首页期刊导航|激光与光电子学进展
期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
正式出版
收录年代

    基于FPGA的拉曼分布式光纤测温系统数据采集处理模块设计

    陈洋乔丽君曹康怡范卜文...
    107-115页
    查看更多>>摘要：传统拉曼分布式光纤测温系统中,系统的空间分辨率、温度精度、传感距离和信噪比等重要指标受采集处理模块的采样速率、信号量化位数、板载内存和数据处理能力性能制约,导致无法发挥其全部性能.本文设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的长距离拉曼分布式光纤测温系统数据采集处理模块,采用AXI4总线分时突发读写DDR3存储器技术实现超长数据实时累加平均处理,通过用户数据报协议(UDP)实现FPGA与上位机之间的数据传输,并且使用上位机对接收的数据进行温度解调和显示.实验结果表明,所提出的数据采集处理模块能够支持89.6 km的光纤信号采集,在10万次累加平均处理后,测温信号信噪比达到43.65 dB,测温精度稳定在±0.21℃.该数据采集处理模块能够进一步推动拉曼分布式光纤测温系统的应用与发展.

    拉曼分布式光纤测温系统现场可编程门阵列DDR3AXI4累加平均处理

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    光纤传感器的双管强化封装

    刘明尧陈晓川李聪
    116-121页
    查看更多>>摘要：对于目前嵌入式光纤封装工艺,当机械结构长期受到温度或力等交变载荷作用时,光纤和金属由于热膨胀系数不同,会导致连接面出现松动和滑移.为了解决这一问题,本文基于机械联接原理,提出了一种双石英管对称阶梯式光纤结构.该结构设计使得阶梯式光纤与金属之间能够形成更加可靠的联接.基于热弹性理论,对阶梯式光纤进行理论分析,提出合理的阶梯式光纤制备工艺,并采用控制变量法对其各工艺参数进行实验分析以提高抗拉强度.成功制备了金属化阶梯式光纤布拉格光栅(FBG),并实验对比验证了阶梯式结构的有效性.实验结果表明:经过加工工艺改善后的双石英管对称阶梯式光纤抗拉强度可以达到750 MPa,相比于机械去除涂覆层得到的裸光纤抗拉强度(686.5 MPa)提高了9.25%;所制备的金属化阶梯式FBG的温度灵敏度达到15.59 pm/℃,温度分辨率为0.064℃/pm.金属化阶梯式FBG在不降低温度灵敏度的情况下,拥有比金属化FBG更稳定的温度传感性能.

    光纤布拉格光栅微结构抗拉强度金属化温度传感特性

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于模糊控制的参数自调节光纤章动耦合算法

    郭烽高世杰刘永凯吴昊...
    122-130页
    查看更多>>摘要：针对空间激光通信单模光纤耦合系统中,传统激光章动算法参数固定,导致系统收敛速度与收敛稳定性无法兼得的问题,提出了一种基于模糊控制的参数自调节光纤章动耦合算法.该算法以快速反射镜(Fast steering mirror,FSM)为执行单元,根据实时耦合能量反馈值,在激光章动收敛过程中自调节算法参数,以提升系统的收敛速度与稳态精度.仿真结果表明:在无扰动条件下,参数自调节章动耦合算法的耦合效率、耦合精度、耦合速度均优于传统激光章动算法;在有扰动条件下,传统激光章动算法仅对一定条件下的扰动具有较好的抑制效果,参数自调节章动耦合算法对于 1～20 Hz的扰动均有着较好的抑制效果,并且在耦合效率及耦合稳定性方面有着明显优势,更加适合应用于激光通信链路.

    自由空间光通信单模光纤耦合激光章动模糊控制参数自调节

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于POA-VMD和MPE的光纤周界入侵信号降噪方法

    马愈昭朱庆啸吕其明李猛...
    131-140页
    查看更多>>摘要：针对当下的光纤周界入侵事件复杂多变以及噪声干扰的问题,需要对光纤周界系统采集的信号进行去噪处理.首先,提出了鹈鹕算法优化的变分模态分解降噪,并引入多尺度排列熵判决机制提高抑制模态混叠与虚假分量能力,最终将筛选出的信号组成重构信号,实现整个信号的去噪.实验结果表明,在双Mach-Zehnder光纤周界传感系统判别入侵的过程中,信号去噪方面有了明显的改善,以去噪信噪比、相关系数、降噪后信号的均方根误差为降噪性能评价指标,本文所提方法与现有的集合经验模态分解-相关系数和互补集合经验模态分解-相关系数方法相比去噪信噪比有所降低,相关系数明显提高,去噪信号的均方根误差略有减少.该算法不仅能够更好地消除光纤周界系统采集信号的噪声,还最大程度地保留了信号的特征信息.

    光纤传感鹈鹕优化算法变分模态分解多尺度排列熵

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于线性插值的相位生成载波算法动态范围上限提高

    蔡冰涛肖力敏陈小宝
    141-149页
    查看更多>>摘要：在干涉型光纤传感器相位解调中,为了提高相位生成载波(PGC)算法的动态范围上限,提出基于采样数据点线性插值的PGC改进算法.在特定载波调制深度和初始相位条件下,以6倍载波频率进行数据采集,通过对单个载波周期内的6个采样点进行线性插值,得到6组关于待测信号的正交项,通过微分交叉相乘(DCM)或反正切(ATAN)完成相位解调.所提算法无需载波混频和低通滤波,降低了算法的复杂度.理论分析表明,改进PGC算法的动态范围上限可提高1.58 dB.实验结果表明,采样频率为500 kHz,信号频率为2 kHz时,解调算法输出峰值达到27.32 rad,动态范围上限提高至14.36 dB,解调相关性高达99.98%.

    光纤干涉传感器动态范围上限相位生成载波线性插值

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于锥形四芯光纤的高灵敏度折射率传感器

    高雅甄胜来金姝左铖...
    150-155页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于锥形四芯光纤的折射率传感器.四芯光纤两端熔接了多模光纤,并在氢氧火焰下逐渐拉细.通过模拟传感部分的光场证明了锥形四芯光纤会产生更强的干涉效应.实验结果表明,该传感器的最大折射率灵敏度达到了298.307 nm/RIU,线性度为99.806%,同时其对温度变化不敏感,有效地避免了温度与折射率之间的交叉敏感.该传感器具有体积小、灵敏度高的特点,在生物和化学传感领域具有潜在的应用前景.

    光纤传感器折射率锥形四芯光纤温度

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于调制器级联的可调谐平坦光频梳产生

    钱金旺孙俊灵金秋春马鹏阁...
    156-161页
    查看更多>>摘要：针对当前电子信息系统对于大宽带、并行处理、灵活控制等方面的迫切需求,提出了一种多梳齿、高平坦度、易调谐的宽带光频梳产生方案.通过级联双平行马赫-曾德尔调制器和双驱动马赫-曾德尔调制器,并简单调整两个调制器的直流偏置电压和射频驱动信号的幅度,实现了梳齿数量为35、平坦度为0.5 dB、杂散信号抑制比为15 dB的频率等间隔光频梳.此外,该方案产生的光频梳易于调谐,通过改变射频驱动信号的频率,即可实现不同频率间隔的光频梳,同时表现出较好的稳定性.

    微波光子光频梳马赫-曾德尔调制器平坦度

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于球面补偿及光程匹配的靶丸表面形貌白光干涉测量方法

    刘杨郭仁慧蒋金威钱宇...
    162-170页
    查看更多>>摘要：针对靶丸内外表面缺陷的测量问题,提出一种基于白光扫描干涉的零位显微干涉靶丸表面缺陷测量系统.将白光干涉技术与Linnik型显微干涉技术相结合,同时引入光程匹配模块以测量不同直径靶丸的不同表面,并基于球面零位干涉思想,引入球面作为参考面以扩大测量视场.实际测量中通过压电陶瓷实现对靶丸表面的垂直扫描,获取全视场白光干涉图像,运用移相算法以及蝙蝠翼校正算法实现靶丸表面的形貌复原.使用所提方法测量标准台阶板,所得测量值与标称值吻合,验证了测量方法的有效性,随后对靶丸进行了测量.结果表明,所提出的测量方法能够准确测量出靶丸内外表面的缺陷分布.

    白光干涉内外表面缺陷球面补偿光程匹配

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于反射率修正的柱透镜面形光谱共焦测量研究

    李春艳刘畅刘继红李丹琳...
    171-178页
    查看更多>>摘要：为实现柱透镜面形的精确测量,研究了反射率引起的面形测量误差.首先介绍了光谱共焦位移传感系统的工作原理,并在空间坐标系下利用柱透镜的结构参数,推导了系统的光谱响应,建立了柱透镜面形测量模型.然后,对由各点反射率引起的光谱曲线谱峰漂移,以及这种漂移导致的面形测量误差进行了理论研究和仿真分析..为修正透镜曲面反射率对测量结果的影响,采用S-G滤波及高斯拟合实现滤波和光谱信号峰值波长的提取,建立了反射率误差修正算法,最后通过搭建实验平台,完成了基于反射率修正的柱透镜面形测量.实验结果表明:修正前面形测量结果的平均绝对误差和均方根误差分别为9.18 µm和9.79 µm;修正后面形平均绝对误差和均方根误差分别为0.71 µm和0.75 µm,面形测量精度有了很大提高,验证了理论分析的正确性及所提反射率修正算法的有效性.

    面形测量反射率修正光谱共焦峰值漂移柱透镜

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于显微原理的微区应力测量技术

    郑杰高志山金能郭珍艳...
    179-187页
    查看更多>>摘要：微区应力在印制电路板焊接、透明导电膜镀制、显微光学系统装配等过程中普遍存在,将降低器件的性能和运行安全性.现有应力测量系统适用于大尺度的光学材料,不能用于微区应力测量.针对微区应力非接触无损测量问题,提出了一种基于显微技术的微区应力测量方案,该方案融合了基于偏振的光学应力测量系统与对微区成像的显微系统,可实现横向尺度为毫米或亚毫米量级区域范围的应力测量.借鉴国家标准GB/T 7962.5-2010的2.3%相对误差测量精度要求,开展了测量装置的系统设计与元件误差分析研究.为验证理论设计与测量方案的有效性,构建了一套测量微区应力分布的装置,工作波长为532 nm,显微物镜倍率为50×,相应的理论空间分辨率为0.59 μm.选择工作于532 nm、相位延迟量由计量部门赋值的零级1/4波片为测量对象,测量区域直径为0.96 mm相位延迟量测量结果为1.595 rad.经与中国计量科学研究院的检测结果1.604 rad比对,绝对误差为0.009 rad,相对误差仅为0.6%,验证了测量装置的测量精度.利用该装置,检测了石英玻璃的不同测量区域在施加不同大小预压力下的相位分布.结果表明:该测量方法的测量误差在1%内,可检测出现有测量系统无法分辨的微小区域应力.

    测量微区应力检测显微技术相位延迟

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据