简介：超快激光一般是指脉冲宽度短于10ps的脉冲激光,主要指短皮秒和飞秒（10-15s）激光。这个时间尺度短于激发态电子向晶格弛豫能量的所需时长,使光与物质相互作用呈现了与通常光激发显著不同的特性,也促成了其崭新的光电应用。围绕飞秒激光与物质相互作用快（作用时间短）、强（瞬态功率高）、精（非线性使作用区体积小,用作加工分辨率高）的特点,开展了系列研究,包括飞秒激光超快光谱用于光/电-电/光转换动力学探索,激光诱导气体成丝用于近程遥感探测,及飞秒激光微纳加工用于新原理、新材料微纳集成器件的制备。介绍了相关研究的进展。

简介：当前液晶显示已随处可见,然而,液晶的非显示应用同样有着巨大的市场潜力。曾在液晶的光通信器件研制方面有较长期的积累,近年来,进一步致力于将液晶应用于不同波段（可见-近红外-太赫兹）的光场调控。提出了一种利用液晶光控图案化取向实现光场产生、调制和变换的技术,研制了一套基于数字微镜阵列（DMD）的微区液晶光取向系统。基于此系统,制备了系列不同液晶模式、不同参数的液晶取向微结构,并对其衍射特性进行了研究,实现了对涡旋光、艾里光、矢量光等复杂光场的动态变换和调控。该工作可在新型光镊,轨道角动量复用光通信,甚至在量子信息处理中得到应用。

简介：星敏感器是一种高精度姿态测量设备,被广泛应用于航天、航空、舰船等领域,其性能主要取决于内参数的标定精度。选用何种标定方法完成内参数的标定以及如何提高内参数的标定精度是星敏感器实现高精度姿态测量的关键。针对现有的依赖姿态解算的标定方法与不依赖姿态解算的标定方法进行了相应研究,通过采用网格状星图分析了两类标定方法的噪声特性,同时对比研究了两类标定方法在不同星点数目、不同星点分布下的标定情况。仿真结果表明：星点数目越多内参数的标定精度越高,星点分布越均匀内参数的标定精度越高,且在同等情况下依赖姿态解算的标定方法的精度要优于不依赖姿态解算的标定方法。

简介：为了确定各红外热成像定量测量方法在深度定量测量方面的检测能力，对深度定量测量方法原理进行了分析，并进行了实验研究。通过在碳纤维层压板反面制作平底孔的方法制造已知深度分层缺陷，采用红外热成像方法对已知缺陷进行检测，从理论上分析温差峰值时间、对数温度偏离时间以及对数温度二阶微分峰值时间与缺陷深度的关系，通过分析确定温差峰值时间法、对数温度偏离时间法、对数温度二阶微分峰值时间法对深度进行定量测量方法的适用性，并利用上述方法对已知缺陷进行深度定量测量分析，确定不同方法对深度定量测量的检测适用性及检测能力。实验结果表明，温差峰值时间法测量深度达到2mm，对数温度偏离时间法测量深度达到4mm，对数温度二阶微分峰值时间法测量深度达到5mm，同时对数温度二阶微分峰值时间法受三维热扩散影响小，检测无需选择参考区域。因此，对数温差二阶微分法所能测量的缺陷深度最大，准确性更高。通过对不同方法进行应用分析，能够明确不同深度定量测量方法的适用范围与检测准确性，为主动式红外热成像方法的定量检测提供依据。

简介：能够在行星上着陆原位探测分析样品中有机组分的分析仪器在设计和建造上必须满足诸多苛刻的要求，才能保证宇航发射、飞行、着陆和探测过程所需的可靠性。这些要求包括：微重力环境；真空环境；大幅度温度变化；强宇宙射线辐射；长时间的宇宙航程；功率限制；体积限制；重量限制；发射和着陆时耐受振动和冲击要求；可靠性要求；数据压缩和传输。详细地讲解了每项要求对分析仪器的设计所带来的难题。介绍研制的空间站舱内在线气相色谱仪，用于分析舱内的痕量挥发性有机组分，以及明场荧光检测仪器的原理和设计要点。

简介：通过分析仿生蛾眼抗反射阵列周期对反射率和透射率的影响，获得了波长与周期之比与反射波能量和零级透射波能量直接相关，分界线符合±1级衍射倏逝条件。在亚波长区具有低反射率和低零级透射率，而在小周期区具有低反射率和透射率。并且通过引入微结构顶面与底面直径之比圆锥度系数概念来表征微结构形状，从而能够分析圆锥形、圆台形、圆柱形仿生蛾眼微纳结构之间不同形状过渡的变化趋势，进而实现了制备微纳结构形状的误差分析。

简介：为了定量研究光线光路中辐射能量的传输变化数理表达形式，实现用相对简单有效的光学内辐射传输替代复杂困难的系统全光路外辐射传输的技术过程，建立了光学系统内外辐射传递关系模型。模型结合辐射源的辐射模型和辐射能量在系统内部传输模型，利用微分光线追迹计算的方法，对携带辐射能量的光线传播路径进行分析研究。微分光线光学计算的方法对每一光学元件发射的辐射通量传输过程进行定量分析研究。光学系统的每个被分析的光学元件都被看作朗伯辐射源。而位于它后面的所有光学元件组成新的光学系统。待分析的光学元件发射的辐射通量经过后面的光学系统最终到达探测器面。据此理论分析，设计了光学系统内外辐射传输的理论模型和模型实现的算法程序。根据实验测量数据，应用于构建的模型，计算的最大相对误差为8．2％，平均相对误差为5．1％，对于红外光学系统的实际测量实验，可以满足测量的要求。

简介：辐射度定标是时间调制型FTIR数据处理中非常关键的一个环节,定标的好坏直接影响着其在应用中性能的优劣。根据光谱仪响应函数（线性或非线性）的不同,辐射度定标方法可分为线性定标和非线性定标;根据定标中采用的点数的不同可分为两点定标和多点定标。首先用MATLAB对光谱仪采集的数据进行线性度分析与仿真,然后用C＋＋编程分别实现线性定标和非线性定标。实验结果为两点法的误差为0.1118,抛物线法的误差为0.1684,四点线性的误差为0.0599。结果表明多点线性的定标方法效果最好。采用四点线性的方法进行定标将大大提升光谱的准确度,为后面的光谱识别工作打好基础。

简介：相位法激光测距的测量精度与鉴相环节密切相关，实现高精度的距离测量要求鉴相器能够准确测量高频率调制信号之间的相位差。研究了使用正交解调的方法测量相位差，通过对ijn,4量信号和参考信号进行正交解调处理获得与相位差相关的直流偏置电平，采样并计算即可得到相位差测量结果。使用移相器配合两个正交解调模块，综合两个模块的测量结果，可以保证测量精度并分辨两路信号之间的超前滞后关系。通过实验验证，当信号频率为100MHz，信号幅度为80dBμV时，相位差的测量误差在～1°～1°。

简介：设计了45°入射反中波透长波分束膜系，并进行了误差仿真分析。选用“Ge＋ZnS”和“ZnS＋YF3”两组高、低折射率材料，采用离子辅助电子束蒸发技术，经过大量的镀制实验与工艺改进，解决了薄膜应力累积、不牢固、波长易偏移等问题，获得了45°入射中波红外3．7～4．8μm波段反射率R998％，长波红外7．7～10．3μm波段透过率T≥95％、光学性能良好的反中波透长波红外分束膜。镀膜样品一次性通过了GJB2485-1995规定的高低温及附着力试验。试验结果表明，膜层致密性和附着力良好。

简介：研究了一种以蓝宝石为基底的可见光/激光/中红外“三光合一”窗口保护型硬质增透膜。首先开展了蓝宝石基底无吸收型硬质氧化物膜层的制备及其工艺最优化的研究,同时基于离子源工艺参数与反应气体流量的控制实现一种中波无吸收的低折射率Si_（1-x）O_x膜层,从而实现了全氧化物膜系在中红外波段上的应用。以此为基础,对蓝宝石基底可见光/激光/中红外三波段窗口膜系进行了优化设计与沉积仿真研究。经过大量镀制实验与工艺改进,最终制备出光学与机械性能良好的“三光合一”窗口薄膜,可见光至中红外波段上的平均透过率达到95%以上。镀膜样品一次性通过高低温试验、恒定湿热试验以及重度磨擦试验等。试验结果表明,膜层致密性和表面机械性能良好,具备一定强度的防潮防腐能力和抗激光损伤阈值水平,可适应海洋环境光电窗口的应用需求。

简介：针对腐蚀后的薄包层保偏光纤对外界溶液折射率敏感的特性，提出了一种基于高双折射环形镜的光纤液位检测方法。HF腐蚀后的保偏光纤构成高双折射环形镜中的传感头，液位的变化导致保偏光纤传输特性的变化从而实现传感测量。经测量，保偏光纤4个有效波谷点谐振波长在1520～1620nm光谱范围内，且随着液面高度的上升整体向长波方向移动。结果表明，传感器灵敏度高达在0．277nm／mm，液面高度与波长飘移量的线性度达99．5％以上，测量精度可达毫米级。

简介：针对液晶可调滤光器所处的空间热环境设计了热真空及高低温循环试验方案,旨在通过试验验证液晶可调滤光器在空间热环境下的器件光学性能。热环境试验的结果表明,液晶可调滤光器的光谱曲线较试验前仅漂移不超时0.1倍带宽,透过率降低不超过2%。为确保器件在空间温度环境下的性能更加可靠,又设计了液晶可调滤光器的热控改进方案,将工作温度控制在35±0.5℃。仿真结果表明LCTF器件经过合理的温控设计完全可以适应空间热环境。

简介：跨季节储热系统是太阳能集热技术和地源热泵技术相结合的一种综合利用新能源的采暖技术。为了测量地源热泵周围的土壤温度分布，为跨季节储热系统的设计和运行提供技术参数，对光纤光栅传感测温技术进行了研究。基于光纤光栅原理，采用可调谐光纤光栅滤波器对光纤光栅波长进行解调，检测光纤光栅波长微小的变化情况，从而计算出温度。光源发出的连续带宽光波长范围是1526~1562nm，系统有10个采样通道，每个通道12个测点，每个点相隔10m，采集速率同步25Hz。并设计了基于ARM的数据采集远传模块，实现光纤数据的远程传输和监测。经过对北京某监测点的近3个月的持续采样，实验结果显示，该测量系统精度能达到0．5℃，可以实时地、持续地测量地下土壤温度的分布，满足系统对监测温度的要求。

简介：与传统宽波段成像系统相比,多光谱成像系统在性能表征、测试方法等方面有较大不同,而相关研究较为欠缺。因此,需要重点研究多光谱成像系统的综合性能评估方法。解决了目标光谱反射率等效控制、宽波段光谱维度的带内细分和标准靶标辐亮度调节等关键技术,设计了基于AOTF的多光谱成像系统二维鉴别率阈值测试平台及测试方法。在理论分析基础上,实际搭建了基于AOTF的可见光多光谱成像系统,叙述了系统标定方法和测试步骤,并基于所述方法在实验室条件下完成了系统空间分辨率、目标光谱反射率与对比度阈值的三维曲面测试实验。测试结果标明,所提出的方法可较好地反映不同谱段响应特性的差异,实现对多光谱成像系统的性能表征。基于该方法,可综合评估系统光谱分辨率、空间分辨率、灵敏度、对比度等性能指标,从而为多光谱成像系统性能的定量表征提供技术支持。