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基于并联DPMZM的大动态范围微波光子混频系统

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通信学报 2021年第1期42卷 48-56页

作者：高永胜史芳静谭佳俊樊养余西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

为了解决微波光子混频系统的非线性失真和动态范围受限问题,提出了一种基于并联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的大动态范围微波光子混频系统。利用DPMZM实现射频和本振信号的并行调制,通过配置并行两路的电光调制指数及调制器的工作点... 详细信息

为了解决微波光子混频系统的非线性失真和动态范围受限问题,提出了一种基于并联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的大动态范围微波光子混频系统。利用DPMZM实现射频和本振信号的并行调制,通过配置并行两路的电光调制指数及调制器的工作点,抵消输出中频信号中的三阶交调失真(IMD3),最终提高系统的动态范围。仿真结果表明,所提方案可将IMD3抑制17.7 dB,系统无杂散动态范围提高到127.8 dB·Hz 4/5。

关键词：微波光子学混频器动态范围并联双平行马赫-曾德尔调制器

动态范围2000的皮秒时间分辨软X射线扫描相机

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光子学报 2010年第12期39卷 2190-2193页

作者：廖华胡昕杨勤劳牛丽红张劲松周军兰深圳大学光电子学研究所光电子器件与系统教育部重点实验室广东深圳518060 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

优化设计和研制了一种旨在获得大的动态范围的皮秒时间分辨软X射线扫描相机系统.该相机阴极有效面积Φ30mm,聚焦电压8kV,有效防止了打火对动态范围的影响;摒弃了微通道板内增强器,引入了后加速系统,以保证足够高的荧光屏量子效率;采用... 详细信息

优化设计和研制了一种旨在获得大的动态范围的皮秒时间分辨软X射线扫描相机系统.该相机阴极有效面积Φ30mm,聚焦电压8kV,有效防止了打火对动态范围的影响;摒弃了微通道板内增强器,引入了后加速系统,以保证足够高的荧光屏量子效率;采用了大动态范围的像增强器进行图像外增强.借助于皮秒激光器动态测试和标定系统对其性能进行了实验评价,获得了动态范围大于2000的结果.

关键词：动态范围后加速外增强扫描相机

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提升干涉型光纤传感器阵列动态范围方法研究

流体测量与控制 2025年第1期6卷 18-23页

作者：耿心怡中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

动态范围(最大可检测信号幅度与噪声水平的比率),是衡量干涉型光纤传感器(IFOS)性能的一项重要指标。本文分析了使用外差检测方案的时分复用(TDM)干涉型光纤传感器阵列中动态范围与载波频率和脉冲重复频率之间的关系,提出了一种具有更... 详细信息

动态范围(最大可检测信号幅度与噪声水平的比率),是衡量干涉型光纤传感器(IFOS)性能的一项重要指标。本文分析了使用外差检测方案的时分复用(TDM)干涉型光纤传感器阵列中动态范围与载波频率和脉冲重复频率之间的关系,提出了一种具有更高载波频率的解调方法,同时对信号解调算法进行了改进,以提高干涉型光纤传感器的动态范围。在仿真和实验中,将载波频率从50 kHz提高到20 MHz,并相应调整了解调方法。经理论分析,该方法使最大可检测相位幅度提高至少6 dB,同时噪声基底可以保持在■的水平。实验结果表明,在10 Hz~20 kHz范围内的平均动态范围提高了约10.5 dB。本文所提出的方法可以在不改变系统硬件的情况下,提高时分复用干涉型光纤传感器的动态范围,具有广泛的应用前景。

关键词：干涉型光纤传感器动态范围时分复用阵列

空间电荷效应对X射线条纹相机动态范围影响的研究

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物理学报 2010年第10期59卷 6963-6968页

作者：袁永腾郝轶聃赵宗清侯立飞缪文勇中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

在惯性约束聚变中,X射线条纹相机是一种诊断图像时空分辨的重要设备,其动态范围反映了条纹相机有效测量入射X射线强度的能力.由于空间电荷效应的存在,电子脉冲在运动过程中会不断展宽,从而限制了条纹相机的动态范围.本文采用一维流体力... 详细信息

在惯性约束聚变中,X射线条纹相机是一种诊断图像时空分辨的重要设备,其动态范围反映了条纹相机有效测量入射X射线强度的能力.由于空间电荷效应的存在,电子脉冲在运动过程中会不断展宽,从而限制了条纹相机的动态范围.本文采用一维流体力学模型,利用电子数守恒、动量守恒和Poisson方程等来对电子脉冲的展宽进行推导,最终得到了电子脉冲的密度分布随时间空间的变化情况,从而为条纹相机动态范围的评估提供了依据。

关键词：动态范围条纹相机空间电荷效应

一种具有低振动灵敏度和宽动态范围的MEMS陀螺仪(英文)

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中国惯性技术学报 2019年第1期27卷 89-94页

作者：施芹赵阳夏国明裘安萍王海鹰南京理工大学机械工程学院南京210096 上海航天控制技术研究所上海201109

为了进一步提高MEMS陀螺的动态范围和振动环境适应性,以加速其工程化应用步伐,研究了陀螺振动误差,提出了一种新型MEMS陀螺结构。MEMS陀螺仍然采用了音叉结构形式,同时采用了工字型框架和隔离结构,从而提高了陀螺结构的稳定性和抗振动性... 详细信息

为了进一步提高MEMS陀螺的动态范围和振动环境适应性,以加速其工程化应用步伐,研究了陀螺振动误差,提出了一种新型MEMS陀螺结构。MEMS陀螺仍然采用了音叉结构形式,同时采用了工字型框架和隔离结构,从而提高了陀螺结构的稳定性和抗振动性能,并降低了残余应力对陀螺影响。理论分析了驱动和检测模态频差对标度因数非线性的影响,并基于理论和实验分析了振动环境中的角振动对陀螺性能的影响。在此基础上,进行了陀螺的模态优化设计,以进一步减小了陀螺的振动灵敏度,并使其具有大动态范围。MEMS陀螺采用了SOI圆片制备,并采用了圆片级真空封装技术实现陀螺芯片的真空封装。MEMS陀螺芯片和ASIC芯片叠装在陶瓷管壳内,体积为11.4?11.4?3.8 mm3。实验结果表明,MEMS陀螺的测量范围为±7200 (°)/s,零偏稳定性为12.2 (°)/h(1σ)。随机振动环境下(7.6grms),该陀螺的振中零偏变化量小于10.0 (°)/h,振中的零偏稳定性小于24.0 (°)/h,是原陀螺的1/5。

关键词： MEMS陀螺仪振动灵敏度动态范围零偏稳定性

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基于光纤环的混沌光时域反射仪动态范围增大

中国激光 2019年第10期46卷 260-266页

作者：胡志宏赵彤贺培鑫王冰洁王安帮王云才太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024 太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024 广东工业大学信息工程学院广东广州510006

外腔反馈半导体激光器产生的混沌具有明显的弛豫振荡特征,低频段能量过低,限制了混沌光时域反射仪(OTDR)的动态范围。提出了一种光纤环结构,用以增大混沌OTDR的动态范围。通过实验和数值模拟,发现混沌光经过光纤环时会发生多光束干涉,... 详细信息

外腔反馈半导体激光器产生的混沌具有明显的弛豫振荡特征,低频段能量过低,限制了混沌光时域反射仪(OTDR)的动态范围。提出了一种光纤环结构,用以增大混沌OTDR的动态范围。通过实验和数值模拟,发现混沌光经过光纤环时会发生多光束干涉,并通过延迟自拍频效应提高了混沌信号低频段能量。实验测量结果表明:在200 MHz探测带宽下,基于光纤环的混沌OTDR动态范围增大了5 dB。

关键词：测量混沌光时域反射仪光纤环动态范围多光束干涉

体全息存储系统中光折变晶体动态范围的理论研究

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光学学报 1997年第9期17卷 1209-1215页

作者：李晓春邬敏贤严瑛白何庆声金国藩清华大学精密仪器系

基于晶体中线性偏振波的耦合波理论以及光折变效应的能带传输模型，求出了体全息存储系统中光折变晶体动态范围的解析表达式。以ＬｉＮｂＯ３Ｆｅ和ＢａＴｉＯ３晶体为例，讨论了读写光束与晶体作用的几何结构形式、晶体掺杂量大小及其... 详细信息

基于晶体中线性偏振波的耦合波理论以及光折变效应的能带传输模型，求出了体全息存储系统中光折变晶体动态范围的解析表达式。以ＬｉＮｂＯ３Ｆｅ和ＢａＴｉＯ３晶体为例，讨论了读写光束与晶体作用的几何结构形式、晶体掺杂量大小及其氧化还原状态等因素对动态范围的影响。研究发现，对两种晶体来说，掺杂浓度越大、氧化程度越深，则可获得的动态范围越大。在ＢａＴｉＯ３晶体中要获得最大动态范围，则光栅矢量与晶轴Ｃ之间的最优夹角应随参考光与信号光之间夹角的不同而不同。

关键词：体全息存储器光折变晶体动态范围光存储

可见光脉冲输入下微通道板光电倍增管的动态范围研究

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光子学报 2024年第2期53卷 1-12页

作者：魏佳男刘虎林陈萍李阳李奎念韦永林贺峦轩赵鑫楠赛小锋刘登田进寿赵卫中国科学院西安光学精密机械研究所超快诊断技术重点实验室西安710119 中国科学院大学北京100049 山西大学极端光学协同创新中心太原030006 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 装备发展部某中心北京100034

结合理论分析与实验测试,研究了在可见光脉冲输入条件下频率以及第二片微通道板与阳极之间电势差对微通道板光电倍增管动态范围的影响。研究结果表明:随着信号光脉冲频率的增大,微通道板壁面电荷补充不充分致使阳极输出偏离线性,并逐渐... 详细信息

结合理论分析与实验测试,研究了在可见光脉冲输入条件下频率以及第二片微通道板与阳极之间电势差对微通道板光电倍增管动态范围的影响。研究结果表明:随着信号光脉冲频率的增大,微通道板壁面电荷补充不充分致使阳极输出偏离线性,并逐渐趋于饱和。当输入可见光脉冲宽度为50 ns,频率为500 Hz时,阳极的最大线性输出达到2 V(即40 mA);当输入光频率增加到1000 Hz,阳极输出在1 V(即20 mA)时线性偏离程度达到10%以上;当输入光频率增加到5000 Hz,阳极输出在0.3 V(即6 mA)时线性偏离程度达到约15%。随着第二片微通道板与阳极之间电势差的增大,阳极最大线性输出电压呈现波动性变化而非与其呈线性关系。当第二片微通道板与阳极之间的电势差在200 V左右时,阳极线性输出电压达到峰值,随着电势差不断增大,阳极线性输出电压开始出现波动,在电势差为500 V左右时达到第二个峰值,这主要是由于极板间电场强度与空间电荷效应共同作用的结果。该研究可为提升微通道板光电倍增管的动态范围提供指导,便于其应用于强辐射脉冲测量、激光通信等领域。

关键词：微通道板型光电倍增管动态范围输入光脉冲频率微通道板-阳极电压线性偏离

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推扫式多光谱遥感相机动态范围拓展方法

中国光学 2019年第4期12卷 905-912页

作者：孙武韩诚山吕恒毅薛旭成胡长虹中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了提高推扫式航天遥感相机的动态范围,对TDI-CCD(Time Delay Integration-Charge Coupled Device)的全色谱段和多光谱谱段积分级数的特殊设置方法、相应图像的插值与融合方法进行研究。首先,介绍了常见的TDI-CCD的像元尺寸和谱段构成... 详细信息

为了提高推扫式航天遥感相机的动态范围,对TDI-CCD(Time Delay Integration-Charge Coupled Device)的全色谱段和多光谱谱段积分级数的特殊设置方法、相应图像的插值与融合方法进行研究。首先,介绍了常见的TDI-CCD的像元尺寸和谱段构成等参数,以及现有高分辨率多谱段融合图像的获取方法,分析了常规的积分级数设置规律。接着,提出在提高全色谱段的积分级数,降低多光谱谱段积分级数的情形下,分别获取各个谱段的灰度数据,为提高相机的动态范围提供原始数据。最后,针对性地提出了图像的融合、插值算法,可以得到高动态范围、高分辨率的全色图像。实验和计算结果表明:该方法能够有效提高相机的动态范围,当P谱段积分级数提高2倍,全色谱段降低为原来的1/4时,最终获取的融合图像动态范围可以提高18.06 dB。基本满足应用单排TDI CCD提高推扫式航天遥感相机动态范围的要求。

关键词： TDICCD 积分级数推扫式遥感相机动态范围