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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。
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    太赫兹波段方向图可重构微带阵列天线设计

    王颖李春树闫翔
    215-221页
    查看更多>>摘要：结合石墨烯材料在太赫兹波段下具有利于阻抗匹配、电可控的独特优势与可重构微带阵列天线高辐射效率等特点,设计了一款适用于太赫兹波段基于石墨烯材料的方向图可重构微带阵列天线.该阵列天线的天线单元在辐射贴片中嵌入石墨烯贴片充当开关,通过调节石墨烯的外加偏置电压改变开关的导通与截止状态.天线单元及阵列天线的工作频率皆为5.012 THz,天线单元在工作频率可以实现12°～24°的方向图调整,且具有良好的增益特性及抗干扰性,由天线单元组成的 2×2的微带阵列天线可实现在 0°～13°的方向图可重构功能,仿真结果表明,阵列天线的最大增益为12.5 dBi,最大波束宽度为51.4°,具有较好的方向性与抗干扰能力.

    石墨烯材料太赫兹波段方向图可重构微带阵列天线天线单元

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    基于调制码元多普勒测量的相干光通信测速方法研究

    张权徐轻尘胡雄吴小成...
    222-228页
    查看更多>>摘要：高精度的星间测速技术是实现卫星激光通信测量一体化和自主导航的关键技术之一.提出了一种基于调制码元多普勒测量的星间相干光通信链路的测速方法,采用单程单向的方式,在接收端利用码元符号同步和判决相位及符号信息,去除基带采样数据中的相位调制信息,获取相位连续的码元多普勒信号,可在完成星间通信的同时,实现对卫星相对运动速度的实时高精度测量.仿真结果验证了该方法可在通信速率为1 Gbit/s、误码率(BER)为10-9 情况下,实现0～11.625 km/s的相对速度测量,速度测量不确定度优于10.00 mm/s.

    光通信卫星测速调制码元多普勒频移

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    基于光频域反射技术的风机叶片损伤识别方法研究

    董俊超罗明明刘剑飞杨文荣...
    229-238页
    查看更多>>摘要：针对传统风机叶片损伤检测中存在的定位不精确且无法在风机运行状态下进行监测的问题,提出了一种新的风机叶片损伤检测方法.该方法采用光频域反射(OFDR)技术对不同风况下风机叶片表面的应变进行测量,对应变值进行快速傅里叶变换并取其基频幅值获得叶片表面的应变分布,据此计算出叶片损伤的位置、长度和宽度,再根据应变大小与损伤程度的关系拟合出损伤程度判断公式,并据此识别叶片损伤程度.设计了基于OFDR的悬臂梁损伤检测实验,模拟了悬臂梁振动时的瞬时状态,根据应变分布识别出损伤的位置,验证了所提损伤识别方法的可行性.

    光纤光学光频域反射背向散射光纤传感器风机叶片损伤识别应变分布

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    基于GAF-HorNet的Φ-OTDR周界安防监测研究

    胡胜胡歆敏李莎莎吕朴初...
    239-248页
    查看更多>>摘要：相位敏感型光时域反射(Φ-OTDR)技术是一种具有高精度振动监测优点的分布式光纤传感技术,能够检测周界安防领域中的扰动事件.针对传统识别方法中需要人工提取振动信号特征,无法保留时间的相关性导致信息丢失的问题,提出一种基于GAF-HorNet的扰动事件识别方法,该方法无需特征提取步骤,能将一维振动信号通过格拉姆角场(GAF)转为二维图像,采用HorNet训练模型并进行识别分类.为了验证该算法的性能,选择4种经典算法训练模型进行对比实验.实验结果表明,该算法对背景噪声、石头敲击、石头划、树枝划、拉拽、攀爬等 6类信号的平均识别准确率为93.56%,比现有的方法在识别率、误报率上有更好的表现.

    光纤传感相位敏感光时域反射计格拉姆角场分类识别

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    光子辅助四倍频W波段LFM信号感知测距

    潘龙威王演祎谭宇璇王源罡...
    249-255页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于光学外调制器倍频产生W波段线性调频(LFM)信号并用于高分辨率测距的新方案.通过光调制器将来自任意波形发生器(AWG)的LFM信号调制到光载波的边带上,利用光电探测器(PD)拍频完成光电转换,从而产生四倍频W波段LFM信号,其中心频率与带宽均为原始LFM信号的四倍.发射上述宽带LFM信号对相距为50 cm的2个目标分别测距,测量结果为48.8 cm,误差为1.2 cm.为进一步验证实验的可靠性,调整2个目标的距离为40 cm,测量结果为38.9 cm,误差为1.1 cm.该系统克服了难以直接在电域产生高频信号的"电子瓶颈",通过光子辅助产生宽带LFM信号实现了高分辨率感知测距,为未来超高分辨率的线性调频连续波雷达系统提供了一种解决方案.

    微波光子学雷达测距光子辅助倍频线性调频连续波W波段

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    微型宽频光纤布拉格光栅振动传感器设计及特性研究

    赵慧枝董明利辛璟焘宋言明...
    256-263页
    查看更多>>摘要：提出了一种小型化、宽频段、高灵敏度的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,利用毫米级FBG进行传感器结构的微型化设计.采用"杠杆铰链"结构作为应变传递梁,通过质量块尾端镂空的方法,调节整体质量块重心位置,提高了传感器的固有频率,此结构可以在灵敏度小幅度降低的情况下提升传感器的固有频率.为了满足空间相机上传感器小型化的要求,设计了体积为15 mm×15 mm×15 mm的振动传感器,并对其进行了结构设计和有限元仿真分析,完成了传感器的结构优化,兼顾工作频段和灵敏度.通过毫米级FBG刻写、传感器封装完成了传感器的制作.搭建了振动测试系统对传感器的特性进行测试和分析,结果表明:传感器的固有频率约为1250 Hz,激振频率为750 Hz时,传感器的灵敏度大于83.3 pm·g-1,横向抗干扰能力较强,交叉灵敏度小于4%.

    传感器宽频段振动分析杠杆铰链结构光纤布拉格光栅光纤传感器

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    基于七芯光纤的高灵敏度液位传感器

    邵敏李韩萍兆雪禹大宽...
    264-271页
    查看更多>>摘要：提出并研制了一种基于单模-花生-七芯-花生-单模光纤结构的液位传感器.该传感器采用光纤"花生结构"作为耦合器以提高单模光纤和七芯光纤的耦合效率,第一个光纤"花生结构"用以激发光纤包层模,第二个光纤"花生结构"将包层模与纤芯基模进行耦合而产生干涉.由于包层模与纤芯基模在七芯光纤中传输时存在相位差,所以当环境溶液的液位发生改变时,相位差也随之改变,从而导致透射光谱发生改变.本文对七芯光纤长度分别为24、28、32 mm的传感器进行了液位和温度响应特性的实验研究.实验结果表明,随着液位升高,传感器的透射光谱发生蓝移,三个传感器的水溶液液位灵敏度分别为-0.4069、-0.2739、-0.1653 nm/mm,其液位测量范围分别为 24、28、32 mm.在35～90℃的水温变化范围内,传感器的透射光谱随着温度的上升发生红移,三个传感器的温度灵敏度分别为 0.0885、0.0740、0.0879 nm/℃.实验表明该传感器具有灵敏度高、成本低、制作简单等特点,在石油化工等领域具有较好的应用前景.

    光纤光学液位传感器马赫-曾德尔干涉仪花生结构七芯光纤

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    面向DAS系统的震源信号初至波到达时间拾取方法

    黄亮梁磊江轲杜尚明...
    272-278页
    查看更多>>摘要：在基于相敏光时域反射计(Φ-OTDR)的光纤分布式声传感(DAS)系统定位震源二维空间位置方法中,由于干扰和噪声的影响,存在震源初至波到达光缆不同位置时间信息获取不准确的问题,带来较大的定位误差.针对DAS系统,提出了一种基于双边滤波边缘检测的震源初至波到达时间拾取方法.首先,将DAS系统采集的震源时空二维信号转换成灰度图,用双边滤波方法进行降噪,然后,应用基于Canny算子的边缘检测方法提取灰度图像中的边缘特征,来获得震源初至波到达时间.这种方法能够同时考虑时空二维数据的时间和空间整体特征,提高低信噪比信号初至波到达时间的拾取精度.现场实验表明,该方法对于受干扰和系统噪声影响的低信噪比信号,拾取的到达时间平均误差不超过3 ms,拾取精度比传统方法高,算法平均耗时仅需0.1 s,拾取时间短.

    分布式声传感震源边缘检测双边滤波到达时间拾取

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    基于莫尔条纹的红外光束准直技术

    蔡尚宸程其娈张纾谭佐军...
    279-282页
    查看更多>>摘要：基于球面波照明时光栅的Talbot像及其与光束准直性的关系,提出一种基于莫尔条纹进行红外光束准直调整的方法,通过移动光栅,由红外面阵CCD观察并测量莫尔条纹方向的变化来调整光束准直,实现了红外光束快速便捷准直.结果表明,在光栅移动时,由于移动同一距离,0级、±1级光波的光程变化不同,条纹将呈现周期性的垂轴移动和周期性的对比度明暗变化,但条纹方向不变,条纹移动及对比度变化不影响准直精度.所提方法克服了红外光束不可见的困难,相较于传统的准直方法,实现了更简单更快速更便捷的准直校正.

    红外光束准直光栅Talbot效应莫尔条纹

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    基于电喷墨技术的多焦距曲面微透镜阵列制备

    褚金奎刘瑞刘建英付佳新...
    283-287页
    查看更多>>摘要：随着微纳米工艺的发展,微光学元件的制备和应用成为重要研究方向.生物复眼具有视场大、体积小、动态特性好等优点.微透镜阵列是一种常用的仿生复眼的光学元件,具有广泛的应用场景.为此,提出了一种基于电喷墨打印技术制备多焦距的曲面微透镜阵列的工艺,所制备的多焦距微透镜阵列可以解决曲面基底和平面的图像传感器焦距不匹配引起的离焦模糊问题.首先基于电喷印技术制备平面的多焦距微透镜阵列,然后在表面形成抗粘层并倒模,得到微透镜阵列凹模,最后经负压弯曲注胶固化过程,制备了多焦距的曲面微透镜阵列.阵列的整体半径为6 mm,焦距范围为4.9～6.23 mm,总方向角大于60°.

    集成光学器件多焦距曲面微透镜阵列电喷墨技术

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