Development of Dual-light Path Monitoring System of Optical Thin-film Thickness

The accurate monitoring of optical thin-film thickness is a key technique for depositing optical thin-film. For existing coating equipments, which are low precision and automation level on monitoring thin-film thickness, a new photoelectric control and analysis system has been developed. In the new system, main techniques include a photoelectric system with dual-light path, a dual-lock-phase circuit system and a comprehensive digital processing-control-analysis system.The test results of new system show that the static and dynamic stabilities and the control precision of thin-film thickness are extremely increased. The standard deviation of thin-film thickness, which indicates the duplication of thin-film thickness monitoring, is equal to or less than 0.72%. The display resolution limit on reflectivity is 0.02 %. In the system, the linearity of drift is very high, and the static drift ratio approaches zero.

基于合光技术的可变焦激光探照灯设计

为增加激光光源的光效,进一步实现远距离照明,可使用基于合光技术的方案,设计一种可变焦激光探照灯。采用多颗蓝光LD排成阵列的方法,利用玻璃反光碗的光回收技术,对激光探照灯进行光路设计;同时使用二向色片来控制发散角度,从而实现激光探照灯的可变焦控制。测量激光模组在1 A电流下输出的光通量,经计算,荧光陶瓷片出射的总光通量约为730 lm。此外,对匀光片的散射特性进行改变,可实现对聚焦激光光斑的控制。此研究实现了可变焦激光探照灯的光路设计以及对聚焦激光光斑的控制,并利用二向色片实现了蓝光和黄光混合白光输出。该光学系统的整体光效较高,有较强的实用意义。

共光路红外双波段小型化光学镜头分析与设计

针对中长波共光路小型化光学系统设计需求,建立了基于高斯光学与初级像差理论且尺寸受限下的二次成像结构光学指标分配模型。主镜因其边缘光线高度高和承担的光焦度小,其球差、色差和二级光谱是该系统像差的主要来源,为矫正二级光谱,可使用“-、+、-”结构形式的高、中、低相对色散材料的透镜组合作为主镜结构,此时主镜的残余像差较小,采用场镜降低中继镜组光线高度以及非球面矫正球差等方法平衡主镜残余像差。最后开展实例设计,对提出的小型化设计思想进行验证,设计了中波波长3.7~4.8μm、长波波长7.7~9.5μm的共光路双波红外小型光学系统,总长不大于135 mm,结构小巧紧凑,光学传函接近衍射极限,工作温度范围-40~60℃,且对温度不敏感。实现了基于二次成像结构光学指标分配模型的中长波共光路小型化光学系统分析及设计,满足中长波共光路小型化光学系统需求。

可见与红外双波段折反光学系统设计

针对机载小型化、轻量化的环境要求,将红外和电视传感器进行共次镜形式的共光路设计。对于640×480非制冷焦平面探测器,设计了焦距185mm、F数达到1.3、视场为5.8°的长波红外光学系统。对于1/3″CCD(像面尺寸4.8mm×3.6mm;像素数759×596),设计了焦距86mm、F数达到4.5、视场为4°的可见(电视)光学系统。

基于双光路的磁流体光透射特性研究

基于磁流体薄膜光透射率可调的特性,制备磁流体薄膜的光纤对穿结构,搭建了双光路实验系统,测量了磁流体薄膜的透射光功率值。同时,对输入光功率为1m W和3m W磁流体薄膜的透射谱进行比较,分析了磁流体光透射特性差异产生的原因。

利用前向散射实现的双光路能见度激光测量系统

文中介绍的能见度测量系统 ,通过测量 0 .81μm激光光束在前向 30°方向的散射能及在直射方向的透射能 ,计算大气的散射系数 ,测量了能见度。该系统包括光学发射与接收、信号放大与处理及结果显示三部分。光学发射与接收部分主要由半导体激光器、准直镜、扩束镜、接收镜、截止滤光片、窄带干涉滤光片、PIN光电管等组成 ;信号放大与处理部分主要由电压跟随放大电路、采样保持电路、多路模拟开关电路、模 数转换电路、80 31单片机等组成 ;结果显示部分主要由显示器、打印设备、输出端口等组成。简述了该系统的工作原理及基本结构 ,对测量的稳定性、测量精度以及光、电干扰的抑制等技术难点进行了讨论 。

基于强度干涉原理的双光路动态测量方法

在近场光存储方案中,头盘间距动态测控技术是近场光存储理论和技术的实用化。根据近场光学头的飞行特点,提出了一种基于光强干涉原理的测量系统,重点介绍了其测量原理和标定方法。采用双光路结构来提高测量分辨率,利用光偏振特性来消除反馈光对信号光的干扰。通过对系统性能的分析和试验表明,动态特性达到了500kHz,测量分辨率高于1nm,可满足系统高精度动态测试的要求。

基于光谱吸收原则的低成本硫化氢传感器研究

H_2S浓度检测的发展趋势是实时检测,基于光谱吸收原则是其中一个发展方向。用宽带光源替代以往使用的成本较高的窄带光源,降低整个系统的成本,可以提高检测系统的实用性。宽带光源经过Bragg光纤光栅滤波后可以得到窄带光。此方法得到的光波必然会有噪声和波动,然后对其进行滤波,消除一部分系统的噪声和波动,再通过光线分束器分别通入检测光路和参考光路后做差。此差分信号不仅消除了一部分系统噪声和波动,还消除了基波分量,增大了信噪比。用数学分析的方法推导出二次谐波信号,利用SIMILINK仿真观察此信号,不同浓度的H_2S气体会有不同的输出信号,也就得到了气体的浓度。双光路差分法、谐波检测技术和窄带滤波技术综合起来的优势是降低了成本,增加了信噪比,提高了系统的检测能力。实验仿真结果表明,在LED宽带光源基础上采用提取谐波信号的双光路差分方法检测H_2S气体浓度正确可行,此方法降低了系统成本,为大范围实际应用提供了可能性。

紫外可见双光路电晕放电检测系统的研制及实现

为了实现紫外光和可见光对电力设备的电晕放电情况进行复合图像检测,提出了采用双光路结构的光信号处理方法。设计并研制了基于可见反射式光路结构的紫外可见双光路电晕放电检测系统。该系统解决了紫外光成像与可见光成像能量差异大导致图像配准困难的问题。试验结果表明,该系统能实现电力设备电晕放电情况的准确探测及定位。

物体表面色的双光束平行检测

介绍了一种用于物体表面色检测的双光束多通道系统，采用脉冲光源模拟标准 Ｄ６５ 照明，由 Ｓ Ｐ Ｄ 对颜色样品进行光谱的平行探测，经过精密的光谱定标和光度定标，并结合软件功能，实现了物体色的快速精确测量。

基于红外双光路的薄膜在线测厚系统的研究

红外测厚是薄膜在线测厚的主要方法之一,为了解决传统的红外测厚方法中尚存在的易受光源稳定性的影响、不适用于高速薄膜生产线等缺点,采用双光路参比测量的方法设计了一种双光路红外测厚系统,系统将光源的光分成测量路和参考路两路,并使用单个CCD同时收集两路光作为光强传感器。描述了系统的成像原理,讨论了系统对朗伯定律的适用性,最后通过对聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜的标定实验论证了系统的精度。结果表明,该方法精度高、鲁棒性好,且能够有效避免光源不稳定带来的影响。

同源双光路能见度仪的光斑提取算法研究

同源双光路能见度仪是一种基于数字摄像法的能见度仪,光斑提取算法是其能见度反演算法中的关键环节之一。从光斑成像的物理原理出发,提出了两种光斑提取算法。实验证明,即使没有图像预处理和数据后处理,其结果也和Vaisala LT31的结果具有很好的一致性。在确定上述两种方法中涉及的参数时,引入加权均方误差参量作为确定参数时的代价函数,该参量相对于其他参量有更好的效果,同时本参量还可以作为评价能见度结果的辅助指标。

90°视向角内窥远心测量仪的光学设计

针对深腔内深孔、微小孔或盲孔等,由于受到腔体尺寸形状和腔体结构的限制,导致对腔体内表面的检测及腔体内孔径形位信息的检测有很大的难度,设计了一种检测腔内小孔特征以及腔内状态的内窥镜光学探头。该探头为具有90°视向角、20mm大景深、高分辨率的细径内窥镜,其放大倍率为-0.71×,最大畸变为0.5%,全视场MTF在166lp/mm处接近0.1,孔径检测精度为0.01mm,分辨率为0.005 mm,且光学系统外径小于5 mm,可用于对腔体直径范围15mm^45mm、孔径直径范围0.01mm^4mm的腔体零件内微小孔径形位信息的检测。

基于双光路的镜头污染度检测在颗粒物浓度测量中的研究

为了解决光散射法颗粒物浓度在线监测系统中激光检测镜头容易受到污染的问题,设计了具有光学镜头污染度自检功能的双光路颗粒物浓度检测系统,对不同污染度光学镜头的散射光信号强度进行实验测量,结合米散射理论的颗粒物浓度计算,得到光学镜头污染程度与激光检测信号衰减的关系。结果表明,随着激光检测镜头污染程度的加重,光散射法测量的颗粒物浓度值会出现严重的负偏差,双光路颗粒物浓度检测系统能够用于光学镜头污染度检测,通过光学镜头污染度的实时测量,可计算出光学镜头由于污染而造成的光信号衰减度,光学镜头污染程度达到25%时,修正后的颗粒物浓度测量误差≤11.92%。

双激发波长拉曼光谱仪的双光路集成设计

为了提高高端探测器的利用率与增强拉曼光谱仪同时对不同物质检测的适用性,将多个波长激发的拉曼光谱仪集成设计成为一个光谱仪,将具有重要的应用价值。提出了一种基于CT结构双波长(532nm和785nm)激发的双通道拉曼光谱仪设计方法。所采用的这种设计方法基于探测器的工作特点为实现双光路结构同时工作创造了条件,从而最大程度的增加了光谱测量范围,同时该方法也实现了对探测器的有效感光面像元的充分利用并且最大程度地实现了高光谱分辨率。优化结果表明对于532nm的激发波长,分辨率为5cm^(-1)、光谱范围达到80~4200cm^(-1);对于785nm的激发波长,分辨率为3cm^(-1)、光谱范围达到200~2300cm^(-1)。

双路注意力循环网络的轻量化语音分离

提出了双路注意力循环网络的轻量化语音分离方法。首先,该方法使用基于“双路注意力机制”和“双路循环网络”的可选择分支结构对语音信号进行建模,从而提取深层特征信息并降低模型的参数量。其次,引入子带处理技术,从而降低模型的计算量。在LibriCSS数据集上的实验结果表明,该方法取得的平均词错误率为8.6%,且参数量和计算量分别仅为0.15 MiB和15.2 G/6s,与当前主流方法相比,分别减小了3.3~391.3倍和1.1~3.2倍。这表明,所提方法在取得高语音分离性能的同时,能有效地降低模型的参数量和计算量。

一种基于双保险机制的MIPv6切换控制策略

本文提出了一种双保险机制来保证在MAP之间切换时用户会话的QoS。该方法在MN进行MAP之间的切换时,首先用建立的临时路径来保障用户会话的QoS,与此同时,利用LWRSVP来快速地建立新的路径。当新的路径成功后才进行MAP之间的切换。最后,通过分析得出本文的方法可以明显地改善MN在MAP切换时用户会话的QoS。

基于积分球光源的能见度测量系统设计及实现

同源双光路能见度仪是一种基于数字摄像法的能见度仪,其光源和光路系统会直接影响能见度的反演结果。针对系统中因光源和分光系统不稳定造成的反演误差,以积分球光源作为同源双光路能见度仪的改进光源,采用远近反射端对积分球光源进行分光,提取相机拍摄到的远近光斑并代入Koschmieder公式求解。试验结果表明:积分球光源与LED光源相比,减小了5%的均匀性误差。在不同能见度条件下,将基于积分球光源的能见度测量系统与LT-31透射式能见度仪、VPF-730散射式能见度仪进行场外比对试验,结果表明,基于积分球光源的能见度测量系统的均方根相对偏差和相对平均偏差都远小于20%,符合世界气象组织对能见度仪测量准确度的误差要求。