一种基于偏振态正交光脉冲对的Φ‑OTDR增强方法及装置

    公开(公告)号:CN105004355B

    公开(公告)日:2017-05-24

    申请号:CN201510416927.8

    申请日:2015-07-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于偏振态正交光脉冲对的Φ‑OTDR增强方法,采用偏振态正交光脉冲对组作为探测光信号,探测光进入传感光纤后获得两组正交光信号的光纤背向瑞利散射曲线,对两组曲线进行均值处理,消除了Φ‑OTDR方法中光纤对探测光偏振态的敏感性,有效的保障了Φ‑OTDR系统多事件同时探测能力;本发明还公开了一种基于偏振态正交光脉冲对的Φ‑OTDR增强方法的装置,所述装置在传统的OTDR系统中增加保偏开关单元,产生探测所需的偏振态正交光脉冲对,并由脉冲发生器调节该单元、声光调制器及后续数据处理单元的时序关系。本发明消除了Φ‑OTDR方法中光纤对探测光偏振态的敏感性,有效的保障了Φ‑OTDR系统多事件探测能力,大大的降低了探测系统成本。

    一种近红外光谱仪及其测量方法

    公开(公告)号:CN103940509B

    公开(公告)日:2016-03-23

    申请号:CN201410105844.2

    申请日:2014-03-20

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种近红外光谱仪,包括光源、抛物面反射镜、闪耀光栅、数字微镜器件、线性探测器、单光子探测器、光谱信息处理系统;所述光源设置在抛物面反射镜的焦点处,光源经抛物面反射镜准直后投射到闪耀光栅上,经闪耀光栅在一级闪耀角上分开成单色平行光投射到数字微镜器件上;数字微镜器件中的微镜产生+12°和-12°的偏转,将单色平行光分别反射到线性探测器和单光子探测器上;光谱信息处理系统对该发明中两个探测器接收的光谱信息进行融合处理得到原始光谱信号的光谱强度。本发明还公开了一种近红外光谱仪的测量方法。本发明将单光子探测器引入到近红外光谱仪中,提高对微量物质和微弱光谱的检测能力、增加灵敏度和精度且结构简单。

    一种具有高动态范围的脉冲光动态消光比测量装置及方法

    公开(公告)号:CN103414513A

    公开(公告)日:2013-11-27

    申请号:CN201310353698.0

    申请日:2013-08-14

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有高动态范围的脉冲光动态消光比测量装置及方法,包括光源、第一光纤耦合器、待测脉冲光调制器、参考脉冲光调制器、第二光纤耦合器、光电探测器、数据采集与处理模块;将连续光分成的两束连续光调制出待测脉冲光、参考脉冲光,利用待测脉冲光与参考脉冲光相干耦合后的拍频光信号转换为拍频电流信号,对拍频电流信号进行处理,获得待测脉冲光的脉冲峰值光功率的电功率和基底光功率的电功率、及PD暗电流噪声的电功率,根据得出的电功率计算待测脉冲光的动态消光比。本发明通过单次测量可同时获得脉冲光的峰值、基底及光电探测器暗电流噪声三者功率相对大小,测量出脉冲光的动态消光比,测量效率高、精度高且动态范围大。

    基于边沿滤波法的单光子探测布里渊光时域反射仪

    公开(公告)号:CN102620857B

    公开(公告)日:2013-11-27

    申请号:CN201210083195.1

    申请日:2012-03-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于边沿滤波法的单光子探测布里渊光时域反射仪,包括窄线宽激光器(1),脉冲调制器(2),环形器(3),传感光纤(4),光滤波模块(5),3dB耦合器(6),线性边沿滤波器(7),InGaAs/InPSPAD探测器组(8),信号发生器(9),数据处理模块(10)和脉冲信号发生器(11);InGaAs/InPSPAD探测器组(8)包含两个或者三个InGaAs/InP-SAPD探测器,本发明采用了具有高计数率和高灵敏度的InGaAs/InPSPAD作为探测单元,同时采用了边沿滤波法获取布里渊频移信息,数据处理模块(10)采用了时间相关单光子计数技术,突破传统探测器带宽和灵敏度的限制,能同时提高反射仪的空间分辨率和测量精度,实现温度和应变的同时传感。

    铁路列车限界测量基准面获取方法

    公开(公告)号:CN102012223B

    公开(公告)日:2013-09-18

    申请号:CN201010552903.2

    申请日:2010-11-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 铁路货运列车限界测量基准面获取方法,采用基于标靶传递的铁轨中心垂面检测装置进行测量,所述检测装置包括可旋转标靶、垂直支撑梁(4)、支撑杆(5)、固定夹具、刚性横梁(10、15)、刚性连接横梁、水平支撑梁(8)、转轴、弹簧、滑槽(24、25),其中垂直支撑梁上固定的可旋转标靶为三片可以绕转轴旋转的正方形薄片,其转轴位于正方形薄片的中心轴线上,薄片表面贴有易于被计算机视觉识别的标志物,使得图像识别系统可得到标靶中心点的坐标;其中垂直支撑梁(4)与可旋转标靶转轴固定连接,基于视觉传感器原理,采用标靶传递方法,实现了在无法直接观测铁轨面的情况下对铁轨中心垂面测量,视觉测量技术在铁路限界检测中应用。

    非接触式钢轨中垂面的测量方法

    公开(公告)号:CN102069821B

    公开(公告)日:2013-07-10

    申请号:CN201010553032.6

    申请日:2010-11-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 一种非接触式钢轨中垂面的测量方法,该方法采用线结构激光器发射激光线扫描钢轨,摄像头采集激光线照射的图像,由微处理器处理得到激光线与钢轨交点的三维空间坐标,根据不同交点的三维空间坐标可以拟合得到两钢轨和钢轨面的坐标方程,并由此得到钢轨中垂面的坐标方程,微处理器(3)控制线结构激光器(1)发射激光线照射钢轨,摄像头(2)将采集到的图像送入微处理器(3)进行处理,由微处理器(3)根据计算机图像坐标系下的二维坐标和世界坐标系下的三维空间坐标之间的转换关系计算出钢轨中垂面的坐标方程。

    频率可调谐的吉赫兹正弦门控近红外单光子探测器

    公开(公告)号:CN103115688A

    公开(公告)日:2013-05-22

    申请号:CN201310027060.8

    申请日:2013-01-24

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种频率可调谐的吉赫兹正弦门控近红外单光子探测器,包括正弦波门控信号发生器,第一功率分配器,InGaAs/InPAPD模块,半导体温度控制模块,高压直流偏置模块,功率合成器,低通滤波器,功率放大器,第二功率分配器,超高速比较器,脉冲计数器,功率探测器,相位与幅度自动锁定模块,压控增益放大器以及锁相环,该探测器无需使用延迟线或带阻滤波器等体积较大的器件就可以有效抑制雪崩光电二极管APD结电容耦合的噪声,提高探测器的灵敏度且同时具有高探测速率、高量子效率、低暗计数与后脉冲概率以及结构紧凑、无超低温要求、成本低等优点,是实现近红外波段高速单光子探测的理想方案。

    非接触式钢轨中垂面的测量方法

    公开(公告)号:CN102069821A

    公开(公告)日:2011-05-25

    申请号:CN201010553032.6

    申请日:2010-11-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 一种非接触式钢轨中垂面的测量方法,该方法采用线结构激光器发射激光线扫描钢轨,摄像头采集激光线照射的图像,由微处理器处理得到激光线与钢轨交点的三维空间坐标,根据不同交点的三维空间坐标可以拟合得到两钢轨和钢轨面的坐标方程,并由此得到钢轨中垂面的坐标方程,微处理器(3)控制线结构激光器(1)发射激光线照射钢轨,摄像头(2)将采集到的图像送入微处理器(3)进行处理,由微处理器(3)根据计算机图像坐标系下的二维坐标和世界坐标系下的三维空间坐标之间的转换关系计算出钢轨中垂面的坐标方程。

    一种基于双目视觉的大形貌物体三维几何外形测量方法

    公开(公告)号:CN102012217A

    公开(公告)日:2011-04-13

    申请号:CN201010511502.2

    申请日:2010-10-19

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 基于双目视觉的大形貌物体三维几何外形测量方法,使用基于结构光测量的计算机视觉方法实现对在轨物体三维形貌的非接触式测量,利用计算机控制的线激光器照射在轨物体上,用左右双目摄像机对投射到在轨物体上的激光图像同时进行差分拍摄;通过计算机对双目摄像机成像的激光光条图像进行三维匹配计算,得到双目摄像机成像的这条激光光条上所有在轨物体上的点的三维空间坐标;转动激光器角度使激光光条能够扫描或测量运动物体时经一间隔时间来覆盖所有被测面,并重复上述操作,从而获得整个被测面的三维空间模型及参数;通过对比在轨物体三维形貌与轨道中垂面坐标,计算机可以自动做出尺寸判断和超限判断,可以实现对物体外表面三维形貌的测量。

    结构光光条中心点信度评价方法

    公开(公告)号:CN101986322A

    公开(公告)日:2011-03-16

    申请号:CN201010554185.2

    申请日:2010-11-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 结构光光条中心点信度评价方法,评价对象为光条图像上通过一种方法得到的光条中心点,结构光条中心点评价依据为在光条法向横截面上以该点为中心的高斯归一化模型的能量和。该方法包括:对通过一种方法提取得到的光条中心点,获取该点处的光条法向横截面点序列,以提取得到的中心点为中心,对光条法向横截面的点序列进行高斯模型的归一化;计算光条法向横截面点序列归一化高斯模型的能量和,得到该点的信度评价指标;对求得的光条中心点横截面归一化高斯模型序列求灰度和:对得到的中心点信度评价指标进行全局图像的归一化,按该图像的信度最大值进行归一化处理信度,最终得到归一化信度评价。本发明对光条中心点的评价符合实际评价需求。

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