基于高精细度F-P滤波器的40Gb/s全光时钟提取

提出了一种基于高精细度Fabry-Perot(F-P)滤波器的全光时钟提取方案,并进行了实验验证。为了实现对信号波长无关的特性,系统利用光纤中交叉相位调制(XPM)效应对输入信号进行正码波长变换,使变换后的波长始终与F-P滤波器的透射峰精确对准。采用精细度为1 012的高精细度F-P滤波器提取时钟,并利用半导体光放大器(SDA)的自增益调制(SGM)效应进一步抑制时钟信号的低频噪声,保证了高质量的时钟输出。实验中,利用这种装置对40 Gb/s归零(RZ)码信号进行了时钟提取,得到了抖动为285 fs的高质量40 GHz时钟信号,验证了方案的可行性。     

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。     

基于FBG传感系统的可调光滤波器非线性研究

采用光纤布拉格光栅(FBG)传感系统研究压电陶瓷(PZT)驱动法布里-珀罗(F-P)型可调谐光滤波器(TOF)的非线性特性。基于多光束干涉理论建立了TOF的非线性模型,推导了透射带波长和自由光谱范围(FSR)对驱动电压的非线性响应;基于FBG传感系统测试了F-P型TOF的波长非线性,并采用多项式拟合对其进行描述,实测F-P型TOF波长的非线性误差最大为1.006 nm;基于F-P型TOF的非线性模型,研究了其波长定位误差,并提出采用参考光栅的方法降低波长定位误差。实验表明,F-P型TOF的波长随机误差可由73～81 pm降至12 pm以下。     

基于光滤波器的光时分复用光谱压缩技术实验

提出了解复用窗口匹配滤波器的概念,分析了利用光带通滤波器提高光时分复用(OTDM)频谱效率的光谱压缩技术。基于自制的40Gb/sOTDM复用器,采用电吸收调制器(EAM)及时钟提取模块组成的反馈环路解复用模块,以阵列波导光栅(AWG)作为电吸收采样窗口(EASW)的匹配滤波器对4×10Gbit/sOTDM信号进行光谱压缩,实现了无误码传输100km及传输后的解复用。实验结果表明,AWG的使用使得OTDM信号的频谱效率提高至4倍。     

基于Si纳米线AWG的超紧凑单纤三向滤波器设计

采用绝缘层上Si(SOI)纳米线阵列波导光栅(AWG)结构设计了超紧凑光纤到户(FTTH)单纤三向滤波器。二维时域有限差分(2D-FDTD)模拟输出光场表明,3个波长光信号输出光场清晰,实现了1490 nm和1550nm下行波长的解复用和1310 nm波长的上传复用功能;进一步的输出功率模拟表明,当各波长信号输入功率为1 mW时,1490 nm端口输出功率为0.49 mW,1550 nm端口输出功率为0.49 mW,1310 nm上传信号功率为0.55 mW,相应的插入损耗分别约为-3.1、-3.1和-2.6 dB。各端口的串扰光功率可被抑制到-25.2 dBm以下,相应的串扰小于-22.6 dB。采用电子束(EB)光刻结合诱导耦合等离子干法(ICP-RIE)刻蚀,制备出了Si纳米线单纤三向滤波器,经红外CCD成像观察到器件具有3个波长的分波功能。     

两种级联交错相位调制归零码的100Gbit/s传输

在级联相位调制的100 Gbit/s光信号传输系统中,提出了占空比为33%的光交错相移键控归零码(RZ-SDPSK)和占空比为67%的光交错相移键控载波抑制归零码(CSRZ-SDPSK)的产生和检测方案。通过50 km的普通单模光纤(SMF)和8 km的色散补偿光纤(DCF)传输后,当入纤功率相同时,CSRZ-SDPSK码具有较高的色散容限;如果仅考虑一阶偏振模色散(PMD),RZ-SDPSK信号具有较好的抗PMD特性。入纤功率在0～10dBm范围内调节时,两种码型码有相似的传输特性。通过125 GHz带宽的三阶高斯滤波器后,RZ-SDPSK码接收性能较优,并且三阶高斯带通滤波器(DBPF)的带宽值必须大于100 GHz,才能有效地恢复信号时钟。     

基于40Gb/s非等幅OTDM传输系统的优化设计

本文在40Gb/s非等幅OTDM传输系统的基础上,围绕超短脉冲的产生、信号复用、色散补偿和时钟提取技术进行优化设计。介绍了采用掺铒光纤放大器获得超短脉冲;利用方程差微调法获得光时分复用信号和易于实现动态色散补偿的啁啾光纤光栅实现色散补偿,以及通过适于高速光时分复用系统的光时钟提取技术提取时钟脉冲等内容。最后给出了低抖动、低误码率、性能稳定的传输系统。     

基于VMD与SET的滚动轴承故障诊断

在滚动轴承故障诊断研究中,同步提取变换(SET)在分析单分量信号时能显著提高时频可读性,但在分析多分量信号时存在时频模糊问题.为解决这一问题,首先通过变分模态分解(VMD)解调分离出信号的固有模态函数(IMF)分量;再对IMF分量进行希尔伯特变换,凸显故障特征频率;然后对变换后的IMF分量进行SET处理,实现时频聚焦提高时频分辨率,获得信号的时频解调谱,从而识别故障.经试验验证,该方法能准确提取信号的时频解调谱,识别故障频率及其倍频,诊断轴承故障.     

抑制经验模分解边缘效应的极值点对称延拓法

经验模分解(Em p iricalM ode D ecom position,EMD)是希尔伯特-黄变换(HHT)的核心,而经验模分解方法的关键是对提取固有模式函数(Intrinsic m ode function,IM F)时所谓边缘效应问题的处理。提出了极值点对称延拓方法,用来对边缘效应问题进行处理。算例分析结果表明该方法的算法简单,计算速度快,能有效地抑制EMD分解时的边缘效应,分解得到的固有模式函数完备地体现了原信号真实的频率和幅值信息。在信号重构时不会带来原始信号的畸变。     

经验模态分解在直升机谱特征提取中的应用

为了更有效地提取直升机辐射噪声的频谱特征,提出了一种基于经验模态分解(EMD)的特征提取算法.仿真研究表明EMD具有突出信号局部特征且余量可表征信号变化趋势的特性,该算法将目标辐射噪声的频谱构成和EMD的特性相结合,将EMD应用于变换域(信号频谱序列)信号分析,有效的实现了信号连续谱的提取.相比于平滑滤波器法须人为选择最优的α值,且提取的连续谱有滞后性的不足,文中所示方法可自适应的提取信号的连续谱,且在准确无滞后地估计连续谱的同时,对线谱有一定的"增益",为后续的目标识别提供更全面的信息.     

F-P滤波器解调FBG传感器的数据处理方法研究

使用可调谐F-P滤波器解调FBG传感器的方案具有测量系统体积小、波长分辨力高等优点,是目前技术较为成熟、实用性较好的解调方案。为了进一步提高解调准确度和精确度,滤波器透射峰值的计算方法和滤波器特征曲线的数学模型被不断改进。本文对这些处理方法进行了介绍和分析。     

基于光纤光栅选频的近单频输出环形腔光纤激光器设计与仿真

近单频光纤激光在相干合成、光通信、激光测量及光谱分析等领域具有独特的优势。目前，采用环形腔光纤激光器实现近单频输出被科研工作者们广泛关注。环形腔光纤激光器中主要使用可调谐光纤光栅滤波器、可调谐带通滤波器、可调谐法布里-珀罗（F-P）滤波器以及可饱和吸收体等实现更好的近单频输出，输出激光的光谱受到滤波器带宽以及环形腔数量的影响。因此，基于光纤光栅选频，使用Optisystem软件进行仿真，通过改变环形腔数量和光纤光栅的3 dB带宽，得到了边模抑制比为88.20 dBm的近单频激光输出。     

一种改进的动态信道化滤波方法

多标准卫星链路的宽带信号中包含多个带宽不同、分布非均匀的子信号,其参数未知且具有时变性。提出一种改进的动态信道化滤波方法,在传统动态信道化滤波结构基础上,利用半带滤波器插值后的周期频谱,对输入信号进行滤波,并把原信号延时后减去滤波后的信号,获得频谱上相互互补且无交叠的两路信号;采用复指数调制滤波器组对两路信号进行分析滤波;自适应调整判决门限对分析滤波后的信号进行能量检测;根据能量检测结果利用综合滤波器组重构出子信号。经过理论分析和仿真实验表明,改进方法在结构复杂度、硬件资源占用量方面均有提高。     

光纤传感器与分布式测量

阐述了光纤光栅传感器的基本原理,分析了光纤光栅传感器在温度和应力测试中的具体应用,提出了准分布式测量方案,介绍了可调F_P滤波器对波长的解调检测方法.最后指出光纤传感器具有突出的优越性,可广泛应用.     

基于全光纤Fabry–Perot干涉的差分测振系统设计

在测量过程中,系统光源噪声不可避免,同时光纤对环境较为敏感,这些情况都能引入测量误差。基于上述问题,本文建立了一种基于全光纤F-P干涉的差分测量系统。首先,根据F-P干涉原理的相位方程及2*2单模光纤耦合器在传输过程中直通臂和耦合臂具有90度相位差的特性,推导出结构中两个输出臂的信号相位相反,然后通过让两个信号做差,减少共模噪声的影响,并且所得合成信号幅值是原先信号的2倍,增强了信号的信噪比。实验结果表明,在合作面的振动测量过程中,合成信号的信噪比提高了1.2dB,合成信号的重构误差降低了0.5%。在粗糙表面的振动测量下,合成的差分信号的信噪比提高了1.24dB;重构误差降低了3.3%。实验数据表明该结构能够有效降低噪声对有用信号的影响,提高待测信号重构精度。     

检测与诊断齿轮裂纹故障的一种方法

基于径向基函数(RBF)网络优化的粒子滤波降噪与序贯概率比检验相结合的原理,提出了一种检测与诊断齿轮裂纹故障的方法,并采集一种无裂纹与另外两种存在差异裂纹齿轮的水平方向振动信号,对该方法进行验证.首先,运用RBF网络优化的粒子滤波程序对原始振动信号进行降噪预处理,将振动真实值从中提出;然后,利用时域分析法提取振动真实值的特征参数(峭度值)序列;最后,将特征值序列输入序贯概率比检验程序,根据结果图综合分析对不同齿轮故障进行区分.结果表明建立的优化粒子滤波程序对原始振动信号降噪处理效果良好,获得了细致、准确和稳定的振动信号;序贯概率比检验能比较与区分齿轮不同的故障,改进了齿轮箱故障检测与诊断效果.     

无人机自动着陆低空纵向导引与瞬态抑制研究

针对某型仪表着陆系统下滑信标在30 m以下高度不可用的情况,以及控制器切换时舵面会出现瞬态跳变的现象,分别提出采用无线电高度传感器和在控制器切换时加入软化环节的方法来解决这两个问题。并进一步说明使用信息融合滤波技术实现组合制导的可行性。仿真结果表明,系统工作稳定,舵面跳变减小了76.9%,能导引无人机安全自主着陆。