光信号传输中光纤偏振模色散的补偿

光信号传输过程中,光纤的双折射程度受传输路径和环境条件变化的影响,所产生的偏振模色散对于光信号的影响是随机的,因此对偏振模色散进行动态补偿十分必要.利用线性啁啾光纤光栅的双折射特性制成了时延补偿单元,具有体积小、插入损耗低、非线性效应低和成本低等优点,由外加电压驱动的压电传感器给出的可调谐的横向压力来获得可调谐的差分群时延,从而对光纤链路的偏振模色散实现动态补偿.     

用于高速光纤通信PMD补偿的光偏振度检测

光偏振度(DOP)可以作为偏振模色散(PMD)补偿的反馈控制信号.利用准单色光的Jones矩阵和偏振度(DOP)的定义与斯托克斯参数之间的关系,给出了光纤中光在快慢轴之间两光场分量之间的归一化相关函数的表示式,推导了DOP与差分群延迟(DGD)的数学关系,以及与光信号脉冲宽度之间的关系.给出了当脉冲波形函数为高斯脉冲时的DOP表示式和任意光脉冲形状下的表达式,计算了在不同高斯脉冲宽度下DOP随DGD变化的关系曲线.利用光偏振检测模块测量光的斯托克斯参数和和模块提供的参数校正矩阵计算得到信号的光偏振度,实验测量了10Gbit/s伪随机序列在归零码(RZ)和非归零(NRZ)的DOP随DGD变化的曲线.     

光网络中色散补偿和光分插复用的同时实现

提出了一种在光网络中同时进行色散补偿和光分插复用的方法,并进行了特性分析.设计中,采用啁啾光纤光栅补偿光网络中不同波长信道的色散积累,同时,让不满足布拉格反射条件的光波透过,形成下路信号.与下路信号具有相同中心波长的光信号也可以作为上路信号,进入光网络进行传输.     

提高动态光散射测量系统信噪比的一种方法

通过对光电倍增管计数统计特性的分析,提出了由于光电倍增管的光电子发射是一个随机过程,在计算光子自相关函数时,就会引入一个Poisson噪声.因此,根据Wiener-Khintchine定理,将时域自相关函数转换为频域的功率谱密度,采用数字滤波的方法滤除Poisson噪声及无效直流信号,可明显提高系统的信噪比,并通过实验证实了该方法的合理性.     

基于线性神经网络的高速光偏振仪

提出了一种新型的高速光偏振仪。使用一个既能产生反射光衍射又能产生透射光衍射的特殊金属光栅作为分光器,将入射光分为多束。利用光电探测器将其中的四束1级衍射光的光强线性地转换为电信号,将它们作为神经网络的输入,入射光Stokes参数作为神经网络的输出,建立多层线性神经网络模型。通过网络训练,得到电信号与入射光Stokes参数之间的映射关系。测出电信号后,通过训练后的网络可以计算出入射光待测的Stokes参数。测试结果表明:工作波长为632.8 nm时,Stokes参数测量值与理论值的平均偏差小于2%。该仪器结构紧凑、易于安装,具有测量速度快、精度高和非破坏性等优点。     

基于偏振分束的磁光成像技术研究

针对现有磁光成像技术的测量结果难以量化且受光源波动影响较大的问题,提出了一种基于偏振分束的磁光成像新方法.根据偏振光的琼斯矢量描述方法推导出偏振分束法测量旋光角度的模型,并由此模型分析得出,从旋光物质出射的偏振光经偏振分束装置后输出的平行分量和垂直分量进行“差除和”的结果与入射光强无关,只和旋光角度值相关;由此原理,设计了基于CCD的检测平台,对旋光角度场进行了测量实验,又采用归一化互相关和“差除和”算法对测量图像进行了处理;最后,进行了基于该方法的磁光成像应用实验研究.实验结果表明,与传统磁场成像方法相比,该方法操作简单,结果易于量化,不受光强波动影响,误差降低约3倍,且稳定性较好.     

基于OpticSimu的超长距离光传输系统色散补偿量分析

OpticSimu是目前应用最热门的仿真软件之一,在飞速发展的光传输领域应用很广泛。本文采用OpticSimu仿真系统,通过模拟的方法,结合软件设计与验证试验,得出对超长距离光通信系统色散补偿量的分析结果,重点研究了光传输原理和远距离传输时色散补偿量对通信系统的影响以及利用OpticSimu软件对超长距离光传输系统色散补偿量的分析。     

高速正交调制光标记交换系统的仿真研究

本文首次将差分四相相移键控(DQPSK)净荷引入该系统,并利用仿真对该系统的工作原理与传输性能进行了验证。本文利用Optisystem 7.0仿真软件,实现了携带40 Gb/s归零(RZ)DQPSK净荷与2.5 Gb/s幅移键控(ASK)标记的系统仿真平台。仿真结果表明,通过优化系统参数,经96公里光纤传输后,标记信号与净荷信号传输代价未超过1.5 dB;DQPSK/ASK光标记交换系统具备良好的传输特性与抗噪特性,可支持高速DQPSK净荷与ASK标记长距离传输。     

基于PSO算法的自适应PMD补偿系统设计

提出了一种应用于WDM系统中的自适应偏振模色散(PMD)补偿方法,用粒子群优化(PSO)算法来实现DOP的搜索和跟踪,并经D/A转换,将对应的电压施加在偏振控制器上,调制电压范围为0～10V,调节信号的基本偏振态,从而形成闭环反馈控制模块,通过多次迭代,得到DOP的最佳值,实现对PMD的自适应补偿.     

偏振态、相位和振幅对受激辐射损耗中损耗光焦斑的影响

针对受激辐射损耗(STED)超分辨显微术分辨率不够高的问题,研究了损耗光偏振态、相位和振幅多种物理量对焦斑的影响,以形成半峰全宽窄的圆环形损耗光焦斑。根据Richards-Wolf矢量衍射理论,建立了偏振态、相位和偏振态作用下的损耗光焦斑模型;计算了不同偏振态、不同相位振幅调制参数下损耗光焦斑的分布情况;通过优化各参量得到有效激发荧光的分布。计算结果表明,应用切向偏振时的损耗光焦斑半峰全宽优于应用径向偏振和圆偏振;相位和振幅的调制作用均能减小半峰全宽;优化后有效激发荧光的理论半峰全宽仅为13.2nm。采用损耗光的偏振态、相位和振幅对损耗光焦斑进行整形,能够有效减小半峰全宽,获得较高的理论分辨率,比仅使用单一物理量的效果更好;应用切向偏振光能够获得高质量的损耗光焦斑和超衍射极限的分辨能力,根据不同实际情况选择相位或振幅调制的方法可进一步提高分辨率。     

小行星天基光学监测信噪比分析

针对小行星天基光学监测中的可见性问题,基于辐射度传输理论,引入黄道光和银道光亮度模型,建立了小行星天基光学监测的信噪比模型.结合设计的可见光传感器和望远镜的性能参数,计算了目标小行星相对望远镜的信噪比和视星等随时间的变化;考虑极限信噪比和太阳规避角,计算了地球领航轨道可见光望远镜对不同直径小行星的极限监测距离;改变小行...     

Improving the signal-to-noise ratio of high-speed contact mode atomic force microscopy

During high-speed contact mode atomic force microscopy, higher eigenmode flexural oscillations of the cantilever have been identified as the main source of noise in the resultant topography images. We show that by selectively filtering out the frequencies corresponding to these oscillations in the time domain prior to transforming the data into the spatial domain, significant improvements in image quality can be achieved.     

高信噪比星载CCD成像电路系统

为获得高信噪比的航天遥感图像,针对CCD成像系统链路分析了影响图像信噪比的主要因素。结合CCD成像系统的响应模型,明确了系统信噪比的表达式,并摆脱了具体CCD型号的束缚,提出了一种"总-分-总"的高信噪比成像电路系统通用设计方法。描述了系统从顶层总体设计、底层各电路模块设计以及全系统联试的完整研制方法。将该方法应用于吉林一号卫星高分辨率多光谱CCD成像电路系统的设计中,并对成像系统进行了辐射定标试验,获得了高信噪比的图像数据。结果显示:在灰度为80%饱和输出时,获得的全色图像信噪比达到了53.9dB,多光谱图像的最高信噪比达到了56.3dB,且图像数据经融合后色彩真实、绚丽。本文的CCD成像电路系统设计方法能够为其他航天遥感载荷的电路系统设计提供参考。     

Note: A signal-to-noise ratio enhancement based on wafer light irradiation system for optical modulation spectroscopy measurement

We have recently found that the magnitude of the photoreflectance (PR) signal ΔR∕R on silicon wafers depends on the duration of continuous probe or pump beams irradiation. This temporal behavior of the ΔR∕R signal is attributed to the defects related electronic states at the Si∕ SiO(2) interface, which could be modified by the optical irradiation. Prior to the actual measurement, an optical irradiation of the silicon on insulator or ion implanted Si wafer can significantly enhance the signal-to-noise ratio of the PR intensity and, therefore, improve the goodness of fit. Such phenomena can be exclusively seen using a rapid detection system. A new design of the method is reported.     

基于大气光通信偏振PPM的误码率研究

大气光通信误码特性的研究是激光通信系统开发和应用中的关键问题。为了减小在大气光通信PPM调制过程中引起的误码率,提出了一种基于空间光偏振的PPM调制方式。在该调制方式中,信道噪声和探测器噪声是影响误码率的主要因素。利用信道噪声和探测器噪声的特点,本文讨论了探测门限判决和信道偏振角度解调对自由空间光通信系统性能的影响,建立了系统误码率的数学模型,并进行数值仿真。仿真结果表明,当信噪比为0～20 dB时,探测门限判决引起的系统误码率随着信噪比的增大由10°下降到10~(-7),门限阈值为1/2时误码率最低;当探测器噪声功率为10～-20 dBm时,偏振角度解调引起的系统误码率随着探测器噪声功率的降低而降低;在相同噪声功率下,偏振角0°时误码率最高,偏振角90°时误码率最低。     

Improving signal-to-noise ratio in ultrasonic testing

A method for improving signal-to-invoice ratio in information systems of ultrasonic measurements is proposed. Algorithm and embodiment are suggested that can be realized with least costs. Numerical modeling has proved the efficiency of this method for various values of raw data.     

光缆监测系统在通信网管系统中的应用研究

论述了建立电力通信网管光缆监测系统的必要性、遵循的原则和技术优势,针对公司通信网管的现状介绍了光缆监测系统的组成、功能和所需解决的问题,并且重点介绍了光缆监测系统关键技术的特点。该系统的建立对深入分析通道业务如何影响电网事故和改进单位通信业务的管理水平,将具有深远意义。     

消光比与探测器噪声对基于纳米线栅偏振成像系统偏振精度的影响

消光比和探测器噪声是决定纳米线栅偏振成像偏振精度的两个重要参数。为解决两参数在系统优化时的取值问题,本文建立了两参数与偏振噪声的数学模型,采用像元组接收光电子数作为衡量探测器噪声与系统偏振噪声的桥梁量化了两者关系。仿真分析比较了两参数在入射光偏振态变化时对偏振噪声的作用。然后搭建消光比和曝光时间可调的偏振成像系统精度实验平台,验证该数学模型和仿真结果。仿真与实验共同表明,系统消光比大于20后,通过提高像元组接收的光电子数以抑制探测器噪声要比继续提升消光比对提高系统偏振精度的贡献大。     

利用小波变换提高数字全息信噪比

光学和数字全息需要解决的基本问题是在图像重构过程中出现的散斑噪声,因为散斑降低了信噪比（SNR）。目前很多方法都可以减小散斑噪声,以提高数字全息信噪比。现利用小波滤波的方法来提高数字全息重构过程中的信噪比。提供了实验结果,实验结果证明该方法是可行的。