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基于激光雷达的隧道相贯线光多路光束自动准直计算方法

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激光杂志 2022年第2期43卷 183-187页

作者：杨宏平闫铁成张兴元陇东学院甘肃庆阳745000

传统隧道相贯线光自动准直计算方法存在计算精度差,准直计算效率不佳问题,为此,设计一种隧道相贯线光多路光束自动准直计算方法。构建隧道相贯线光准直计算激光雷达方程进行信号采集;通过模糊消除方法实现激光雷达测量距离与光斑能量中... 详细信息

传统隧道相贯线光自动准直计算方法存在计算精度差,准直计算效率不佳问题,为此,设计一种隧道相贯线光多路光束自动准直计算方法。构建隧道相贯线光准直计算激光雷达方程进行信号采集;通过模糊消除方法实现激光雷达测量距离与光斑能量中心数值的校准,完成了隧道相贯线光多路光束自动准直计算。为了验证隧道相贯线光多路光束自动准直计算方法的有效性,设计对比实验。实验结果表明,实验次数为2次时,本方法的准直后测量偏差为1 mm,准直后测量偏差为2.7 mm,本方法的计算精度高达93%。

关键词：激光雷达光束自动准直光斑能量

A Prototype of beam position and phase measurement electronics for the LINAC in ADS

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Nuclear Science and Techniques 2013年第6期24卷 87-93页

作者： HU Xiaofang ZHAO Lei GAO Xingshun LIU Shubin AN Qi State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics University of Science and Technology of China Department of Modern Physics University of Science and Technology of China

This article presents a prototype of beam position and phase measurement(BPPM)electronics designed for the LINAC in China Accelerator Driven Sub-critical system(ADS).The signals received from the Beam Position Monitor(BPM)detectors are narrow pulses with a repetition frequency of 162.5 MHz and a dynamic range more than40 dB.Based on the high-speed high-resolution Analog-to-Digital conversion technique,the input RF signals are directly converted to In-phase and Quadrature-phase(IQ)streams through under-sampling,which simplifies both the analog and digital processing circuits.All signal processing is integrated in one single FPGA,in which real-time beam position,phase and current can be obtained.A series of simulations and tests have been conducted to evaluate the performance.Initial test results indicate that this prototype achieves a phase resolution better than 0.1 degree and a position resolution better than 20μm over a 40 dB dynamic range with the bandwidth of 780 kHz,which is well beyond the application requirements.

关键词：电子直线加速器位置检测器相位测量 ADS 光束原型数字转换技术数字处理电路

Specially shaped Bessel-like self-accelerating beams along predesigned trajectories

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Science Bulletin 2015年第13期60卷 1157-1169页

作者： Juanying Zhao I.D.Chremmos Ze Zhang Yi Hu Daohong Song Peng Zhang N.K.Efremidis Zhigang Chen TEDA Applied Physics Institute and School of Physics Nankai University Science and Technology on Solid-State Laser Laboratory North China Institute of Electronics Optics Department of Physics and Astronomy San Francisco State University Max Planck Institute for the Science of Light Academy of Opto-Electronics Chinese Academy of Sciences Department of Mathematics and Applied Mathematics University of Crete

Over the past several years, spatially shaped self-accelerating beams along different trajectories have been studied extensively. Due to their useful properties such as resistance to diffraction, self-healing, and selfbending even in free space, these beams have attracted great attention with many proposed applications. Interestingly, some of these beams could be designed with controllable spatial profiles and thus propagate along various desired trajectories such as parabolic, snake-like, hyperbolic, hyperbolic secant, three-dimensional spiraling, and even self-propelling trajectories. Experimentally, suchbeams are realized typically by using a spatial light modulator so as to imprint a desired phase distribution on a Gaussian-like input wave front propagating under paraxial or nonparaxial conditions. In this paper, we provide a brief overview of our recent work on specially shaped self-accelerating beams, including Bessel-like, breathing Bessellike, and vortex Bessel-like beams. In addition, we propose and demonstrate a new type of dynamical Bessel-like beams that can exhibit not only self-accelerating but also self-propelling during propagation. Both theoretical and experimental results are presented along with a brief discussion of potential applications.

关键词：光束塞尔定轨异形空间形状空间光调制器傍轴条件传播过程

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来自美术馆的一束光太原光束游戏摄影空间

室内设计与装修 2022年第12期 68-71页

作者： HOOOLDESIGN事务所 HOOOLDESIGN事务所

光束游戏摄影空间位于太原市万柏林区,紧邻万柏林生态园。项目希望围绕品牌“留住此刻”,打造一家以故事性来记录当下生活的摄影空间。“光”是摄影和空间两个不同艺术领域中相通的元素,摄影就是光的艺术,而对于空间体验也同样重要。

关键词：空间体验美术馆生态园故事性摄影游戏光束太原市万柏林区

部分相干高斯谢尔模型光束的偏振态及传输演变

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华中科技大学学报（自然科学版） 2010年第5期38卷 49-52页

作者：丁攀峰华侨大学信息科学与工程学院福建泉州362021

将2×2交叉谱密度矩阵理论及其传输规律应用于随机高斯谢尔模型光束及其传输特性的研究.在交叉谱密度矩阵传输的理论基础上,推导了随机高斯谢尔模型光束在自由空间传输中的斯托克斯矢量以及偏振度方程.研究表明,无论是在纵向还是在横截... 详细信息

将2×2交叉谱密度矩阵理论及其传输规律应用于随机高斯谢尔模型光束及其传输特性的研究.在交叉谱密度矩阵传输的理论基础上,推导了随机高斯谢尔模型光束在自由空间传输中的斯托克斯矢量以及偏振度方程.研究表明,无论是在纵向还是在横截面方向,场点的斯托克斯矢量和偏振度的演变都与光源的横向相关长度有关.在传播方向上,仅当相关长度与光源光斑尺寸相当时,斯托克斯矢量和偏振度在传播中才有一个逐渐较明显增加的过程;在横截面方向,相干性较好的光源传播一段距离后,斯托克斯矢量在远离中心方向变化缓慢,相干性较一般甚至较差的光源,传播一段距离后斯托克斯矢量在远离中心方向迅速衰减.

关键词：光束相关长度偏振度偏振态斯托克斯矢量传输高斯谢尔模型

光束分数傅里叶变换的Wigner分布函数分析方法

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物理学报 2005年第2期54卷 658-664页

作者：吴平吕百达陈天禄西南交通大学应用物理系成都610031 四川大学激光物理与化学研究所成都610064

利用Wigner分布函数 (WDF)方法 ,对光束的分数傅里叶变换特性进行了研究 .以厄米高斯 (H G)光束为例 ,导出了H G光束在分数傅里叶变换面上光强分布的解析公式和H G光束在分数傅里叶变换面上束宽的解析计算公式 .通过数值计算研究了H G... 详细信息

利用Wigner分布函数 (WDF)方法 ,对光束的分数傅里叶变换特性进行了研究 .以厄米高斯 (H G)光束为例 ,导出了H G光束在分数傅里叶变换面上光强分布的解析公式和H G光束在分数傅里叶变换面上束宽的解析计算公式 .通过数值计算研究了H G光束光强随分数傅里叶变换阶数变化的规律 .研究表明 :选取适当的分数傅里叶变换阶数p ,在x ,y方向可以得到相等束宽的对称光强分布 .

关键词：分数傅里叶变换 Wigner分布函数光束光强分布阶数解析计算公式相等束宽高斯对称

A beam position measurement system of fully digital signal processing at SSRF

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Nuclear Science and Techniques 2012年第2期23卷 75-82页

作者： YAN Han ZHAO Lei LIU Shubin CHEN Kat WU Weihao AN Qi LENG Yongbin YI Xing YAN Yingbing LAI Longwei State Key Laboratory of Particle Detection&Electronics University of Science and technology of ChinaHefei230026China Anhui Key Laboratory of Physical Electronics Department of Modern PhysicsUniversity of Science and technology of ChinaHefei230026China Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of SciencesShanghai201800China

This fully digital beam position measurement instrument is designed for beam position monitoring and machine research in Shanghai Synchrotron Radiation Facility. The signals received from four position-sensitive detectors are narrow pulses with a repetition rate up to 499.654 MHz and a pulse width of around 100 ps, and their dynamic range could vary over more than 40 dB in machine research. By the employment of the under-sampling technique based on high-speed high-resolution A/D conversion, all the processing procedure is performed fully by the digital signal processing algorithms integrated in one single Field Programmable Gate Array. This system functions well in the laboratory and commissioning tests, demonstrating a position resolution (at the turn by turn rate of 694 kHz) better than 7 μm over the input amplitude range of -40 dBm to 10 dBm which is well beyond the requirement.

关键词：上海同步辐射装置位置测量系统信号处理技术光束数字信号处理算法现场可编程门阵列位置敏感探测器光源

A Transverse-Longitudinal Cross-Spectral Density Matrix of Partially Coherent Electromagnetic Beams

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Chinese Physics Letters 2010年第2期27卷 97-99页

作者：李建龙唐世红吕百达 College of Physical Science and Technology Sichuan University Chengdu 610064 Department of Material Science Sichuan University Chengdu 610064

部分协调的电磁的横梁的一个横向纵的跨 spectral 密度矩阵(TLCSDM ) 被建议。它能延长传统司烧来自 paraxial 域的参数和极化奇特到更一般的状况。大气的骚乱在部分协调的电磁的旋涡横梁的极化奇特上生产的影响与 TLCSDM 被分析。

关键词：谱密度矩阵部分相干电磁光束斯托克斯参数极化奇点奇异

新型激光光束在梯度折射率介质中的传输特性研究

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新型激光光束在梯度折射率介质中的传输特性研究

作者：邹德峰陕西师范大学

学位级别：硕士

随着激光技术的不断发展,激光光学逐渐成为一门独立的学科并得到科研人员的关注和重视,激光光学主要研究激光光束在介质、光学系统或光学谐振腔中的传输演化特性。在激光光学的广泛研究当中,不可避免地需要处理光束在介质中的传输问题... 详细信息

随着激光技术的不断发展,激光光学逐渐成为一门独立的学科并得到科研人员的关注和重视,激光光学主要研究激光光束在介质、光学系统或光学谐振腔中的传输演化特性。在激光光学的广泛研究当中,不可避免地需要处理光束在介质中的传输问题。折射率作为描述光束在介质中传输体系运动的基本物理量,能够深刻反映光与物质相互作用的微观物理机制。梯度折射率介质在器件制造、材料制备等方面具有着广泛的应用,因此将激光光学和梯度折射率介质相结合的梯度折射率光学正逐渐成为研究的热点。本文主要研究两种新型激光光束即空心双曲正弦-高斯光束和四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中的传输特性。首先,绪论部分主要对激光光学和梯度折射率光学的研究背景以及发展历史进行了简要的回顾,介绍了国内外研究进展。并介绍了光束变换的基本理论、研究方法以及梯度折射率介质的数学-物理模型。其次利用ABCD传输矩阵结合柯林斯积分公式,得到了空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的数学物理模型。使用分步傅里叶光束传输法进行数值模拟,并详细分析了空心双曲正弦-高斯光束阶数n对其传输特性的影响。研究结果表明,空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中传输时,其轴上光强呈周期性演化,即从源平面的空心光环结构到半周期的伴有次级旁瓣的高斯分布,再到一个周期结束的空心光环分布。光束阶数n越大,空心双曲正弦-高斯光束保持其源平面圆环结构的能力越强。另外,同相位的两束空心双曲正弦-高斯光束相互作用会产生伴随次级光斑的中央光斑,而对于反相位的情况,则中心光强为零。最后,研究了四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中的演化特性及其影响因素。同样首先得到了四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中传输的数学物理模型。进一步数值模拟发现,四瓣高斯-涡旋光束的演化过程受到光束参数即光束阶数n,拓扑荷数m和束腰半径ω0的共同影响。在一个传输周期内,四瓣高斯-涡旋光束从源平面上的等间距四瓣结构到半周期的空心光墙分布或伴有次级光斑的中央主极大光斑分布,再到一个周期结束的等间距四瓣分布。在半周期的传输距离上,空心光墙结构或者伴随着次级光斑的中央主极大光斑会出现,这一特点主要取决于四瓣高斯-涡旋光束的拓扑荷数的奇偶性。本论文对于空心光束和涡旋光束的理解方面以及梯度折射率光学的研究方面都具有一定的理论价值。另外对于未来与之相关的光束整形、光束调控等实际应用亦具有一定的参考价值。

关键词：衍射积分公式光束梯度折射率介质传输特性