THE DATA PROCESSING TECHNIQUE FOR INTEGRATED-OPTICS ACOUSTO-OPTIC RF SPECTRUM ANALYZER

The system of Integrated-Optics Acousto-Optic RF Spectrum Analyzer (IOAOSA)consists of a laser diode, an Acousto-Optic (A-O) modulator, geodesic lenses and CCD detectorarray. The optical signal projected on the CCD array is converted into electrical signal andprocessed by the signal processing center which consists of a TMS 32010 system and an IBM-PC.The TMS 32010 with very high speed is used in a microcomputer system. A cycle sample methodis adopted to collect the data of the CCD video signal, sampling one per 40-point. After theprocessing, the frequency bandwidth, the resolution and the dynamic range of the system aremeasured to be 100 MHz, 8 MHz and 20 dB, respectively.

中红外片上非线性激光器研究进展(特邀)

中红外(Mid Infrared,MIR)波段在生物医学、环境监测以及强场物理等众多领域具有非常重要的应用。小型化高效率MIR激光器是近些年中红外领域的研究重点,其在MIR光谱探测和环境实时监测等应用领域具有重大的研究意义。尽管量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)可直接产生MIR输出,但受限于辐射带宽和锁模机制。因此,非线性频率下转换技术仍然是片上宽带超快MIR脉冲生成的首选方案。基于非线性频率变换的片上MIR激光器具有结构紧凑、调谐光谱范围宽、稳定性高等优势,近年来得到了快速发展和广泛应用。首先介绍了基于二阶非线性频率变换的片上MIR激光器的研究现状,然后对四种主要的片上三阶非线性MIR激光器的研究进展进行了综述总结,包括受激拉曼-斯托克斯散射(StimulatedRamanStokesScattering,SRSS)、四波混频(FourWave Mixing,FWM)、频率梳(Frequency Comb,FC)和超连续谱产生(Supercontinuum Spectrum Generation,SCG)。

Integrated Optics Acoustooptic Receiver

The recent advances on the research and the applications of the integrated optics acousto-optic spectrum analyzer(IOSA) are reviewed. The operating principle, architecture, characteristics and technology, and future development of the different receivers are described.

基于LSTM的布里渊增益谱提取方法

针对布里渊光时域传感器在进行长距离监测时存在的实时性较差的问题,提出了一种基于长短期记忆网络的布里渊增益谱温度提取方法。采用洛伦兹函数仿真生成用于长短期记忆网络训练的数据集,建立长短期记忆网络与温度的映射关系。搭建了40 km的布里渊光时域实验系统,通过谱线相减法对实验数据中存在的畸变现象进行校正,采用长短期记忆网络对校正数据进行了温度信息提取。将本文提出的长短期记忆网络方法与经典的极限学习机方法进行了对比。仿真和实验结果表明,所提算法的最小均方根误差可达0.11℃;即使在扫频步长较大的情况下,该方法仍具有较好的测量精度,有利于提高布里渊光时域温度传感系统的实时性。

基于空间光耦合系统的芯片温度传感器

研究了一种硅光子芯片空间光耦合系统,简化了集成光子芯片用光纤阵列耦合的方式,通过将1550 nm附近波段的光通过空间光学系统,经光栅耦合器垂直耦合进入集成光子芯片,经过波导与微环谐振腔实现光学传感,采用多模光纤收集出射能量,并进行温度传感测试。实验结果表明,用波长探测方式,得到自由光谱范围(FSR)为0.85 nm,Q值为16321的环形谐振腔直通端透射谱线。在温度传感测试中,其灵敏度达到127 pm/℃。通过进一步对比测试表明,空间光耦合与光纤阵列光耦合只在插入损耗方面有所差距,耦合系统可得到较好的温度传感测试结果。空间光耦合具有更换传感器芯片便捷,容易实现多通道测试等优点。

硅基M×N型微环阵列谐振滤波器的理论分析

对硅基M行N列微环谐振滤波器的传输特性进行了理论分析,给出了M×N微环阵列谐振滤波器光强传递函数的通用公式.在1·55μm谐振波长下对其传输特性进行了数值模拟,计算结果表明,行数M取为奇数且行数M、列数N越大时,其谐振峰越平坦越陡峭,具有较好的滤波特性.选择M=5,N=10,谐振峰的3dB带宽约为0·35nm.

叶绿素吸收光谱的观测

运用光谱技术进行物质的定性定量分析,这一方法在基础科学和应用科学的研究中已被广泛使用.通过光学多通道分析器(Optical Multi-channel Analyzer,简称OMA),分析研究了叶绿素分子的吸收光谱特性.此实验可方便地应用于大学物理、化学及生物专业的实验教学中,增强学生对跨学科知识的了解,提高他们的综合研究能力.

基于强度解调的Fabry-Perot型光纤MEMS压力传感器

运用微机械系统加工技术制作了一种新型法布里-珀罗干涉型光纤微机电系统压力传感器，该传感器通过测量反射光谱的移动测量压力．运用多腔干涉原理对该传感器进行理论以及模拟分析得出，通过改变压力传感器的尺寸可较容易的调节压力线性测量范围和灵敏度．实验结果表明，在压力线性测量范围[0．1～1．0]MPa内，灵敏度可达到12．71nm／MPa（光谱移动／压力）．

LD激光激发金属微区发射光谱的多道检测

使用脉冲激光二极管（ＬＤ）泵浦ＹＡＧ激光器作激发源，用ＣＣＤ光学多道分析器采集和分析光谱，进行了激光激发金属微区的发射光谱分析，得到了高信噪比、高动态范围的发射光谱，所测发射波长与标准谱比较符合很好。对方法的应用前景进行了讨论。

用光谱分析法测量单模光纤的偏振模色散

本文介绍了光谱分析法测量单模光纤偏振模色散（ＰＭＤ）的理论根据和测试实验装置以及实测结果。由于目前单模光纤偏振模色散测试仪表价格昂贵，所以本文介绍的方法很有实用价值。

芯片级全固化集成光波导陀螺

高灵敏、全固态、集成制造的微光-机-电陀螺是未来发展的新一代惯性器件,在深空探测、载人航天以及飞行器制导技术领域具有迫切应用需求。提出基于光波导微腔透射谱输出特性的惯性测量方法与系统基础结构,并对其惯性测量原理、微加工工艺以及耦合性能进行了讨论。利用数值拟合得到波导耦合系统设计优化参数,采用激光熔融热处理技术,降低了波导表面粗糙度,测试获得品质因数约为108的高Q值微腔,为芯片级全固化集成光波导陀螺的制造奠定了基础。

基于LabVIEW的频谱仪控制系统设计

频谱仪是合成孔径雷达地面集成测试系统必需的测试仪器,本文提出用基于L abV IEW的虚拟仪器技术对频谱仪操作进行软件自动控制.引入L abV IEW的新增Even t S tructure事件驱动编程技术,提高对仪器的控制速度;运用L abV IEW的全局变量技术,实现控制参数的实时跟踪显示;运用L abV IEW的数据存储技术,实现测试原始数据文本文件和主控界面图像文件的保存.对以上技术应用的难点进行了详细介绍.经在中科院电子所某合成孔径雷达地面集成测试中的应用表明,该设计具有方便和实用的优点.

太阳紫外辐射光谱的光学多道探测与分析

报道了自行研制的紫外CCD光学多道分析器及其在太阳紫外辐射光谱探测中的实际应用。紫外多道分析器光谱探测范围200-1100nm，光谱分辨率0．1nm，光谱探测灵敏度0．02 lx。进行了成都地区UVA和UVB波段太阳紫外辐射光谱的实时探测，与常规的太阳紫外辐射探测仪器测量结果进行了比对，得到很好的相关。对所探测的太阳紫外辐射光谱进行的初步分析表明：太阳紫外辐射在一天内早晚小、中午大，与太阳天顶角（SZA）变化呈相反相关。UVB和UVA波段内不同波段的辐射量不同，长波段的辐射量一般比短波段的辐射量大。云和气溶胶对紫外辐射有重要影响，云对不同波长的辐射衰减不同。

光路可靠性和频谱整合因子感知的虚拟光网络生存性映射

针对多链路故障,本文提出一种基于光路可靠性和频谱整合因子感知的空分复用弹性光网络中虚拟光网络生存性映射算法.在虚拟节点映射时,综合考虑物理节点属性的权重评估准则.在虚拟链路映射时,本文设计联合考虑频谱资源和可靠性的工作光路选择策略和基于频谱整合因子感知的工作光路频谱分区分配方法,并设计提高保护带宽共享度的保护光路选择策略.仿真结果显示,本文算法提高了虚拟光网络请求接受率,降低了带宽阻塞率.

成都地区太阳紫外辐射光谱的观测与分析

利用紫外CCD光学多道分析器,对成都地区2006年3月至7月UVA和UVB波段太阳紫外辐射光谱进行了观测,对这一地区紫外辐射的基本特征进行了统计分析。分析表明:太阳紫外辐射在一天内早晚小,中午大,一年中6月份达到最强,与太阳天顶角的变化密切相关;UVB辐射积分通量远小于UVA辐射积分通量,其比值一般小于0.04,在天气晴好时下午大于上午;雾能导致UVB辐射积分通量与UVA辐射积分通量的比值增大,其原因是雾对UVA辐射衰减强于对UVB辐射衰减;云对太阳紫外辐射存在异常吸收。

斜程大气湍流中成像系统分辨率的影响因素研究

大气湍流是影响光学成像系统分辨率不可避免的因素之一。为了研究大气湍流内外尺度、湍流轮廓线及探测高度对光学成像系统分辨率的影响,根据光学成像系统积分分辨率理论及修正Von Karman湍流谱,推导了斜程传输路径下考虑湍流内、外尺度的光学成像系统的分辨率积分公式。数值计算中应用ITU-R公布的随高度变化的大气折射率结构常数模型,结果表明:湍流内尺度对光学成像系统分辨率的影响要远小于湍流外尺度对分辨率的影响,而湍流内尺度又限制着外尺度对光学成像系统分辨率的影响;斜程传输时,湍流轮廓线的影响大于外尺度对积分分辨率的影响;光学成像系统分辨率在近地面受近地面大气结构常数的影响大,而当高度大于5 000 m时,光学成像系统分辨率受风速的影响大。

光学多道谱仪和CCD组合系统的效率曲线标定

介绍了光学多道谱仪的工作原理,采用OMA150谱仪与卤素钨灯耦合作为单色光源,对Acton公司生产的OMA750型谱仪效率进行了标定,获得了OMA750型谱仪在300 g／mm、600 g／mm、1200 g／mm 三个不同光栅下的效率曲线;对PI公司生产的TEK512×512型CCD和PID1100×330型CCD的谱响应进行了标定,获得了200-1100 nm波长范围内的谱响应曲线。

GaAs/GaAlAs集成外腔激光器的模式谱分析

本文利用单 FP(Fabry—Perot)腔激光器的理论,并用有效反射率方法,通过计算机数值计算和作图,简单、清晰、明了地解决了集成外腔结构的 GaAs/GaAlAs激光器的模式谱问题,并给出了实验设计方案。与众多的理论分析方法相比,这种方法具有简明、精确、直观的优点。

平面波导窄带干涉滤波方法的研究

基于多层膜干涉滤波的理论提出了一种在平面波导通道中进行干涉滤波的新方法,这种方法可以使窄带滤波器完全集成在波导通道中,实际上就是波导通道的一部分。根据这种方法优化设计了两种波导干涉滤波器单元器件,并且以27层开放式波导干涉滤波器双腔结构为例,计算了垂直入射时的输出光谱和单腔结构滤波后的场强分布。最后,分别分析了滤波器的波导膜的材料、厚度和信号入射角度对输出光谱的峰值透过率、通带半宽度、消光比以及有效区域的影响,提出了进一步优化的方向。这种在平面波导通道中直接进行窄带滤波的技术将在光通信、光传感和光信息处理等很多方面有广泛的应用。

基于Bragg衍射的声光频谱分析仪

针对其他测频器件的缺陷,提出了基于Bragg衍射的声光频谱分析法,介绍了它的主要工作原理,研制出了信号处理软硬件设备,通过试验和仿真,实现了对电磁频谱进行实时并行检测分析。采用声光频谱分析制成的声光Bragg接收机能够在复杂的电磁环境中同时快速检测出多束射频电磁波。该机瞬时带宽可达1 GHz,对单个脉冲的截获率约为100%,灵敏度可达-80 dBm,测频分辨率可达1 MHz。在电子战中有很高的应用价值。