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题名共线外差干涉系统相位特性及应用研究
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作者
韩香伶
张志伟
韩建宁
程俊伟
史瑞忠
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机构
中北大学信息与通信工程学院
中北大学电子测试技术国家重点实验室
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出处
《光学与光电技术》
2023年第2期20-25,共6页
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基金
山西省自然科学基金(201701D121060)
山西省基础研究计划(202103021224201)资助项目。
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文摘
针对信号调制与传输特点,设计搭建了一种由两个不同驱动频率声光调制器组成的外差干涉系统,双路光强调制避免了由声光调制引起的衍射级次混叠和频移漂移等影响,采用双路调制最后输出由两个+1级衍射光干涉形成的拍频信号,消除了级间干扰;同时系统良好的共线性和对称性,极大地减小了外界环境噪声对测量精度的影响,提高了检测精度。基于折射率改变引起的相位变化信息进行检测及处理,通过测量不同百分比浓度的溶液,并对系统的相位特性进行了研究,提出一种溶液浓度检测的新方案,并对激光漂移和调制强度对测量系统的影响进行了分析。实验结果表明,该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测,在0.1%~0.5%范围内,最大相对误差约为8.0%,为光外差干涉溶液浓度测量系统小型化设计和制造提供了参考。
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关键词
相位调制
共线外差干涉
信号处理
溶液浓度
声光调制器
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Keywords
phase modulation
collinear heterodyne interference
signal processing
solution concentration
acousto-optic modulator
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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题名基于FPGA的光偏振方向测量系统研究
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作者
史瑞忠
张志伟
杨娅洲
程俊伟
韩香伶
赵辉
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机构
中北大学信息与通信工程学院
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出处
《光学与光电技术》
2023年第2期58-64,共7页
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基金
山西省回国留学人员科研资助项目(2017-091)。
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文摘
针对偏振调制测量旋光介质溶液浓度需通过线偏振光的偏振方向测量旋光度这一需求,提出了小型便携式光的偏振方向测量系统。以FPGA作为主控芯片,驱动摄像头采集图像,利用灰度、二值化和形态学图像处理的模块对图像进行处理,使用DDR3的两个BANK地址缓存摄像头提供视频图像和捕捉待处理图像数据,通过显示屏实时监测选择合适的图像进行捕捉,对DDR3缓存的待处理图像进行读取,根据图像的二阶中心矩公式,计算偏振方向角,由数码管显示角度数据。实验结果表明,该方法测量偏振方向弥补了目前测量偏振方向的实时性、便携性的不足,测量准确度也得到了提高。
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关键词
偏振光
偏振方向
二值化
形态学图像处理
图像矩
现场可编程门阵列
旋光性
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Keywords
polarized light
polarization direction
binarization
morphological image processing
image moment
fieldprogrammable gate array
optical rotation
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分类号
TP274
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于FPGA的图像采集与二值化处理系统设计
被引量：3
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作者
杨娅洲
张志伟
史瑞忠
赵辉
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机构
中北大学信息与通信工程学院
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出处
《电子测试》
2022年第5期47-49,共3页
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基金
山西省回国留学人员科研(2017-091)资助项目。
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文摘
传统的二值化图像处理需要将采集的图像先保存到电脑上,再用matlab进行二值化处理。图像处理起来比较麻烦,也不能对图像进行实时显示和保存。本文主要阐述了一种集成的解决方案,对于图像的二值化处理直接在FPGA上实现,无需电脑软件的二次处理。本系统主要由FPGA、SDRAM、CMOS图像传感器、USB组成。经过硬件系统处理之后,可以得到二值化之后的实时图像,上位机可以实时显示和保存二值化图像,简化了用电脑采集处理的过程,对图像采集处理系统集成化有一定的促进作用。
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关键词
FPGA
CMOS图像传感器
图像二值化
USB
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Keywords
FPGA
CMOS image sensor
image Binary
Image graying
USB
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分类号
TP13
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名基于共线光外差干涉的微振动检测
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作者
程俊伟
张志伟
韩建宁
韩香伶
史瑞忠
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机构
中北大学信息与通信工程学院
中北大学电子测试技术重点实验室
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出处
《无损检测》
CAS
2022年第10期25-28,68,共5页
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基金
山西省自然科学基金(201701D121060)
山西省基础研究计划(202103021224201)。
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文摘
为了实现对纳米级微振动的高精度测量,在传统光外差干涉系统的基础上,设计了一种新型共线光外差干涉系统。该系统利用双声光调制器设计成结构对称的双光路,大幅削弱了环境噪声的干扰;在声光调制器后加入精密光阑滤除杂散光,消除了光学噪声;在测量光路中使用法拉第旋光器改变光的偏振态,既减少了光学器件,也使光路更易于调节。采用压电陶瓷模拟振动进行验证试验,试验结果表明,两路探测信号的幅值分别为936 mV和1.1 V,相比传统的外差干涉测量信号幅值提高约15倍,其频率均为30.12 MHz,信号波形稳定且无失真,抗噪性能大幅提升,系统分辨率为2.1 nm。
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关键词
共线光外差干涉
双光路
双声光调制器
微振动检测
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Keywords
collinear optical heterodyne interference
double optical path
double acousto-optic modulator
micro-vibration detection
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
TG115.28
[金属学及工艺—物理冶金]
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