Canny算法在光子晶体光纤端面图像处理中的应用

通过对光子晶体光纤熔接前的端面图像进行边缘检测和定位,达到识别待熔接光子晶体光纤类型和校正其位置的目的.首先从理论上比较多种经典边缘检测算法,然后以DSP为实验平台使用多种经典算子对光子晶体光纤的端面图像进行边缘检测并比较.选择Canny边缘检测算法,实验结果表明使用该算法提取的边缘比较丰富,同时又因抑制了噪声而更加清晰.对识别待熔接光子晶体光纤的类型和校正其位置具有可行性.     

直接熔融塌陷光子晶体光纤马赫-曾德尔干涉仪的折射率传感特性

研制了一种直接熔融塌陷锥形光子晶体光纤(PCF)马赫-曾德尔干涉仪(MZI)传感器,它是通过电弧放电的方法使光子晶体光纤空气孔受热塌陷,从而直接在光子晶体光纤上形成一个锥区制作而成的,可通过控制电弧参数以及放电次数来灵活控制锥区结构。研究了不同锥区长度下的输出光谱及其传输光谱随外界(RI)折射率的变化关系。实验结果表明,随着锥区长度的增加,在整个波长范围内MZI输出光谱的自由光谱区减小,且自由光谱区在1554.34nm波长附近由33.38nm减小到7.86nm。在1.3414~1.3862折射率变化范围内,该传感器的折射率测量灵敏度可达276.38nm/RIU(RIU为折射率单位)。     

布里渊光时域反射系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大研究

由于布里渊光时域反射(BOTDR)系统中布里渊散射信号非常微弱,常常导致传感距离受限,进而影响系统的信噪比和测量精度。因此,提出对BOTDR系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大进行研究。实验结果表明,后向抽运拉曼放大的受激布里渊散射(SBS)阈值要比前向抽运的高;当抽运功率为700mW时,前向抽运放大增益可达13.78dB,随后出现二阶布里渊散射谱线,使得放大增益开始下降;当抽运功率为1000mW时,后向抽运放大增益可达16.33dB,随后放大增益仍有增长的趋势,有利于对布里渊背向散射信号持续放大。     

基于粒子群优化的生物传感器灵敏度特性分析

为了提高空气孔结构光子晶体生物传感器的归一化透射率,利用粒子群优化(PSO)算法对其结构参数进行多维空间全局优化。以散射空气孔、耦合空气孔和内部空气孔的半径作为被优化变量,并根据位置—速度更新公式进行优化;进而分别将光子晶体全芯片、耦合空气孔和内部空气孔作为传感区域,对优化后的结构进行传感特性分析。结果表明,优化后,该传感器的归一化透射率由54%提高到92%;在传感特性分析中,其谐振波长的漂移量与生物样本折射率的变化成近似线性的关系,且将内部空气孔作为传感区域时的灵敏度要明显高于将全芯片和耦合空气孔作为传感区域的灵敏度,可达950nm/RIU。该结构的优化方法对其他功能器件或集成光波导器件的设计和研究具有一定的指导意义。     

基于聚乙烯醇-铝薄膜的光纤温湿度传感器研究

提出一种基于聚乙烯醇(PVA)-Al薄膜的光纤倏逝波耦合温湿度传感器研究,主要包括湿度测量传感器和温度补偿传感器。湿度测量传感器是在单模光纤(SMF)熔融拉锥后的锥区涂覆一层PVA湿敏材料制成,温度补偿传感器是在湿度测量传感器的表面镀覆一层金属Al薄膜制成。实验结果表明:当锥区长为14.04mm、PVA涂覆层的厚为2.2μm时,湿度测量传感器的湿度灵敏度为0.154 1dBm/%,温度对它的影响为0.019 7dBm/℃,可实现湿度50~98%的测量;当Al薄膜厚为168.63nm时,温度补偿传感器的温度灵敏度为0.019 1dBm/℃,通过实验装置能够实现对湿度测量传感器的温度补偿。     

一种突发模式QPSK信号的解调研究

阐述对载波同步与码元同步分离的突发模式QPSK信号的截获与解调的方法。     

保偏光子晶体光纤模间干涉的研究

针对椭圆芯保偏光纤模间干涉灵敏度和温度稳定性相对较低的缺点,本文提出了采用保偏光子晶体光纤(PM-PCF)来设计模间干涉光纤传感器的方案.对一种保偏光子晶体光纤的模间干涉特性进行了仿真研究,分析了PM-PCF的两个低阶模式LP01模和LP11偶模的传输特性,得到了相对有效折射率与波长的关系以及模间相位差同干涉输出光强分...     

Mach-Zehnder电光调制器产生多波长光源的实验研究

随着对光纤通信容量需求的不断增长,DWDM系统和L波段光器件成为当今研究的热点,多波长光源作为重要的有源器件倍受青睐。本文研究了基于Mach-Zehnder结构的电光强度调制器的理论模型,利用公式仿真得到在一定微波功率调制下强度调制器输出的扩频光谱。实验研究了M-Z结构的集成电光波导强度调制器光波长1550nm处10GHz、15GHz、20GHz扩频的实现,对理论分析所得的输出光谱与实际系统的输出光谱进行比较,发现谱线情况较一致。在调制频率10GHz,调制深度C=1.39,V=2.98V时,输出光谱中可清楚观察到正负三阶等频率间隔的边波带,尤其是一阶边波带与中心波长峰值功率几乎相等,可实现三路光源等功率输出。     

微波电光调制BOTDR系统中参考光功率稳定控制

在基于微波电光调制的布里渊光时域反射分布式温度传感系统中,使用微波扫频会造成电光调制器输出的参考光功率波动,根据相干检测的原理,参考光功率的波动会影响到测得的后向布里渊散射信号的功率,将直接影响布里渊散射谱的测量精度,导致较大的温度测量误差。因此,提出一种根据电光调制器输出光功率反馈调节微波源功率,以稳定布里渊光时域反射系统参考光功率的方法。实验结果表明,该方法可以有效抑制电光调制器输出的一阶边波带峰值功率的波动,使系统的温度测量精度从6℃提高到了2℃。     

流动注射分光光度法测定海水中痕量重金属

针对水体中污染较重且含量较高的可溶态痕量重金属镉(Cd2+)、铜(Cu2+)、锌(Zn2+)、镍(Ni2+),提出采用流动注射分光光度法测定海水中痕量可溶性重金属。首先分析了四种重金属离子 Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+在不同波长下的吸光光谱,然后建立了4水平4因素的正交校正集作为多元线性回归数据分析模型,最后搭建了重金属离子浓度测量装置,检测了海水中的可溶性Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+浓度,检测下限可达10-9(ppb)。