空间双光路红外CO_2气体传感器及其测量模型

提出了一种基于空间双光路结构的红外CO2气体传感器。阐述了传感器光学探头的结构和工作原理，并给出了气室的几何形状和相应的尺寸参数。以朗伯-比尔定律为理论依据，结合空间双光路结构的工作机理．以及红外光源周期性开关的工作方式．推导出了该传感器的线性测量模型，并采用最小二乘法对建立的测量模型进行标定。在静态下对该传感器的传感特性进行了测试，测试结果表明：在0～3％的测量范围内，该传感器的实验值与真实值符合较好，其精度为0．0242％；系统运行良好，可无故障连续在线测量30d以上。该传感器能有效消除温度信号和背景光信号的干扰．能够在5～40℃的温度内、不同杂光背景下正常工作，基本满足CO2气体浓度测量的功耗低、精度高、稳定性好等要求。

空间干涉式MOEMS陀螺的实验研究

提出一种基于微镜构成的空间螺旋光路的干涉式MOEMS陀螺,并对其进行了原理验证实验研究。此种光路结构中光束在自由空间传播,可减少损耗;无耦合问题,无背向散射;无运动部件,并且可利用微光机电工艺进行加工。在理论分析的基础上,通过实验设计,利用锁相放大器等对处于一定转速转台上陀螺的输出信号进行检测,得到的转台转速与实际转速比较结果非常接近,实现了陀螺的Sagnac效应原理验证,零漂8.16(°)/h。

新型高精度空间折转光管的设计方法

星模惯测组合装置在标调过程中,要求测量星模拟器出射光束与惯组棱镜反射光束的方位夹角,两光束不仅方向相反且存在空间平移,为了实现单台经纬仪对该角度的测量,该系统中需要加入特定的折转光管。提出了一种新型的空间转折光管的设计方法,能够实现光路的180°折转和垂直于星模拟器光轴的平面内的二维平移,设计中采用了直角屋脊棱镜与斜方棱镜,很好地消除了安装误差;为了消除由于棱镜加工误差带来的折转光管传递偏差,设计中加入双光楔结构。折转光管的光路通过双光楔机构可以发生一定的偏转,该偏转可以抵消折转光管各个部分带来的传递偏差。实验结果表明,该设计方法可以很好的实现光路折转地要求,同时在保证折转光管的传递精度的基础上,降低了整个光管的加工成本。

空间针孔滤波器的使用技巧

介绍了空间针孔滤波器的调节方法 ,并给出了部分实验结果 .

一种新型MOEMS陀螺的提出及理论分析

提出一种新型的光路结构,构成利用空间光路的干涉式MOEMS陀螺。介绍了此种陀螺的基本原理,并从提高基本探测极限的角度,对此种空间光路的各种参数进行了理论分析,提出了设计思路和方法。指出了此种陀螺的特点及其应用领域。

双透镜双光纤VISAR探头激光接收效率计算

依据球面光路计算的向量公式，编制算法对VISAR光纤探头的光线进行追迹，并由光线轨迹分析靶面光斑大小及探头的接收效率。利用算法对相同参数单透镜和双胶合透镜的VISAR探头进行分析，指出双胶合接收透镜对于提高探头接收效率具有重要意义。

红外吸收粉尘传感器的设计

基于粉尘对红外光的吸收原理提出了一种测量粉尘浓度的传感器新方案。以朗伯-比尔定律为理论依据,传感器采用空间双光路结构,应用差分算法,建立数学模型,采用MSP430F149,ICL7605和AD620等芯片进行数据处理,并用实验结果验证可靠性。提出的粉尘设计方案对于提高粉尘测量精度,特别是烟道、煤矿中高浓度的粉尘安全检测均有重要意义。

小型红外CO_2气体分析仪

研制了一种小型红外CO2气体分析仪。为了有效消除测量数据的漂移,提出了一种高性能的空间双光路光学探头结构,该探头结构包括一个带有反光镜无窗封装的红外光源,一个开放式气室以及一个红外接收器件。设计了旋转抛物面接收光锥,从而大大提高了分析仪的信噪比。该分析仪未采用采样气泵,而改用扩散方式进行采样,同时光源采用了周期性开关的工作方式,以消除背景杂光的干扰。该分析仪测量范围:0～3%,精度:0.0280%,响应时间:2.5s,体积:80mm(L)×78mm(W)×35mm(H),重量:200g,功耗:1.5W。

基于双光子聚合的片上光学互连(特邀)

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起,实现功能化集成,在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系,实现多材料体系的光电器件集成极其困难。传统的异质集成和单片集成方法难以同时解决定位精度不足、低拓展性、高损耗、低带宽等一系列问题。基于飞秒激光的双光子聚合技术具有高精度和高穿透的优势,可以实现多材料体系的片上微纳光学元件增材制造,具有极高的加工自由度。本文对片上光学元件的激光增材制造这一领域进行综述,探讨了光子引线键合和微空间光路元件两种技术路径,总结了现有技术的发展现状,并对未来的发展前景进行了展望。