基于单模-无芯-单模结构的光纤折射率传感器

提出了一种基于光纤单模-无芯-单模结构的光纤 折射率传感器。当外界折射率(SRI,surrounding refractive index)小于无芯光纤(NCF,no-core fiber)折射率,并且二者十分接 近的情况下,NCF 可以看作是具有阶跃折射率分布的弱导多模光纤(MMF),这样便构成了传统的单模-多模- 单模(SMS,single-mode multimode single-mode)光纤结构。利用线偏振模近似的方法理论分析了基于这种光 纤结构的折射 率传感器的模式激发特性以及输出特性,进而进行了相应的数值仿真及实验验证,结果表明 ,数值仿真与实验 结果均与理论分析结果相一致。在1.3～1.4的折射率范围内,实验测得传感器灵敏度达到 205.42nm/RIU。     

光纤Bragg光栅传感器在矿井巷道锚杆应变监测中的应用

针对目前矿井巷道普遍采用的机电类传感器存在的检测灵敏度低、抗干扰能力差、使用寿命短等不足,提出将光纤Bragg光栅(FBG)传感器应用于煤矿巷道支护锚杆的应变监测中。光纤Bragg光栅的谐振波长与光栅的周期以及纤芯的有效折射率有关,当这些参数由于外界应力的变化而发生改变时,其谐振波长会相应发生变化,因此通过检测谐振波长的变化量,即可实现对应变的传感监测。模拟实验表明,光纤Bragg光栅传感器监测结果准确,为矿井巷道支护锚杆的应变监测提供了一种行之有效的方法。     

光纤布拉格光栅的折射率传感研究

采用光纤布拉格光栅制备折射率传感器,研究光纤光栅的折射率传感灵敏度与其包层直径之间的关系。理论分析可得,光栅包层直径越小,Bragg波长的偏移量随环境折射率变化的影响越大,这样就能使实验中光栅所反射的LD光功率变化(传感灵敏度)越明显。利用氢氟酸溶液腐蚀光栅包层的方法,得到不同包层直径的光纤Bragg光栅折射率传感器。实验指出,包层直径减小时,光栅可传感的折射率范围会缩小,而其折射率的传感灵敏度却会增大,如包层直径为8.9 μm时,折射率的检测范围为1.3872~1.4730,其最大灵敏度值达到了224.0320 dBm/RIU。     

检测新型冠状病毒的光纤生物传感器研究与仿真

提出一种基于表面等离子共振(surface plasman resonance, SPR)的光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)生物传感器,用于实时检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)。通过传感表面上的配体与病毒的相互作用,分析物的折射率(refractive index, RI)在1.334—1.355范围变化。基于有限元方法(finite element method, FEM)分析和评估了3种不同的包层结构,包括金、银以及带有二氧化钛保护层的银。该传感器工作在可见光范围内,幅度灵敏度(amplitude sensitivity, AS)、波长灵敏度(wavelength sensitivity, WS)、分辨率、检测限(limit of detection,LoD)和品质因数(figure of merit,FOM)分别达到-1 170.89 RIU^-1、4 000 nm/RIU、2.5×10^-5<...     

光纤Bragg光栅应变传感研究

基于光纤Bragg光栅应变传感模型 ,利用泰勒级数展开法 ,将光纤Bragg光栅反射峰中心波长所满足的Bragg方程展开 ,得到了中心波长相对偏移量与应变增量之间的二次解析关系式 ,进而得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的解析表达式 ,计算了一阶、二阶应变灵敏度系数的理论值 ;并将光纤Bragg光栅粘贴在悬臂梁上进行拉伸和压缩 ,得到了与应变对应的光纤Bragg光栅中心波长偏移量 ,通过线性和二次多项式拟合 ,得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的实验值 ;各阶应变灵敏度系数的理论值与实验值吻合得到很好     

Study of the characteristics of concentration sensing based on FBG Fabry-Perot cavity

Fiber Bragg grating Fabry-Perot (FBG F-P) cavity is used as the sensing model to measure the refractive index of the liquid solution. The cladding of the fiber, which is used as the F-P cavity, is etched by HF solution to enhance the sensitivity to the external refractive index. The experimental results show that with the concentration change of the external solution, the effective refractive index of etched fiber will change, thus the spectra of FBG F-P cavity will appear a spilt point. The relationship be...     

Characteristic analysis of a novel F-P interferometer based on a pair of FBGs with built-in LPFGs

The transmission characteristics of a Fabry-Pérot (F-P) interferometer based on a fiber Bragg grating (FBG) pair with a built-in long-period fiber grating (LPFG) are theoretically analyzed, and the shift of transmission interference fringe as a function of environmental refractive index is acquired. The influence of the lengths of F-P cavity, LPFG and FBG on the transmission characteristics of the proposed interferometer has been numerically investigated, and the simulation results indicate that the sensitivity of refractive index reaches 2.27 × 10-6 for an optical spectrum analyzer (OSA) with a resolution of 1 pm.     

基于光纤Bragg光栅的Fabry-Perot滤波器特性的分析

在分析光纤Bragg光栅Fabry-Perot(F-P)腔特征的基础上,提出了光纤Bragg光栅F-P滤波器的数学模型.利用传输矩阵法对光纤Bragg光栅F-P腔进行了理论分析.通过Matlab仿真工具数值模拟光纤Bragg光栅F-P滤波器的光谱,并对其特性进行了详细分析,得出了决定滤波器传输特性的相关参量及其影响规律.根据光纤Bragg光栅F-P腔的相位谐振条件,推导了光纤光栅F-P腔的腔长与光纤Bragg光栅常数之间的关系,从而为研制基于光纤Bragg光栅的F-P滤波器提供了依据.     

基于光纤Bragg光栅的生物膜厚度及温度传感器

提出一种基于单端腐蚀结构的光纤Bragg光栅(FBG),用于膜反应器内生物膜厚度和温度的同时测量.给出单端腐蚀FBG对外部介质折射率(SRI)与温度同时测量的理论模型,制作腐蚀区直径约为7.1～7.4μm的单端腐蚀FBG传感器.实验结果表明,传感器在SRI为1.333～1.355内具有较好的线性度,折射率灵敏度为6.8...     

基于FBG的铅酸蓄电池铅离子浓度检测传感器研究

根据光纤Bragg光栅(FBG)折射率的传感原理,将电解液的折射率变化与电解液浓度测量联系起来,而电解液浓度变化主要由铅离子的变化引起,通过测量铅酸蓄电池内电解液的浓度就可测得铅离子浓度的变化.本文采用腐蚀FBG方法制作单端光栅折射率铅离子浓度传感器,用于测量铅酸蓄电池中铅离子浓度变化.实验表明:该传感器输出的信号与电池内铅离子浓度的变化存在一定的函数关系,与理论分析一致.从而证明单端腐蚀光纤Bragg光栅(FBG)是测量铅酸蓄电池内铅离子浓度的有效方法.     

基于Agent的智能决策支持系统

针对传统DSS的不足，把专家系统和范例推理技术以及数据仓库、数据挖掘技术运用于DSS中，把传统的DSS改进为IDSS，鉴于agent技术构件重用等特点，把agent技术运用到IDSS中，提出了一个实现基于agent技术的IDSS框架，最后探讨了系统实现的主要技术。     

超宽带脉冲信号的光学生成方法研究

近年来超宽带(UWB)通信技术迅猛发展,在测量、雷达技术、民用和军事无线通信中有着重要的应用,UWB-over-fiber技术已经成为目前研究的热点,其中就包括UWB脉冲信号的产生方法。区别于传统的电子学方法,光子学产生方法不受电子瓶颈制约,可以实现很高的带宽,并且具有抗电磁干扰、重量轻、结构紧凑的优点。通过对比国内外本领域研究成果,讨论及总结了以下三种原理的UWB脉冲信号的光学生成方法:1)相位调制-强度调制转换(PM-IM);2)半导体光放大器(SOA)的非线性效应;3)频谱塑形和色散所致频域-时域映射,然后对各种方案进行了对比分析。     

基于OTDR的准分布光纤温度报警系统

针对矿山、油田等易燃易爆地段温度报警的空间准确定位要求,研究了基于光时域反射计 (OTDR)原理的准分布光纤温度报警系统.依据系统的结构与原理分析,完成了半导体激光器(LD)的高速驱动电路和雪崩光电二极管(APD)增益的温漂补偿电路等硬件设计,优化了系统软件的编译.结合在线调试,设计了基于形状记忆效应的温度阈值执行器.试验结果表明系统能稳定运行,且具有1.5 m的空间分辨率和低于16 s的响应时间等优良的性能参数.     

The TR-UWB receiver based on spatial diversity

This paper presents a new Transmitted Reference (TR) Ultra-WideBand (UWB) receiver based on Spatial Diversity (SD), which employs Multi-Antenna Technology (MAT) to improve the performance of TR-UWB receiver. According to the amplitude of correlator output of every antenna branch, this paper analyzed the performances of the proposed TR-UWB receiver employing three different kinds of combina-tion strategies, i.e., Maximum Ratio Combination (MRC), Equal Gain Combination (EGC), and Selective Combination (SC), which are different from conventional ones, and theoretically proved that the performance of EGC is better than MRC. Simulation results verify that when EGC is adopted and BER=10–3, increasing three antennas provides Signal to Noise Ratio (SNR) gain of about 3 dB in CM4 channel and SNR gain of about 2 dB in CM2 channel.     

Photoreflectance study of Au-schottky contacts on n-GaN

Semi-transparent Au-Schottky contacts on n-GaN were fabricated and studied by room-temperature photoreflectance spectroscopy. A significant difference was observed in the photoreflectance spectra before and after the evaporation of Au-Schottky contacts. This can be interpreted due to the formation of Schottky barrier at the interface between Au and GaN. Furthermore, for the higher doping sample, Franz-Keldysh oscillations were observed in the photoreflectance, which allowed the accurate determination of Au-Schottky barrier height on GaN.     

Direct band gap luminescence from Ge on Si pin diodes

Germanium (Ge) pin photodiodes show clear direct band gap emission at room temperature,as grown on bulk silicon in both photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL).PL stems from the top contact...     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

基于GPON业务的FSO传输系统

主要探讨了3G网络时代下基于GPON业务的无线激光传输设备(FSO)的经济性,比较分析了GPON 业务在FSO系统中传输的技术优势.重点描述了突发式通信机制如何联合FSO设备实现通信传输,并对其实现方案进行了阐述.     

基于分数阶傅里叶变换的MIMO-TDCS抗干扰性能研究

针对建立在快速傅里叶变换(FFT)的基础上只在频域之中作变换的传统MIMO-TDCS,抗线性调频干扰(LFM)信号能力弱,无法对其有效地应对和剔除等问题,引入分数阶傅里叶变换(FRFT).首先对电磁环境采样并估计出LFM干扰信号的各个参数,然后作相应阶次的分数阶傅里叶变换,在FRFT域内剔除干扰并生成相应的MIMO-TDCS基函数,从而达到收发两端联合主动躲避LFM干扰的目的.仿真结果表明,利用FRFT对信号良好的能量聚焦特性将线性调频干扰平稳化处理,能够有效地躲避LFM干扰的影响,为MIMO-TDCS抗非平稳干扰开辟了一条新思路.     

Blind adaptive receiver based on RLS-CMA for TH-UWB system

A novel receiver is proposed in this paper that uses the blind adaptive multi-user detection(MUD) technique to deal with the presence of multiple-access interference(MAI) and inter-symbol interference(ISI) in terms of high speed time-hopping ultra-wideband(TH-UWB) system.The receiver firstly adopts constrained recursive least squares constant modulus algorithm(RLS-CMA) to conduct adaptive decorrelation for eliminating MAI and ISI,and then uses projection approximation subspace tracking with deflation(PASTd)...