射光，获得信噪比较高的拉曼光谱信号。对四氯化碳、乙醇以及丙酮等液体样品进行测量的结果表明，在拉曼光谱测试仪中采用该全息窄带带阻滤光片后，可快速测得待测样品的波数低至217cm^-1的拉曼光谱。 展开更多

关键词 全息窄带带阻滤光片 重铬酸盐明胶 拉曼光谱仪 平场光谱仪

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Golay6稀疏孔径系统成像研究 被引量：3

18

作者 吴泉英 钱霖 沈为民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1114-1115,共2页

稀疏孔径系统应用于航天遥感领域可以获得与全孔径系统相当的空间分辨率,而整个系统的体积和重量明显减小。分析典型Golay6结构,给出稀疏孔径光学系统调制传递函数的表达式,分析Golay6稀疏孔径系统的调制传递函数,并进行模拟成像。Golay... 稀疏孔径系统应用于航天遥感领域可以获得与全孔径系统相当的空间分辨率,而整个系统的体积和重量明显减小。分析典型Golay6结构,给出稀疏孔径光学系统调制传递函数的表达式,分析Golay6稀疏孔径系统的调制传递函数,并进行模拟成像。Golay6结构是非冗余的稀疏孔径结构。 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 调制传递函数 模拟成像

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基于相位恢复和数字全息的音频水印 被引量：1

19

作者 陈大庆 顾济华 陶智 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3333-3338,共6页

提出了一种在数字全息技术中引入相位恢复算法的音频水印方法.用水印图像经相位恢复处理形成虚拟物光波与参考光波干涉,得到高对比度的傅里叶变换全息图.利用量化算法和离散余弦变换把数字全息图嵌入音频信号中,在水印提取过程中不需要... 提出了一种在数字全息技术中引入相位恢复算法的音频水印方法.用水印图像经相位恢复处理形成虚拟物光波与参考光波干涉,得到高对比度的傅里叶变换全息图.利用量化算法和离散余弦变换把数字全息图嵌入音频信号中,在水印提取过程中不需要原始音频信号的参与,并且采用密钥加强了水印的安全性.数值计算实验表明:该算法对有损压缩、重采样、低通滤波、噪音干扰等常用音频信号攻击均具有很好的稳健性. 展开更多

关键词 信息光学 数字全息 相位恢复 音频水印 离散余弦变换

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占空比对高频CO_2激光脉冲制作的LPFG光谱影响 被引量：1

20

作者 赵敏福 张桂菊 +1 位作者 马狄峰 王钦华 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期916-919,共4页

文章对采用高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)的透射谱进行了理论分析,把LPFG的折射率调制类型近似为倒三角波,研究了其谐振波长与占空比的变化关系,发现高阶包层模与低阶包层模具有完全不同的特点,在参数变化时两者的谐振波... 文章对采用高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)的透射谱进行了理论分析,把LPFG的折射率调制类型近似为倒三角波,研究了其谐振波长与占空比的变化关系,发现高阶包层模与低阶包层模具有完全不同的特点,在参数变化时两者的谐振波长向相反的方向移动。通过实际制作周期500μm的光栅验证了这种差别。 展开更多

关键词 长周期光纤光栅 占空比 谐振波长

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