迈克尔逊干涉仪调节白光干涉条纹的实验研究

在应用迈克尔逊干涉仪所做的一些精密测量中,对动镜M1进行精确定位是非常重要的。实验室中通常选用白光干涉条纹的零光程差位置作为测量的参照点,但由于白光相干长度很短,条纹随光程差变化的范围很小,而且受仪器精密度的局限,所以用迈克尔逊干涉仪调出清晰的白光干涉条纹一直是实验的难点。实验证明借助透射光栅和毛玻璃片能够顺利地调节出清晰的白光干涉条纹,并在分析实验现象的基础上,提出以透射光栅补偿后产生的零光程差位置为参照点,能够更加精确定位实际测量中动镜M1的位置,从而提高相关测量的精确度。     

关于光的时间相干性的讨论

本文通过对不同频率光波叠加结果的推导,说明了在光的干涉现象中,由于光源的非单色性,干涉条纹的清晰度将受到影响,进而讨论了最大光程差与谱线宽度之间的关系。     

一种非稳腔调腔干涉条纹的建模与仿真

非稳腔的计算机辅助准直技术对于保证高能激光器运行参数的稳定性具有非常重要的作用.文章从理论上阐明了非稳腔调腔干涉条纹形成的物理机理,建立了正支共焦非稳腔内多光束干涉的物理模型,引入失调元件的增广矩阵来描述腔镜失调引起的椭圆高斯光束传输效应、高斯光束中心的偏移效应和附加的相位倾斜效应.使用高斯光束传输的ABCD矩阵计算了调腔光束在腔内多次往返后的高斯光束复参数,将多次往返的高斯光束进行相干叠加,获得了非稳腔不同失调角情况下的调腔干涉条纹图样,定量计算了不同失调角情况下调腔干涉条纹间距的偏移量,并与实验结果进行了对比分析.结果表明在实验误差允许的前提下,仿真得到的干涉条纹图样与实验获得的干涉条纹图样具有一致性,从而证实了理论模型的正确性.理论模型的成功建立使谐振腔的失调量与干涉条纹的形态变化精确对应起来,从而可以为非稳腔计算机辅助调节的闭环控制研究提供理论指导.     

逐波段修正负相关的光谱角填图算法

光谱角填图算法作为一种常用的光谱相似性度量方法,不能正确区分光谱间的正负相关是其内在的缺陷,因此,导致基于光谱角的高光谱遥感图像分类算法误分率较高.详细分析了光谱角的数学公式,提出了逐波段修正负相关影响的光谱角填图算法.算法首先判断每个波段间是否存在负相关,然后对负相关产生的光谱角加以修正,使最终的全波段光谱角可以正确反映光谱间的相似关系.算法由IDL7.0实现,在模拟数据上的实验表明,修正了负相关的光谱角可以将光谱角填图算法无法区分的光谱正确分离出来;在实际高光谱遥感图像上进行目标探测的实验表明,修正后的光谱角可以提升探测效果,有效地压制误分率.     

基于金属热变形的散斑干涉测温技术研究

从热传导和热弹性理论出发,得出轴对称金属薄板温度应变模型;利用ANSYS有限元计算分析软件分析金属薄板的热变形状态,并与建立的模型进行比对验证;搭建了基于CCD、计算机、激光光源的散斑干涉温度测量实验平台,以钢质薄板作为实验对象,记录不同温度下对应薄板热变形的散斑图像数据;得到了散斑干涉条纹与钢板热应变的对应关系,进而得到了温度与热应变的关系。通过理论分析和散斑干涉实验平台获得的实验数据验证表明,金属热变形温度测试技术方案可行,为兵器、航天领域振动、腐蚀等恶劣条件下的温度测试,提供了一种全新方案。     

不连续距离特征量信息融合方法

浅海波导中低频声场存在稳定可观察的干涉结构,目标辐射噪声LOFAR图中呈现干涉条纹图案。从条纹中可以提取出距离特征量信息,它反映了目标运动过程中的距离变化率。由于外部环境的影响或运动态势的改变,LOFAR图中条纹有可能会短暂丢失。此时,基于波导不变条纹的距离特征量提取算法失效。提出了不连续距离特征量信息融合方法,在条纹丢失期间内保持对目标距离特征量轨迹的跟踪。仿真及海试数据处理结果验证了其可行性。     

基于粗精度DEM的复杂地形InSAR基线估计方法

基线精度对合成孔径雷达干涉测量极其重要,在研究传统基线估计方法的基础上,提出了一种基于粗精度DEM的基线估计方法。利用SRTM数字高程及初始轨道数据去除干涉相位中的地形条纹,通过分析剩余条纹的空间频率估计精确基线,具有不依赖于精确轨道数据、不受地形限制的优点。利用西藏玛尼山区ERS1/2数据进行了实测数据验证,实验结果表明得到的基线精度优于传统方法。     

光纤激光水听器的PGC实时全数字解调系统

概述了基于麦克尔逊干涉仪的光纤激光水听器的相位载波零差法(PGC)调制解调原理,通过数学推导及仿真,分析了调制信号和混频信号的频差是导致全数字化解调结果错误的主要因素之一。针对该诱导因素提供了可行的解决方案,并实现了基于DSP的1 MHz采样频率下使用PGC方法的全数字实时解调系统。对低频水声波段800Hz水声信号进行解调,实验结果表明:解调信号波形良好。     

基于改进质心法的激光条纹中心提取算法

在激光测量系统中激光条纹中心位置的准确定位是整个测量系统的关键。由于激光的光源质量、目标物体表面粗糙度以及光源等因素影响激光条纹中心提取精度。提出一种改进的质心法的激光条纹中心提取算法,该算法利用差影法提取条纹目标,再基于连通域来对条纹目标去噪,通过细化法提取目标条纹的骨架,基于骨架的切线得到激光条纹的法向,最后运用质心法精确地提取激光条纹中心。经过验证,此算法具有提取精度高、实用性广以及鲁棒性好的特点。     

基于直线型Sagnac干涉仪结构的脉冲激光雷达

针对背景环境光干扰影响脉冲激光雷达性能这一技术问题,提出一种基于直线型光纤Sagnac干涉仪结构的脉冲激光雷达方案.探测目标的激光脉冲往返两次通过延迟干涉仪形成直线型Sagnac干涉,其干涉脉冲由平衡光电探测器检出,利用飞行时间法来进行待测目标距离检测.环境干扰光因单次通过延迟干涉仪,不符合相干条件,再经过平衡光电探测器光电转换后被抵消.基于OptiSystem软件搭建仿真平台进行的有效性验证实验表明,该方案不仅能有效抵消太阳光等背景环境光的干扰,还能解决不同激光雷达之间的相互干扰,同时还具有形式简单、性能可靠的优点.