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基于aotf技术红外单色光调谐控制系统的研究

中国光学学会2010年光学大会

作者：何志平舒嵘王建宇中国科学院上海技术物理研究所

基于声光效应的声光可调谐滤波器（aotf）与其他分光器件相比独具特点,论文首先介绍aotf的分光原理,分析了其在空间光谱探测中的应用优势,然后对其若干光学特性进行了重点讨论与分析,最后论文介绍了两种已研制的基于aotf分光的光谱探测... 详细信息

基于声光效应的声光可调谐滤波器（aotf）与其他分光器件相比独具特点,论文首先介绍aotf的分光原理,分析了其在空间光谱探测中的应用优势,然后对其若干光学特性进行了重点讨论与分析,最后论文介绍了两种已研制的基于aotf分光的光谱探测系统。

关键词： aotf 光谱探测空间光学遥感

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基于AOTF技术红外单色光调谐控制系统的研究

aotf高光谱偏振成像0级抑制方法及偏振去雾技术研究

2006年全国光电技术学术交流会

作者：袁雷中国计量学院

简述了声光可调滤光器(aotf)的电调谐原理,介绍了一种采用数字频率合成器驱动aotf实现红外单色光调谐控制系统的组成,解决了声光可调滤光器的波长连续、快速扫描的问题,并对系统硬件的组成做了详细说明,给出了实验结果。

关键词： aotf 频率合成器 74HC595 扫描

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AOTF高光谱偏振成像0级抑制方法及偏振去雾技术研究

作者：刘璐中北大学

学位级别：硕士

高光谱偏振成像技术(Hyper-spectral polarization imaging),主要是利用多个光谱通道对目标进行光谱分析、偏振分析与图像分析,可以实现对被测目标的特定波长进行成像,更有利于目标的识别、捕捉与追踪,广泛应用在水质监测、大气监测、... 详细信息

高光谱偏振成像技术(Hyper-spectral polarization imaging),主要是利用多个光谱通道对目标进行光谱分析、偏振分析与图像分析,可以实现对被测目标的特定波长进行成像,更有利于目标的识别、捕捉与追踪,广泛应用在水质监测、大气监测、生态环境、医学、军事目标识别等领域。论文整体构思是基于声光可调谐滤波器(Acousto-optic tunable filter,aotf)的高光谱偏振成像原理,对系统成像的0级光干扰进行了分析,研究了一种0级光干扰抑制方法。而在雾霾天气下偏振图像受大气气溶胶影响严重,为了更清晰的辨别目标,研究了一种斯托克斯(Stokes)偏振去雾算法。因此,本论文围绕如下几个方面展开研究。首先,阐述了aotf型高光谱偏振成像原理,当被测目标光经过aotf中二氧化碲晶体(TeO)后,出射光不仅产生偏振方向互相垂直的±1级衍射光还会产生0级光,针对0级光的干扰,研究了一种aotf高光谱偏振成像0级干扰抑制方法,为下一步研究气溶胶对系统成像影响排除了系统自身因素。其次,基于瑞利散射(Rayleigh)和米氏散射(Mie)分析了大气散射及其偏振特性,研究了大气气溶胶光学特性中光学厚度(AOD)和大气偏振的关系,进一步证实了大气气溶胶会使偏振特性发生变化。再次,由于在雾霾天气下,采集的偏振图像有明显的对比度降低等退化现象,严重影响目标识别、户外探测的准确性,结合偏振光特性建立了大气散射模型并研究了一种基于Stokes的偏振成像去雾算法,该算法能够实现图像去雾,复原原始目标图像。最后,通过基于aotf的高光谱偏振成像系统实验平台,在理论验证的基础上,对上述提出的0级干扰抑制方法进行各波段实验验证和光谱成像测量,并在雾霾天下进行实验,实验结果表明该偏振去雾算法在此系统上运行具有可行性,且去雾后偏振图像清晰度提高了40.6%,对比度提高了45.4%,证明了该算法能够大大提高雾天图像的质量,更有利于雾霾等天气下进行目标识别。

关键词：高光谱偏振成像 aotf 0级光 Stokes矢量大气气溶胶偏振去雾

基于TracePro的aotf中红外光谱仪的优化设计

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红外与激光工程 2008年第S2期37卷 441-444页

作者：余桂英姚帅郭天太金骥中国计量学院浙江杭州310018

关键词： aotf 中红外光谱仪 TracePro软件光学仿真

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四通道aotf射频驱动功率源

光通信研究 1998年第4期 36-39页

作者：彭红玲傅焰峰刘波李涛武汉邮电科学研究院

声光可调滤光器（ＡＯＴＦ）是未来全光网络中实现波长路由选择的首选器件，具有独特的多通道操作功能，可同时选择多个波长及快速调谐。要实现ＡＯＴＦ的可调波长选路功能，对驱动功率源有较高的要求。本文介绍了我们研制的一种可调谐... 详细信息

声光可调滤光器（ＡＯＴＦ）是未来全光网络中实现波长路由选择的首选器件，具有独特的多通道操作功能，可同时选择多个波长及快速调谐。要实现ＡＯＴＦ的可调波长选路功能，对驱动功率源有较高的要求。本文介绍了我们研制的一种可调谐多通道射频功率源，其中采用声表面波谐振器制作的频率源具有较大的调谐范围和较高的频率稳定性，瞬时频率稳定度达到１０－８；单通道输出功率可达１Ｗ，能满足ＡＯＴＦ的操作要求。

关键词： aotf 声表面波谐振器驱动功率源

基于aotf分光和LCVR相位调制型光谱偏振成像技术研究

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基于AOTF分光和LCVR相位调制型光谱偏振成像技术研究

作者：薛鹏中北大学

学位级别：硕士

光谱偏振成像技术(Spectropolarimetric imaging,SPI),是一种集空间目标二维影像、光谱、偏振于一体的新型光信息获取和应用技术,该技术可获取光谱成像所无法获取的目标光独有的偏振特性,多维信息的综合利用可以进一步来提高目标识别探... 详细信息

光谱偏振成像技术(Spectropolarimetric imaging,SPI),是一种集空间目标二维影像、光谱、偏振于一体的新型光信息获取和应用技术,该技术可获取光谱成像所无法获取的目标光独有的偏振特性,多维信息的综合利用可以进一步来提高目标识别探测能力。所以目前该技术广泛应用于军事探测、医疗检测和大气污染监测等领域。论文基于声光可调滤波器(Acousto-optic tunable filter,aotf)分光和液晶可变相位延迟器(Liquid crystal variable retarder,LCVR)相位调制相结合的新型光谱偏振成像技术原理,为了实现系统光谱和偏振的精确和快速测量,对影响系统测量精度的原因进行了理论分析和实验修正,并提出了斯托克斯(Stokes)参量的快捷测量方法。因此,本论文主要从以下几个方面来展开阐述研究。首先对aotf和LCVR的工作原理及其基本性能进行了研究。详细的从压电换能器声场衍射角度分析了光谱展宽的原因;并根据aotf分光机理,理论分析了不同入射光极角导致aotf?1级衍射光中心波长变化的原因,为下一步aotf的光谱校正和实现光谱精密测量提供了坚实的理论基础。其次,提出了一种双LCVR相位调制和aotf分光的全新高光谱全偏振成像系统,在分析了光的偏振态和典型器件的米勒矩阵的基础上,针对系统特点建立了适用于该系统的光谱偏振测量模型,并首次提出了一种被测目标光的Stokes参量的快捷获取方法。再次,为了实现提出系统高精度的光谱测量,对光垂直和非垂直入射aotf导致衍射光中心波长变化进行了精确定标研究,并通过最小二乘非线性拟合得到了光谱修正方程;为了实现高精度的偏振测量,提出了LCVR对不同波长光波初始相位延迟量的最小二乘精确定标研究,并得到了初始相位延迟量定标方程,并实验验证了该方程的精确性。最后,根据上述所提出的系统,搭建了实验样机。利用样机对上述所提出的被测目标光Stokes参量的快捷测量方法进行了实验性验证,而且还利用样机进行了外场的光谱实验和光谱偏振实验,实验验证了该系统进行光谱偏振成像方面的可行性和可靠性。

关键词： aotf LCVR 光谱偏振成像 Stokes参量光谱校正最小二乘法

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aotf偏振超光谱成像仪电子学系统设计

AOTF偏振超光谱成像仪电子学系统设计

作者：王力中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

偏振超光谱成像技术是目前正在兴起的新型光学信息获取技术,如何有效地获取、处理、分析和利用偏振超光谱图像信息是研究重点。而在深空探测、对地探测及大气探测等应用中,对偏振超光谱成像仪提出了小型紧凑、结实易用、配置灵活、自主... 详细信息

偏振超光谱成像技术是目前正在兴起的新型光学信息获取技术,如何有效地获取、处理、分析和利用偏振超光谱图像信息是研究重点。而在深空探测、对地探测及大气探测等应用中,对偏振超光谱成像仪提出了小型紧凑、结实易用、配置灵活、自主智能的要求。根据这样的要求,现提出一种以谱段可快速电调谐的aotf为分光色散元件、以孔径分割方式同时获取多幅线偏振图像、既能凝视成像又能推扫成像的新型偏振超光谱成像技术。本论文根据这种技术方案,综合考虑系统需求,选取EMCCD作为探测器以及FPGA作为控制核心搭建图像采集系统。在搭建系统前,首先对EMCCD工作原理及驱动方式进行了解,研究模数转换器的使用方法,以及温度遥测的方法。搭建系统包括两个部分,硬件设计和嵌入式软件设计。针对成像系统需求,硬件部分设计了各个功能模块,包括以下:使用CCD97-00探测器与AD9826模数转换器组成图像采集模块;使用热敏电阻、模数转换器和数模转换器以及半导体制冷器组成温度遥测和制冷控制模块;使用串并转换芯片TLK1501和光纤接口芯片AFBR-5717组成光纤传输模块。嵌入式软件设计使用VHDL语言进行编写,围绕着硬件功能设计,实现了对各芯片的驱动、图像数据采集处理传输、焦面电路状态遥测与焦面参数可实时控制等功能。随后完成对电子学系统的调试工作,成功获取图像和遥测信息并能从上位机对相机进行实时控制。可以与光学系统结合,进行定标实验、图像配准等工作,为偏振超光谱成像仪的研制打好了基础。

关键词： EMCCD FPGA aotf 硬件设计

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基于aotf的反激光窃听告警技术研究

基于AOTF的反激光窃听告警技术研究

作者：吕泽中北大学

学位级别：硕士

由于间接照射和玻璃散射,现有的拦截式激光预警技术无法获取窃听源的方位信息,针对该问题,本论文提出了一种利用aotf光谱相机(Acousto-Optic Tunable Filter,aotf)对窗户进行凝视成像的反激光窃听预警方法。aotf作为光谱成像系统的核心... 详细信息

由于间接照射和玻璃散射,现有的拦截式激光预警技术无法获取窃听源的方位信息,针对该问题,本论文提出了一种利用aotf光谱相机(Acousto-Optic Tunable Filter,aotf)对窗户进行凝视成像的反激光窃听预警方法。aotf作为光谱成像系统的核心器件,通过近红外波段连续光谱滤波可获得激光波长信息,并且降低背景噪声,通过声光衍射成像,可实现对周围环境进行高分辨率凝视成像,并获得照射光斑的特征信息。本论文在阐述aotf基本原理基础上,对构建的aotf相机实验平台系统的配置参数、整体原理图进行了分析。为了更准确提取散射光斑特征信息,重点研究了窃听光源定位模型、散射光斑拟合算法、特征信息提取算法、图像畸变模型等关键技术。依照告警系统的成像特征,首先提出了图像预处理算法和最小二乘图像拟合算法对光斑进行拟合处理;其次,在提取边缘轮廓基础上,利用图像特征信息提取算法对散射光斑进行提取;最后,推导出窃听激光光源来袭方位的几何模型。实验表明,此算法和构建的几何数学模型能够有效地定位来袭激光源的方位信息。与此同时,由于aotf相机自身原因,成像时会产生畸变,进而会影响图像特征提取的准确性。为解决此问题,本论文描述了aotf相机的畸变产生机理及特性,提出了一种畸变校正方法。实验表明,aotf相机拍摄图像经畸变校正后最大畸变像素位移量为1.4个像素,而原图像的最大畸变像素位移量为9个像素,则aotf相机系统造成的畸变得到了很好的校正。最后,搭建出了基于aotf的反激光窃听告警系统实验平台,以He-Ne激光器为激光源并编写了定位算法,实验结果表明,系统可获得窃听激光光源相对位置信息,方位角和俯仰角的定位精度≤4°,达到了预期目标。

关键词：激光窃听散射光斑图像特征识别 aotf 图像畸变校正

基于aotf的Linnik型显微干涉测量系统与方法研究

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基于AOTF的Linnik型显微干涉测量系统与方法研究

作者：罗备天津大学

学位级别：硕士

随着时代的发展,微纳米结构器件的需求越来越多,要求的精度也不断提升,对与之相对应的超精密表面形貌测量技术的要求也越来越高。将表面形貌测量技术从实验室转向工业现场测量是一种发展趋势,其中基于波长调制的干涉测量技术不需要进行... 详细信息

随着时代的发展,微纳米结构器件的需求越来越多,要求的精度也不断提升,对与之相对应的超精密表面形貌测量技术的要求也越来越高。将表面形貌测量技术从实验室转向工业现场测量是一种发展趋势,其中基于波长调制的干涉测量技术不需要进行机械扫描,适合应用于工业现场,测量速度快,抗干扰能力强。本文设计并搭建了Linnik型显微干涉测量系统,实现多干涉模式测量,主要研究波长扫描干涉测量技术（WSI）,变波长移相干涉技术和单波长相移干涉技术（PSI）。本文的主要工作如下:1、设计并搭建了Linnik型显微干涉测量系统。系统兼容了波长扫描干涉测量技术,变波长移相干涉技术和单波长相移干涉技术,实现无缝切换,完成多模式下的干涉测量。2、对波长扫描干涉测量技术进行研究,通过仿真分析确定窗函数的选择和去除非线性数据点的大小,提高算法性能。对aotf的线性扫描波数进行相关参数实验,证明光源模块工作良好。利用WSI进行绝对距离和台阶高度实验,验证系统的稳定性;最后将波长扫描干涉测量方法和白光垂直扫描干涉方法进行对比,确定波长扫描干涉测量的优势。3、对变波长移相干涉技术和单波长相移干涉技术（PSI）进行研究,对变波长移相干涉仿真了四步移相法和迭代法,利用仿真来说明两种方法的优劣以及最后测量选用迭代算法的理由,并利用实际实验验证迭代法比四步移相法在精度方面更高。对单波长相移干涉做平面粗糙度测量实验,证明均值滤波可以提高PSI测量精度,测量台阶实验说明PSI的系统复现性好。

关键词：显微干涉波长扫描干涉变波长移相干涉 Linnik aotf