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2004年  第25卷  第3期

综述
激光功率和能量计量技术的现状与展望
杨照金, 王雷
2004, 25(3): 1-4.
摘要:
功率和能量是激光器的两个基本参数,激光功率和能量测量一直是激光参数计量中最基础的测量工作.总结了美国标准技术研究院(NIST)、英国国家物理实验室(NPL)以及中国国家计量院(NIM)在激光功率能量计量方面的技术现状,重点介绍了国防科工委光学计量一级站激光功率能量计量方面已具备的条件,详细说明了所采用的测量原理以及所达到的测量范围和测量不确定度等技术指标.提出了激光功率和能量计量的发展趋势和发展方向.
塑料光纤(POF)的发展及其应用
刘天山
2004, 25(3): 5-8.
摘要:
阐述了阶跃型塑料光纤和渐变型塑料光纤的发展过程及其国内外研究现状,介绍了塑料光纤在局域网、汽车工业、传感器等领域的应用.通过对石英光纤、金属电缆与塑料光纤的性能进行比较,得到了塑料光纤具有芯径大、柔韧性好、价格低廉、制作简单等特点.就塑料光纤在局域网、汽车工业、传感器等领域的应用进行了分析、总结,结果表明降低塑料光纤的传输损耗可以进一步扩大其应用领域.最后分析了我国塑料光纤的研究、生产现状与国际水平的差距,并提出了提高国产塑料光纤技术水平的建议.
理论研究
碲酸盐玻璃中稀土离子发光寿命的研究
谷彤昭, 朱茂华, 曹望和
2004, 25(3): 9-10.
摘要:
掺稀土碲酸盐玻璃是宽带光纤放大器的一种非常重要的材料,具有传送区域宽、玻璃稳定性好等特点.讨论了在980 nm

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机械结构因素对光电跟踪伺服系统性能的影响
吴晗平, 易新建, 杨坤涛
2004, 25(3): 11-14.
摘要:
为克服机械结构因素对光电跟踪伺服系统性能的不良影响,分析了转动惯量、结构谐振频率、摩擦力矩等伺服机械结构因素与伺服系统性能的关系,包括分析转动惯量与伺服系统性能的关系、结构谐振频率与伺服系统性能的关系、摩擦力矩与伺服系统性能的关系,探讨了消除或减小机械谐振的措施.该分析方法可应用于设计和制造响应速度快、跟踪精度高的光电跟踪伺服系统.
关于折射率对散射光场分布影响的研究
王仁哲, 张荣曾, 徐志强, 胡业林
2004, 25(3): 15-16.
摘要:
根据Mie散射理论,采用理论计算和实验相结合的手法,研究了光散射现象以及散射介质的折射率对散射光场分布的影响.通过对空气中不同折射率的散射介质形成的散射光场光强的实验比较,论证了散射介质折射率的实部变化对散射光强的影响不大,其主要影响是通过对相位的变化来实现的,也即散射介质折射率的虚部变化对光强的影响很大,在实际应用中不可忽略.这一结论对以散射光场的分布为基础的各种研究具有一定的指导意义.
矩形控制脉冲在半导体光放大器中对高斯信号脉冲的压缩效应分析
兰明建, 吴建伟
2004, 25(3): 17-19.
摘要:
提出了在半导体光放大器中应用矩形控制脉冲对高斯信号脉冲进行脉冲压缩的新方案.应用Matlab软件数值模拟的结果表明:在保持信号脉冲的峰值增益不变的情况下,具有较高能量的矩形控制脉冲能使输出信号脉冲的宽度得到大幅度压缩.
基础理论
确定离子交换平面波导折射率分布的预测-校验法
陈海燕, 刘永智
2004, 25(3): 20-22.
摘要:
提出一种基于反WKB法与分段线性插值的最小二乘拟合方法(即预测-校验方法)来确定离子交换玻璃波导的横向折射率分布,它将反WKB法与分段线性插值所计算出的结果作为近似值(预测),然后进行最小二乘拟合(校验),并与基于反WKB的分段线性插值方法进行比较.数值计算表明,这一算法能有效地重建渐变离子交换平面波导的横向折射率分布.
光轴与光线轴夹角的数学表示
刘雁, 李国华
2004, 25(3): 23-34.
摘要:
利用二轴晶的光波面,对光轴与光线轴的关系进行了研究.计算出了光轴与光线轴夹角的具体表达式,把它应用到黄玉与堇青石中,发现夹角远小于1度.这给光学器件的设计提供了重要的依据.最后对一轴晶进行了讨论,结果表明此时光轴方向与光线轴方向一致.
光学设计
CRT曝光式数码彩扩光学系统研究
丁旭明, 梁志毅, 马丽华, 熊望娥
2004, 25(3): 25-26.
摘要:
CRT曝光式数码彩扩设备是近几年发展起来的光机电算一体化的高科技产品.它由四部分组成:计算机主机系统、光学系统、电控系统和彩色扩印系统.其中光学系统是该设备的重要组成部分.它是一个长焦距、大视场的投影光学系统.叙述了数码彩扩光学系统设计的特点、难点及设计结果.
激光技术
压电陶瓷压电特性的激光调制法测量研究
易迎彦, 周泽兵
2004, 25(3): 27-32.
摘要:
介绍可测量压电陶瓷压电特性的激光干涉调制测量方法.采用相干检测原理对信号进行提取,不仅可以抑制噪声对干涉信号的影响,而且还可以大大降低光电探测器和电路的1/f噪声.与通常干涉仪测量方法相比,这种方法具有测量灵敏度高等优点.利用该方法对压电陶瓷压电特性进行了测量,讨论了激励电压信号的频率、幅度对压电陶瓷压电常数d31的影响,并对其压电迟滞曲线进行了测量.
高精度激光三角位移传感器的技术现状
冯俊艳, 冯其波, 匡萃方
2004, 25(3): 33-36.
摘要:
三角测量法是一种传统的位移测量方法.随着激光器、光电探测器和计算机的发展,三角测量法有了很多新的进展和应用.对激光三角位移测量系统进行概述和讨论.根据光线的不同入射方式激光三角位移传感器主要分为两种:直入射式和斜入射式.分别介绍了这两种方法的测量原理,并对它们各自的特点进行了比较.最后阐述了高精度激光三角位移传感器的应用方向及发展趋势.
固体激光器的灯泵浦和二极管泵浦方式比较
杜秀兰, 吴峰
2004, 25(3): 37-40.
摘要:
对固体激光器的灯泵浦和二极管泵浦方式进行了比较,详细分析了不同类型的固体激光器所适用的泵浦方式.指出二极管泵浦固体激光器是今后固体激光器的发展趋势.
红外技术
近红外钢轨磨耗检测中的图像处理
靳文瑞, 蒋本和, 纪淑波
2004, 25(3): 41-44.
摘要:
对近红外钢轨磨耗检测中实时图像处理方法进行了研究.在断面磨耗检测中,要获取较高精度的磨耗数值,起始点(或称坐标基准)的定位必须准确且误差小.考虑到标准钢轨轨形和实际钢轨磨耗情况,得出了起始点两种可行的定位方式,并就其中的一种用编程实现,仿真处理效果良好,所获取的两关键点的磨耗数值与实测值吻合较好.为了进行实采钢轨轨形与标准轨形的模板比较,讨论了钢轨断面图像的细化问题.这里并没有采用通常的细化算法,而是先利用Roberts算子进行图像的边缘检测,再抽取出光带中心线,大大减少了运算量,提高了运算速度,同时也满足了对轨形细化的要求.断面图像的起始点定位与轨形细化兼顾了处理精度和速度的要求,满足了本系统实时检测的要求.
光纤技术
直锥形光纤传输性质的研究
薛春荣, 祝生祥, 肖志刚, 张玉香
2004, 25(3): 45-49.
摘要:
光纤通信的发展日新月异,光纤在信息的传输方面起着越来越重要的作用.通过把传输光纤的一端拉制成锥形,研究了光信号在锥形光纤中的传播行为.根据标量波动方程,运用高斯近似法,从理论上说明了光信号在锥形光纤中的传输特性和能量损耗,分析了光功率在光纤中的分布、光纤中基模场的模半径与光纤芯径的关系、光纤中光的传输模式与光纤芯径的关系、锥形光纤的传输效率与锥形光纤尖端直径的关系等.在实验上,用剪断法测量了锥形光纤的传输效率随锥形光纤圆锥角的变化关系.通过选取一系列锥角的大小,测出相应的传输效率,作出?湫是?并用具体数据进行半定量计算,得出锥形光纤顶端锥体的角度及其变化愈大愈光滑,锥形过渡区越短,传输效率就越高的结论.
卡死克农药浓度荧光光纤测量系统的研究
王书涛, 车仁生, 王玉田, 刘蕊
2004, 25(3): 50-52.
摘要:
卡死克农药具有很高的杀虫和杀卵活性,可防制玉米、棉花、果树、蔬菜和大豆上的鞘翅目、双翅目和鳞翅目害虫.由于其速效性而被大量使用.但由于这类农药能造成土壤和水资源的污染,故实现对其浓度的监测具有重要意义.根据卡死克农药在紫外光的照射下能发射荧光的机理,研究了一种用于测量卡死克农药浓度的荧光光纤测量系统.该系统采用高压汞灯作为激发光源,结合光纤传感技术和微弱信号检测技术,实现了卡死克农药浓度的准确测量.用所研制的系统对卡死克的标?既芤航胁馐?在0.050~1.000 μg/ml浓度范围内,荧光强度与浓度基本呈线性关系.由于苯甲酰脲类农药的荧光性质相似,因此可以通过改变激发和发射滤光片以及系统配置参数,使用该仪器对其他苯甲酰脲类农药(氟铃脲和杀铃脲等)的浓度进行监测.研制的苯甲酰脲类农药浓度测量荧光光纤测量系统具有灵敏度高、线性范围宽、成本低等特点.本研究为进一步提高国内污染物检测水平和拓展环境监测仪器的实际应用奠定了良好的基础.
计量测试
CCD成像在线测量玻璃棒直径的方法研究
张建荣, 姜昱明
2004, 25(3): 53-56.
摘要:
近年来,CCD成像在线测量技术得到广泛的应用.提出了一种可应用于玻璃棒直径在线测量的图像测量方法.该方法利用CCD成像技术实时动态获得玻璃棒的在线图像;根据玻璃棒图像的特点,使用图像处理技术提取玻璃棒的轮廓边缘信息;并使用亚像素边缘检测技术精确确定玻璃棒的边缘位置.最后采用直线拟合的方法动态实时获得所测玻璃棒的直径.其方法代替了传统的手工测量,而且易于机器自动反馈控制玻璃棒的直径变化.实验表明此方法达到了理想的测量结果.
光电器件
Ka波段耦合腔行波管放大器设计
王彦
2004, 25(3): 57-59.
摘要:
由于Ka波段耦合腔行波管放大器设计技术取得了较大的发展,已经可以满足军用雷达的严格要求,这种设计技术也受到更多的关注.这里简要介绍Ka波段耦合腔行波管放大器的设计技术.通过介绍Ka波段耦合腔行波管放大器的基本组成、工作原理及设计中仿真工具的运用来说明这种设计技术.用这种设计技术成功设计出了多种耦合腔行波管放大器,在功率和体积方面突破了原有的Ka波段固态和螺旋线行波管放大器的局限,取得了明显的进步.Ka波段耦合腔行波管放大器的设计技术经过实践验证,在输出功率、带宽及重量方面已经取得了重大突破,满足了现代军用雷达的需求.
无电极电光电场传感器灵敏度提高的研究
谢剑锋, 张阜文
2004, 25(3): 60-64.
摘要:
从提高灵敏度角度出发,理论上分析了无电极电光电场传感器电极长度与灵敏度和带宽的关系.通过比较不同结构的传输函数,验证平衡检测方式的可行性,最后选取使用平衡检测的三端口结构作为实验器件结构,从而为器件制作的可行性方案从理论上作了验证.