基于物联网和弱反射光栅阵列的地质灾害监测系统设计与应用

我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4G模块设计了一款物联网数据采集控制板,并结合压电式雨量传感器、拉绳位移传感器研制了雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪;结合物联网数据采集控制板和弱反射光栅阵列传感技术构建了基于物联网的弱反射光栅地质灾害监测系统,实现了对地质灾害体的定时监测和降雨期间的自动监测;最后将雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪和弱反射光栅地质灾害监测系统应用于桐梓县大河镇新场火车站新场滑坡、崩塌的监测实验中。监测数据表明,弱反射光栅监测系统测得传感光缆41#弱反射光栅传感段的位移变化达5 mm,在其附近的位移监测仪也测到有位移变化,可有效实现对地质灾害的定时监测和降雨期间的自动监测。

红外30μm亚波长抗反射光栅的制作

利用严格耦合波理论设计出亚波长抗反射光栅 ,并通过等离子体辅助刻蚀制作出了立方状抗反抗光栅 .测量结果发现该光栅具有良好的增透特性 ,并且测得光栅参数和理论设计参数基本一致 ,表明等离子体辅助刻蚀是制作深光栅的有效方法 .对实验结果进行了分析和讨论 ,结果表明 。

平面反射光栅衍射效率自动测试仪的设计与分析

设计了一种快速自动测试平面反射光栅相对衍射效率的新型系统。它采用连续光源照明,运用双联光栅光谱仪的结构型式,以N沟道增强型场效应管阵列（线阵NMOS）作为光电接收器件。运用光栅光谱仪的相关原理,对系统的测试原理进行了理论分析;并对光学系统进行了像质分析。分析得出,系统装置结构紧凑,电子学系统简化;不存在保证两光栅光谱仪的波长扫描同步问题,具有很好的波长重复性,精度易于保证;较之以往文献中的自动化方案制造成本降低,且操作简便,工作效率提高。研究结果表明：该测试仪工作光谱范围为190-1100 nm,覆盖了大多数常用光栅的应用波长范围;且系统光谱分辨率小于3 nm,完全满足设计要求,是一种经济可行的方案。

CD唱片作反射光栅演示教具

通过用ＣＤ唱片作反射光栅的演示实验教具，简略介绍了ＣＤ唱片的特点．

反射光栅的色散特性研究

本文分析了反射光栅的各种色散特性,提出光栅时间色散的概念,推导了光栅对光脉冲一级衍射的数学表达式。

一种反射光栅衍射效率检测装置

利用单色仪设计并搭建了一套测量反射体积光栅衍射效率的装置,其具有简便准确、自动扣除底数、抗干扰能力强等优点,较好地解决了反射光栅衍射效率的测量问题。

平面反射光栅的分析及其在实验中的应用

从导出反射光栅的强度公式，分析反射光栅的方程及其衍射特点入手，提出了使用反射光栅的实验方法及其在教学中的意义．

双重位相型体全息反射光栅的理论研究

反射体全息位相光栅的衍射问题,我们已从实验和理论两方面作了较深入的分析。在理论方面,考虑介质记录时的吸收效应,对H.Kogelnik理论作了必要的修正。

光折变晶体中由 2 k反射光栅形成自泵浦相位共轭(英文)

本文给出在光折变晶体中通过受激二波混频形成自泵浦相位共轭的一种理论 .在适当条件下 ,二波混频的耦合波方程可化为相位共轭光学中的一对耦合模方程 ,对于折射率光栅与条纹之间具有任意相移的光折变 2 k光栅 ,其反射的背向散射波的解是入射泵浦光的相位共轭波 .产生自泵浦相位共轭的条件是背向波能最有效地吸取入射光束的功率 ,以至于背向散射光的强度处处等于入射光的光强 ;

全息反射光栅的制作及其性能测试与分析

用光致抗蚀剂为记录介质制作１２００条／ｍｍ反射全息光栅并测试它的性能．＿其衍射效率最高可达６０％，＃ＦＫ分辨本领可达到同类型刻划光栅的水平．

基于棱镜反射光栅的低串扰自由立体投影显示方法

为解决传统柱透镜自由立体投影显示中像差和视几何引起的串扰和视点数受限问题,基于回归反射,提出了一种棱镜反射光栅自由立体投影显示方法。通过分析其3D成像的原理,对棱镜反射光栅自由立体投影显示进行仿真,发现该方法在水平视宽相同的条件下,视场照度是柱透镜光栅投影的10倍,而其串扰比是柱透镜光栅投影的1/5,且不存在次视区。制作了棱镜反射光栅屏,并搭建系统进行实验,验证了棱镜反射光栅自由立体投影显示方案的可行性。

线偏光闪耀反射光栅衍射特性研究

通过数值方法对线偏光在Littrow装置中的理想导体闪耀光栅的偏振特性进行研究.用时域有限差分程序计算出任意偏振方向线偏光经过闪耀光栅衍射后的电磁场分布,提取衍射波的S偏振和P偏振分量,讨论了与光栅闪耀角和入射光波偏振角的关系.分析了在1530～1570nm光谱范围内,入射光波为线偏振波和园偏振波时,衍射光波的偏振色散特性与光栅闪耀角的关系,并给出了存在偏振色散的光栅闪耀角范围.这些分析和结果对工程设计具有一定的指导意义.

多层薄膜瞬态热弹反射光栅实验及其理论分析和有限元数值计算

多层薄膜/基片材料的热学性质受各层薄膜及基片的共同影响,因此同时评估各层材料的热学性质是非常重要的。激光诱导瞬态热栅技术是一种研究材料表面及亚表面光声光热现象有效的方法,因此可用于研究多层材料的热学性质。本文利用瞬态热弹反射光栅方法研究多层薄膜/基片结构材料的热扩散率,首先对Al/ZnO/Si基片结构的多层材料进行激光诱导瞬态热栅的光衍射检测实验,然后通过对该瞬态热栅的光衍射强度信号进行理论分析及有限元数值模拟,得到Al/ZnO/Si各层热扩散率对其表面温度场分布的影响,进而计算铝膜和氧化锌膜热扩散率对瞬态热栅引起衍射光信号的贡献。最后将理论分析与实验结果进行多参数拟合,在基片的参量已知的情况下,可同时得到铝膜和氧化锌膜的热扩散率。

二维反射光栅衍射畸变的光散射方法研究

利用光散射方法理论分析了二维反射式正弦光栅衍射场,得到了衍射极大光点的佗置坐标,并讨论了衍射极大光点位置的性质与畸变问题.对于与人射而垂直方向变化的栅线衍射极大光点,给出了畸变的坐标曲线并其进行了数值计算.实验测量正弦反射光栅衍射的光强分布,各级衍射极大光点的位置分布与理论结果很好地符合.

介质反射光栅中多层膜计算的研究

介绍了采用增强透射矩阵进行计算的严格耦合波方法,将这种方法应用到介质反射光栅的多层膜计算中。通过与商用软件计算结果的对比,证明这种计算方法的计算结果是准确可信的。与已有的计算方法比较,该方法简化了介质反射光栅的计算工作。

全息平面反射光栅

本文主要叙述我组用He-Ne激光作光源制作出的全息平面反射光栅，该平面反射光栅的制作方法和主要特点。

融合弱反射光栅阵列的POTDR传感机理的理论研究

通过研究弱反射光栅阵列在偏振敏感光时域反射传感系统(POTDR)中的作用机理,将弱反射光栅应用于POTDR系统,POTDR可借助弱反射光栅的反射能量,提高到达系统探测端的能量,进而提高系统的信噪比.重点研究融合弱反射光栅的POTDR传感系统中光栅反射率、探测光脉冲宽度等参数共同作用对系统的影响,后使用仿真计算的方法将基于弱反射光栅的POTDR系统与传统的POTDR系统的传感性能做模拟研究分析.结果表明融合弱反射光栅的POTDR系统与传统POTDR系统相比可将信噪比提高6 d B,在光栅反射率为10-5的情况下,理论上可将传感距离延长30 km.

亚波长消反射光栅

为了降低消反射光栅的偏振敏感性 ,将等效介质理论推广到二维亚波长结构 ,对一种特定的矩形柱状结构进行了分析。构造了一种分析方法 ,然后利用光栅结构的有关表达式得到这种二维结构的近似等效系数。并设计了适用于 10 .6 μm红外波段的二维亚波长消反射光栅 ,用二元光学的制作工艺在Si衬底上进行了实验制备。测试结果表明 :对中心波长为 10 .6 μm的红外光 ,这种光栅象单层消反射膜一样 ,具有很好的增透效果。