检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2021年第9期50卷 38-53页

作者：万震松王朝阳柳强付星清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室北京100084

涡旋光场因其具有光学轨道角动量(Orbital angular momentum,OAM)而倍受关注.OAM这一独特物理特征赋予了涡旋光场一个无限高维的空间自由度,同时也引发了光场奇特的干涉、衍射、传输等性质.OAM识别和探测技术的发展是涡旋光从基础研究... 详细信息

涡旋光场因其具有光学轨道角动量(Orbital angular momentum,OAM)而倍受关注.OAM这一独特物理特征赋予了涡旋光场一个无限高维的空间自由度,同时也引发了光场奇特的干涉、衍射、传输等性质.OAM识别和探测技术的发展是涡旋光从基础研究走向应用的关键.文中聚焦于OAM探测领域的一个重点研究方向——涡旋光几何坐标变换技术.详细介绍了该技术的基本原理、优势特点、研究进展和应用情况.涡旋光几何坐标变换是指通过特殊的调制相位设计,使涡旋光束的空间几何结构发生特殊的变化,从而可通过简单透镜聚焦等方法实现OAM模式的识别、分选等.相较于传统的涡旋光识别和探测技术,涡旋光的几何坐标变换这一新兴技术具有器件无源、无能量损耗、结构紧凑、价格低廉等突出优势,成为涡旋光的空间分离和解复用的高效有力工具,为涡旋光束在经典/量子态密度测量、OAM乘除法器、经典光通信和量子纠缠等前沿应用提供了全新的研究平台,蕴含巨大的发展潜力,具有广阔的发展空间.

关键词：涡旋光几何坐标变换 OAM解复用模式分类

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基于几何坐标变换的轮胎三维图像构建方法

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制造业自动化 2022年第10期44卷 208-211页

作者：张怀涛张刚张玉雷卫兵刘洪彬信发集团茌平252100 北京机械工业自动化研究所有限公司北京100120 山东建筑大学 250101

随着智能制造的快速发展,工业部件的测量、建模、质量检测等技术逐渐受到重视。针对汽车轮胎的测量和3D建模技术,提出一种基于几何坐标变换的轮胎三维图像构建方法。首先,采集轮胎3D点云数据,并获得三维矩形图像;其次,采用几何坐标变换... 详细信息

随着智能制造的快速发展,工业部件的测量、建模、质量检测等技术逐渐受到重视。针对汽车轮胎的测量和3D建模技术,提出一种基于几何坐标变换的轮胎三维图像构建方法。首先,采集轮胎3D点云数据,并获得三维矩形图像;其次,采用几何坐标变换方法将三维矩形图像转换为三维圆形图像;最后,将上胎侧、胎冠和下胎侧的三维圆形图像进行拼接,构建轮胎三维图像。实验结果表明,此方法能够有效完成轮胎三维图像构建任务。

关键词：轮胎三维图像几何坐标变换智能制造

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基于对数坐标变换的涡旋键控译码

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物理学报 2025年第6期74卷 61-67页

作者：李浪周诗韵高春清付时尧北京理工大学光电学院北京100081 光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081 信息光子技术工业与信息化部重点实验室北京100081 近地面探测全国重点实验室北京100072

光子轨道角动量(OAM)为光通信提供了新的高维自由度,有望提高光信息传输系统信道容量,解决当前通信资源紧张的问题.OAM键控(OAM-SK)是一种新型的信息传输机制,其中,对OAM模式的有效识别和检测是实现OAM-SK译码的核心技术之一.本文提出... 详细信息

光子轨道角动量(OAM)为光通信提供了新的高维自由度,有望提高光信息传输系统信道容量,解决当前通信资源紧张的问题.OAM键控(OAM-SK)是一种新型的信息传输机制,其中,对OAM模式的有效识别和检测是实现OAM-SK译码的核心技术之一.本文提出了一种基于对数极坐标变换的OAM译码系统,首先通过设计的坐标变换光栅进行映射,再引入优化的相位校正光栅进行补偿,最后采用一个傅里叶变换透镜实现了OAM模式的分离.对系统在不同光栅参数下的分束效果进行数值评估,在实验中成功实现了-35-+31阶轨道角动量模式的分束.进一步地,基于该OAM解复用系统,搭建了自由空间光数据传输演示系统.通过引入特定译码规则,有效克服了对数极坐标变换存在的相邻模式混叠的问题,实现了748934个码元的无误码传输.本文结果为未来高容量光通信系统的发展提供了支持.

关键词：轨道角动量态识别几何坐标变换

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分层土壤中接地装置冲击散流特性的有限元分析模型

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电网技术 2014年第8期38卷 2304-2309页

作者：朱时阳袁涛朱彬广西电网公司电力科学研究院广西壮族自治区南宁市530023 重庆大学电气工程学院重庆市沙坪坝区400044

冲击电流在分层土壤中的散流过程具有明显的非线性变化特征,从电磁场理论出发,建立了分层土壤结构中接地装置冲击特性分析的有限元模型。在非线性过程的分析中考虑了传导和位移电流,准确地反映了冲击散流的物理过程;针对接地导体与土壤... 详细信息

冲击电流在分层土壤中的散流过程具有明显的非线性变化特征,从电磁场理论出发,建立了分层土壤结构中接地装置冲击特性分析的有限元模型。在非线性过程的分析中考虑了传导和位移电流,准确地反映了冲击散流的物理过程;针对接地导体与土壤分界面、土壤分层界面的电阻率突变而造成有限元计算不易收敛的问题,采取了具有连续偏导数的平滑阶跃函数进行过渡的方法;在将无限散流空间变换为有限计算区域的问题上,提出了分层结构土壤的几何坐标变换方法,既减少了计算量又保证了计算准确度,并将仿真计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明该模型能较好地模拟分层土壤结构中,土壤电离不均匀性和放电通道随机性带来的非线性变化问题,验证了模型的有效性。

关键词：接地装置分层土壤几何坐标变换平滑函数有限元模型

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涡旋光束在角度测量中的应用研究

涡旋光束在角度测量中的应用研究

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作者：徐迪迪山东师范大学

学位级别：硕士

角度测量是大量应用所需的基本测量技术之一。在实际生产生活的各个领域中,角度测量对实际工程完成至关重要。角度测量技术能确定物体与水平面的角度或其运动位置,在军事和民用领域有重要的应用,如加工和建筑中的角度测量、无人机的导... 详细信息

角度测量是大量应用所需的基本测量技术之一。在实际生产生活的各个领域中,角度测量对实际工程完成至关重要。角度测量技术能确定物体与水平面的角度或其运动位置,在军事和民用领域有重要的应用,如加工和建筑中的角度测量、无人机的导航角度、智能机器人的位置控制、医学中的移动康复工具。然而目前的光学测量方法仅有对微小角度的测量,缺少对宏观角度的测量。基于当前研究现状,本文对拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian)涡旋光束开展研究,提出了基于LG涡旋光束的0-360°无接触式角度测量理论并开展了光学实验。为了搭建整周角光学实验测量系统,本文开展了如下几方面的工作:(1)研究了涡旋光束的原理特性以及坐标变换原理。对涡旋光束进行几何坐标变换后发现了涡旋光束的角量与变换后矩形光束的线量之间的线性关系,因此提出通过线量测量角量的工作猜想。(2)提出了一种基于线量调制精确测量角量的系统方案。该测量方案通过MATLAB进行仿真实现。首先,利用LG光束的螺旋相位特性,通过对其进行几何坐标变换,使其变换为光强线性分布且相位梯度分布的矩形光束;其次,通过加载线性障碍物,对矩形光束进行遮挡;最后,通过逆向变换将矩形光束变为带缺口的环形光束,进而实现任意角度的测量。(3)开发了一种通过线量调制精确测量角量的光学测量系统。利用光学实验平台以及空间光调制器等光学元器件,搭载了光学实验测量系统,实现了对任意角度的测量,验证了本文所提出的测量方案的可行性。(4)提出了一种确定环形光束中心点的光学方法。利用透镜的聚焦作用确定环形光束的中心点,减小角量测量误差。(5)验证了一种在实际环境中实现角量测量的应用。首先模拟了测量的应用场景,其次先后在自由空间以及高散射介质中对树叶脉络角进行了测量,验证了本文提出的测量方案的现实可行性,并具有无接触、高精度、操作简单、360°测量等优势特点。(6)实现了利用部分相关LG涡旋光束测量角量的仿真。由于完全相干光的抗干扰能力较弱,因此,本文利用部分相干光实现了角度的测量,提高了测量系统的稳定性。

关键词： LG涡旋光束几何坐标变换线量调制光学角度测量系统

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多路轨道角动量乘除在自由空间光通信中的应用研究

多路轨道角动量乘除在自由空间光通信中的应用研究

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作者：丛子涵山东师范大学

学位级别：硕士

涡旋光束是携带光学涡旋,具有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的光束,轨道角动量具有无限维度,且不同的OAM之间相互正交,因此被广泛用于自由空间光通信系统中的复用传输。利用涡旋光束的轨道角动量状态的自由度进行多路复用/... 详细信息

涡旋光束是携带光学涡旋,具有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的光束,轨道角动量具有无限维度,且不同的OAM之间相互正交,因此被广泛用于自由空间光通信系统中的复用传输。利用涡旋光束的轨道角动量状态的自由度进行多路复用/解复用来提高光通信的能力。通过对OAM状态的解调,可以实现路由功能,可用于高维量子信息编码和模分复用光通信。基于单一涡旋光束轨道角动量的乘法和除法,我们提出并演示了基于达曼涡旋光栅可以同时倍增和倍除的二维涡旋光束阵列的方法。将不同衍射级下的OAM状态通过对应的乘法或除法相位图,用校正相位掩模进行相位校正。根据相反相位对OAM状态的拓扑电荷值进行检验,将所需的OAM状态转换为光点。并通过仿真和实验证明了所选择的多位方形涡旋光束阵列可以进行任意调制,我们的研究结果可以用于自由空间光学(FSO)通信。主要工作内容如下: 研究涡旋光束的产生及涡旋光束阵列的产生。涡旋光束的产生分为腔内法和腔外法,详细介绍了各类产生方法。研究了基于达曼光栅的达曼涡旋光栅,通过模拟和实验产生一维和二维涡旋光束阵列。轨道角动量乘除技术。介绍了轨道角动量乘除的原理和作用。详细介绍了基于轨道角动量乘除对一维和二维涡旋光束阵列的乘除,设计了实验光路图,通过一种改进的空间光调制器分屏的实验方法实现对一维和二维涡旋光束阵列的同时倍乘和倍除,并对产生的新的涡旋光束阵列进行检验。轨道角动量乘除在自由空间光通信中的应用。基于RGB三原色通过Matlab对传输图片的颜色进行四进制编码,通过1x4涡旋光束阵列进行信息传输,对涡旋光束阵列进行加减乘除四则运算获得新的涡旋光束阵列,对产生的新的涡旋光束阵列所携带的信息进行重新计算得到新的图片的颜色。研究结果表明,我们基于费马螺旋的坐标几何变换产生对涡旋光束的轨道角动量进行乘除处理的相位图,轨道角动量乘除可以对不同维度的涡旋光束阵列进行同时乘除处理,调制后的涡旋光束根据其拓扑电荷在不同的位置分别转换为高斯光束。涡旋光束轨道角动量的乘除对利用轨道角动量模式空间的复用光通信具有重要意义。

关键词：达曼涡旋光栅费马螺旋几何坐标变换图像传输图像识别

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