基于可调窄带光源的光纤光栅解调系统

用宽带光源和自主研制的波长选择器(IPD)成可调谐窄带光源,对测量光纤光栅(FBGs)阵列和参考FBGr进行波长扫描,借助光电探测器(PIN)和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.实验证明,该解调方案是有效可行的,且可获得较高的信噪比和测量精度.     

高速高精光栅解调器的反馈式相对寻峰算法

针对现有寻峰算法存在的缺陷和不足,提出了一种反馈式相对寻峰算法。该算法为满足光栅解调器的实用化要求,由峰值绝对寻找、反馈和相对标定3个部分组成,能够有效克服光源稳定性、温度漂移带来的测量误差。将该寻峰算法应用于高速高精光栅解调器,其测量精度可以达到±1 pm。     

基于半导体光放大器的组播实验研究

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的组播实验方案,首先利用谱展宽和谱切片得到多波长脉冲源,将其作为探测光并与信号光共同注入到SOA中,利用SOA的交叉增益调制(XGM)效应,信号光与每一个波长的脉冲光发生作用,在SOA输出端通过可调光带通滤波器(TBDF)得到每一波长的变换后信号,实现光信号的组播过程。在实验中,10 Gb/s的归零(RZ)码作为信号光,而由多波长脉冲源产生的4波长脉冲光作为探测光,在探测光波长附近分别得到了与编码信号光逻辑取非的信号。     

端面反射对SG-DBR激光器性能的影响

通过传输矩阵模型,理论研究了不同端面反射的存在对取样光栅分布Bragg反射(SG-DBR)镜以及集成半导体放大器(SOA)的SG-DBR镜反射谱的影响,进而研究了端面反射的存在对SG-DBR激光器以及集成SOA的激光器模式的影响,结果表明,端面反射的存在会使取样光栅的各级反射峰由1个分裂为2个甚至多个,并可能使边峰的强度高过零级峰,这将会严重恶化SG-DBR激光器及其集成SOA的激光器模式特性和调谐特性。理论分析与实验结果基本吻合。当端面的反射率小于0.01时,端面反射对于SG-DBR激光器的影响可以忽略不计。     

基于ASE光源解调的光纤光栅应变传感器

介绍了光纤光栅应变传感器的工作原理,提出了一种应用放大自发辐射光源(ASE)线性段对光纤光栅应变传感器进行解调的新方案.此方案所用装置结构简单,测量范围大,灵敏度适中,能实现静态和动态测量.实验中对悬臂梁的应变进行了测量,输出电压与悬臂梁的轴向应变成线性关系,与理论值符合得较好.电压/应变灵敏度系数为-4.003 5×10-3V/με,测量范围达到了1 106个微应变.     

基于F-P滤波器的多波长时钟提取

提出一种简单的全光单一链路的多波长时钟同时提取方案。利用Fabry-Perot(F-P)滤波器对波分复用(WDM)系统中多波长的归零(RZ)码信号进行时钟提取,滤波器后面接半导体光放大器(SOA)对F-P滤波器提取出的时钟进行整形处理,通过实验证实了用F-P滤波器对两路不同波长的10 Gbps信号时钟提取的可行性以及同一SOA同时处理双波长时钟的能力,两路提取时钟的单边带相位噪声分别达到-82.815和-83.072dBc/Hz@10 kHz。     

高速卫星通信解调器的设计

为实现高速卫星通信应用,基于FPGA与专用集成电路(ASIC),提出了中频(IF)为140MHz、符号速率为2M～45Mbaud的π／4QPSK信号解调器的总体设计与实现,对解调器的关键部分：I—Q解调、载波恢复及定时恢复进行了详细的讨论,包括器件的选型,相关算法的具体实现等。     

光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。     

高速光纤光栅解调的寻峰算法研究

提出了一种应用于2 kHz高速光栅解调的寻峰算法,给出了该算法对连续光栅反射光峰的解调结果,分析了算法误差和相关影响因素。研究发现,在算法输入信噪比较好的情况下,连续15个光栅的平均解调误差小于0.3 pm,而信噪比较差的情况下,则解调误差大于1 pm,由此可见,算法输入信噪比是影响寻峰精度的决定性因素,在算法输入信噪比较好时该文提出的算法有效地提高了寻峰精度,完全满足实际工程要求。     

高速高精度光栅数显装置的研究与设计

详细论述了一处新颖的、以ＭＣＳ－５１单片机为核心的、以高速Ａ／Ｄ为主要支持芯片的硬、软件有机结合的高精度光栅数显装置的设计方案，以及四细分电路与高速ＡＤＣ在软件支持下实现２００细分的理论依据和跟踪测量原理。采用国产光栅尺，经“中国仪器仪表元器件产品质量监督检验中心”测试，实际精度达到了０．５μｍ，跟踪速度超过了１００ｍ／ｍｉｎ。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

高速定点快速傅立叶变换处理器的设计与实现

针对宽带正交频分复用(OFDM)系统中高速数据处理的要求,提出了64点高速定点快速傅立叶变换(FFT)处理器在现场可编程门阵列(FPGA)中的设计与实现方法.该方法采用了基于按频率抽取(DIF)Radix-4算法的3级流水线结构,每级将乘法器的旋转因子输入端固定为常数值,而不是作为变量从ROM中读取,流水寄存中间数据结果,使之处于稳态,并进行比特位截取定点操作.实验结果表明,该方法在保证运算精度和实现复杂度的同时,减少了ROM读取时间,提高了处理器的数据时钟频率和处理速度,更好的满足了宽带OFDM系统高速数据收发处理的要求.     

Recharging method of active medical implant using wearable incoherent light source

A new method for recharging active medical implant(AMI) in vitro based on incoherent light source and results of the simulation experiments are proposed. Firstly, the models of the AMI recharging method based on incoherent light source in vitro are developed, which include the models of an incoherent light source and skin tissue. Secondly, simulation experiments of the incoherent light source of the AMI recharging process in vitro based on the Monte Carlo (MC) method are carried out. Finally, absorbed fractions of different layers and distributions of density along x axis of the tissue model and other important conclusions have been achieved.     

利用ASE光源非线性功率谱实现的光学双稳运转

利用掺铒光纤在有源泵浦状态下的非线性自发辐射谱,实现了光学双稳运转.在输入光强、偏置电压和增益3个参量中保持2个不变,调变第三个即可实现双稳运转.得到的实验结果与理论分析相符.探讨了利用双反馈结构的光学双稳装置稳定ASE光源输出光功率的可行性.     

基于CCD的数字光处理光源特性测量

针对数字光处理(DLP)投影机所用光源，提出了基于光阑小孔成像和CCD相机的光源色度坐标和亮度分布测量方法，建立了相应的光源测试系统.分析了DLP光源的结构及其对锥形光束的影响，并对测试系统中的CCD进行了光谱响应曲线测试和三基色校正，以得到准确的颜色测量值.测试结果表明，绝大多数DLP光源的色度坐标与D65光源接近，而光源的亮度分布特性对最终DLP投影画面的成像质量有很大的影响，并可用几何中心与亮度中心之间的偏差来表示.     

一种带辅助光源可升降的智能学习桌设计与实现

为了解决主光源照明时产生的书写阴影问题,基于PIC32单片机控制技术设计一种带有辅助光源可升降的智能学习桌。由控制系统、双电机螺纹螺杆升降机构、智能辅助光源和矫姿系统组成,首先采用UG软件进行三维建模,简化模型后导入ANSYS进行有限元分析,以验证整体结构设计的稳定性和正确性。最后,笔者做出实物样机,通过实验表明：升降和下降变化曲线平稳,辅助光源和矫姿系统功能良好,整体机构运行稳定,满足设计要求,为继续优化完善升降桌打下了基础,具有一定的创新性和市场推广价值。     

光纤Bragg光栅测量汽轮机叶片频率的试验研究

利用光纤Bragg光栅（FBG）来测量汽轮机叶片的模态频率．在无约束条件下,FBG测得叶片4阶模态频率分别为1005．00、2048．00、2297．25和2786．00Hz．当叶片受约束时,FBG测得叶片3阶模态频率分别为921．50、1482．00和2454．75Hz．为分析FBG测量结果的可靠性,采用加速度传感器（AT）进行对比测量,在无约束条件下其结果分别为1005．00、2048．00、2297．00和2786．00Hz;在有约束条件下,其结果分别为917．00、1480．75和2454．25Hz．结果表明,FBG和AT对叶片模态频率的测量结果十分吻合．通过研究FBG的解调和波分复用方式,实现两个FBG对叶片进行同时测量．因此FBG可组成传感网络,进行多点测量,用于汽轮机叶栅频率的测量．通过实现进入FBG和出射的光路非接触耦合方式,FBG可用于旋转部件的测量和叶片的动频测量．