卡尔曼滤波器传像光纤束位置搜索

在光学耦接器设计中引入衍射面,根据衍射光学元件的三级像差理论,通过理论计算和zemax光学软件优化,给出工作波长0.4~0.7μm,焦距27mm,光学长度为62.9mm,采用一个衍射面的耦接器设计实例。该耦接器采用物方远心光路结构,适用于单丝直径16μm,截面直径为6mm的光纤传像束。对设计结果的分析表明,折-衍混合耦接器不仅在光学性能方面优于传统的光学耦接器,而且在尺寸和质量上有显著的减少。实际的室内外成像实验证明,光学设计软件的仿真结果是正确的。

针对传像光纤束成像的算法结构,提出一种基于fpga的传像光纤束图像预处理器设计方案。该图像预处理器相对于传统的图像预处理器具有充分利用fpga有限的片上资源,合理安排数据操作之间的并行性和流水性等优点。具体实验结果表明,该预处理器能满足传像光纤束成像系统的实时性要求,达到预期效果。

介绍一种采用波长编码,通过线阵相关光纤束实现长光路纯光型图像传输的方法。运用积分抽样理论分析了该方法传输图像的机理和特性。结果表明:线阵光纤束波长编码传像的效果和特性随波长编码方向与线阵光纤束排列方向夹角的不同而不同。当两方向垂直时,线阵光纤束可并行传输二维灰度图像;当两方向平行时,可传输像质改善的一维图像。实验结果与理论分析一致。

在光学耦接镜设计中引入衍射面,根据二元光学元件的三级像差理论,分析了衍射面初始结构参数的求解规律,通过理论计算和zemax光学设计软件的优化,给出工作波长0.8～1.1μm,焦距33mm,光学长度为64mm,采用一个衍射面的耦接镜设计实例.

在大截面传像束前置光学系统设计中,采用“负-正”型式的像方远心光路结构,在像差校正过程中引入标准二次曲面和偶次非球面,能很好地解决镜头轴外像差校正与像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。通过理论计算和zemax光学软件的优化,给出工作波长0.8~1.1μm,焦距5mm,相对孔径为13∶.8,光学长度为47.5mm,视场角为60°的镜头设计实例。对设计结果的分析表明,该镜头在31lp/mm空间频率处的mtf值超过0.78,像质优良。

运用模式耦合理论和稳态速率方程组,对含有抑制高阶模输出的光纤滤波器的多模光纤放大器的光束质量进行了分析.分析结果表明:对于含有光纤滤波器的多模光纤放大器,总的说来,其光束m2因子明显低于不含有滤波器时的情况,这表明了前者输出的光束质量更好.结果说明了,在多模光纤放大器系统中设置一个光纤滤波器可以有效地改进光束质量.

光纤束共焦显微成像 作者：马力，袁冠伟，赖秀娟，戚小平，mali，yuanguan-wei，laixiu-juan，qi xiao-ping 作者单位：马力,mali(南昌大学,理学院,江西南昌330031;南昌大学,机电学院,江西南昌330031)，袁 冠伟,戚小平,yuanguan-wei,qixiao-ping(南昌大学,理学院,江西南昌330031)，赖秀娟 ,laixiu-juan(南昌大学,机电学院,江西南昌330031) 刊名：南昌大学学报(理科版) 英文刊名：journalofnanchanguniversity(naturalscience) 年，卷(期)：2008,32(5) 参考文献(15条) 1.王永红;余晓芬;俞建为多光束并行共焦探测系统特性的研究[期刊论文]-计量学报2004(02) 2.

本文参考有关文献并结合西安高新区sohu同盟北楼d7点沉降量观测数据分析实例。以卡尔曼滤波的4个特点（见本文末）。介绍了自适应卡尔曼滤波系统在建筑物变形监测的预测预报方面的应用及其优越性。

最小二乘法拟合椭圆过程中,把所有样本点都当作准确值,但当拟合点中出现噪声和孤立点时,拟合出的椭圆误差较大,而最小平方中值法具有较好的稳健性,但该方法计算量大,计算不方便。针对这种情况,笔者首先使用最小平方中值法拟合出一组椭圆参数,然后利用中位数法剔除孤立点,最后使用卡尔曼滤波方法修正椭圆的参数,通过模拟实例和工程实例,证明该算法能够剔除孤立点,并且拟合出的椭圆具有较小的形状误差,因此该方法可以推广到实际工程中应用。

在光纤共焦显微系统理论的基础上,结合普通并行共焦理论和抽样定理,研究光纤束共焦系统的有效点扩散函数,得出光纤束共焦系统的光场分布情况。根据光纤束共焦系统的有效点扩散函数和光纤束中光纤的排列特点,分析光纤束共焦显微系统成象质量的影响因素。结果表明光纤束的光纤间距与物镜的放大率决定了系统的横向分辨率。

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模-多模-单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上,两端分别与一段单模光纤相连,通过调整偏振控制器的状态,实现了中心波长1542～1560nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18nm,边模抑制比大于40db,3db线宽为0.096nm;进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率,实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器,通过调整偏振控制器的状态,可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。

卡尔曼滤波由于能够实时快速地处理大量的变形数据,并能够预测下一时刻的变化状态等特点,被广泛应用于多个领域的动态数据处理。本文论述了方差补偿自适应卡尔曼滤波模型,将自适应卡尔曼滤波模型应用到光纤光栅动态变形监测上,基于matlab编程实现模型的建立并运用该模型对建筑物变形进行分析与预测,取得了较好的效果,证实了方差补偿自适应卡尔曼滤波在滤波和预测方面的可行性。

本文参考有关文献并结合西安高新区sohu同盟北楼d7点沉降量观测数据分析实例。以卡尔曼滤波的4个特点（见本文末）。介绍了自适应卡尔曼滤波系统在建筑物变形监测的预测预报方面的应用及其优越性。

基于失配光纤耦合器的波长特性,从理论上详细分析了两芯间隔d,两芯之间的失配度δβ及耦合区长度z对其光谱特性的影响。结果表明,当δβ和d较小时光纤耦合器可以成为梳状滤波器。δβ主要影响梳状滤波器的消光比,z和d在两芯子匹配的情况下主要影响峰值波长位置和间隔。通过将一根两芯间隔d=12μm的单模双芯光纤(tcf)的一个芯子熔接在两根单模光纤(smf)之间,实验制得基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器,其消光比可达25db,插入损耗为3.1db。通过使用不同长度的tcf获得了不同的峰值波长间隔,并使用波长为248nm的紫外光对其峰值波长和消光比进行了调节。

光纤传像束原理及其应用

可调谐光纤滤波器技术是波分复用系统的关键技术之一,对于发展全光通信网络和光纤传感具有极其重要的意义。提出了一种基于大芯径的多模光纤可调谐带阻滤波器,其制作方法是将包层/纤芯直径为125/105μm的特种多模光纤通过单模光纤接入光纤系统,实现单模-多模-单模(sms)光纤结构,并使一端单模光纤与多模光纤熔接,另一端只是共轴对接而不焊接。在多模干涉原理的基础上,利用该结构对应变的敏感性实现可调谐光滤波。该可调谐滤波器的调制和解调借助于放大自发辐射(ase)宽谱光源和光谱分析仪(osa)实现。详细给出了该滤波器的理论仿真分析,并实验证实了该方案的有效性。

传像光纤束透过率测量方法研究

针对航天测量船标校经纬仪航向测量的局限性以及新装备的投入使用现状,研究了静电陀螺监控器设备动态条件标校过程卡尔曼滤波误差因素。多次海上试验数据结果表明,该设备性能可靠,在经纬仪无法测星的情况下,可以实现与标校经纬仪数据的互补,从而克服气候因素对测量船的影响,保障了航天测量船全天候的海上测量精度。

给出了光波导式小波滤波器的设计方案,该方案采用单模光纤耦合器作为系数实现载体,通过控制特性参数实现了具有不同分光比的耦合器基本单元,然后组合和级联基本单元实现特定的小波滤波器系数,具有精确度高,集成度好,稳定性强的优势。分析了与系数实现相关的熔锥型单模光纤耦合器的形状特性,横截面沿纵向变化的锥形区和横截面近似不变的耦合区内的耦合特性,根据理论推导,用仿真手段设计3db单模光纤耦合器,实现了haar小波的滤波器系数,误差在3%以内,证明了光波导式小波滤波器设计方案的正确性和有效性。

基于光纤耦合器的波长特性,分析了光纤耦合器作为梳状滤波器的光谱特性;将长度不同的双芯光纤(twin-corefiber,tcf)熔接在两根单模光纤(singlemodefibors,smf)之间,实验制得具有不同峰值波长间隔的基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器,其消光比可达25db.首次使用co2激光对其进行光谱调节,调节导致光谱向长波方向漂移和消光比的变化.这种调节是基于co2与光纤相互作用时的残余应力释放和熔融变形机理,使用氢载tcf可以在相同实验参数下得到更大的波长调节激光.

基于改善多模光纤激光器输出光束质量目的,提出了其含有抑制高阶模输出的光纤滤波器的理论模型.运用模式耦合理论,对此模型进行了理论分析,导出了滤波器与端面反射镜构成系统有效反射率的表达式.并根据其表达式作了数值模拟,结果为:对于含滤波器的多模光纤激光器,其高阶模的有效反射率较小,低阶模的有效反射率较大.结论表明,在多模光纤激光器系统中设置一个光纤滤波器,使得低阶模比高阶模更容易起振,可以有效地改善其输出光束的质量,为实验研究提供了一定的理论依据.

在大截面传像束前置光学物镜设计中,采用“负-正”型式的像方远心光路结构,很好地解决了镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。给出了前置物镜设计实例:工作波长0.8~1.1μm,焦距5mm,相对孔径为1:3.84,光学长度为47mm,视场角为60°。在光学耦接镜设计中采用物方远心光路结构,引入二元光学透镜,通过理论计算和zemax光学软件优化,给出工作波长0.8~1.1μm,焦距33.6mm,光学长度为63.5mm,采用一个衍射面的耦接镜设计实例。该设计结果适用于单丝直径16μm,截面直径6mm的光纤传像束。