大气激光通信机的光学模型和物理实现研究

将光学理论应用到大气激光通信机设计中，提炼出大气激光通信机的发射和探测过程的光学理论模型，提炼推证了半导体激光器远场发射、准直发射和接收透镜探测损耗的公式，提炼推证了准直激光焦面探测爱里斑公式及对应的质心运算和质心评价公式。设计了和上述推证相关的光学天线和分光镜等。设计了光学天线分辨率、CCD捕获分辨率、通信分辨率、伺服系统分辨率等和系统精度相关的参数。     

基于谱面形态学处理的二元联合变换相关器研究

为改善二元联合变换相关器的识别效果，提出基于功率谱面形态学处理的二元联合变换相关器算法，通过对高相似基本形状圆和八角形的计算机模拟识别，取得了明显的效果。     

基于布里渊光时域反射技术的多参数输电线路覆冰预警

因恶劣天气影响造成的输电线路覆冰将严重威胁到电网的安全稳定运行,并造成巨大的经济损失,实现准确的覆冰预警是电力系统亟待解决的问题。针对这一实际问题,为实现实时监测输电线路运行状态、及时发现并处理线路覆冰,采用布里渊光时域反射仪对武川变-察右中旗变500kV输电线路光纤复合架空地线进行在线运行状态监测,并探究利用布里渊光时域反射技术对光纤进行应力和温度监测以实现输电线路覆冰预警的可行性。数据分析表明,布里渊光时域反射仪可以在一定误差范围内准确测量光纤复合架空地线各点的温度和应力相对大小。结合输电线路覆冰时的温度、积温时间和温度日较差等温度相关参数的特性,提出综合各温度相关参数判断输电线路覆冰的条件;将本装置应用于实际输电线路在线监测,找出了被测光纤复合架空地线在2016年11月间满足该条件的具体位置和对应时间。测量结果与天气预报温度数值和变化趋势相近,表明了试验方法的准确性。     

布里渊光时域反射传感系统数据采集模块的研制

分析了布里渊光时域反射传感系统的工作原理.讨论了传感系统性能与数据采集模块硬件性能的关系.设计了一个高速高精度的数据采集模块,其可以满足空间分辨率1 m、温度分辨率1 K以及应变分辨率20με的布里渊光时域反射传感系统的要求.     

聚酰亚胺/二氧化硅杂化材料取向稳定性的研究

以5,5'-(六氟异丙基)-二-(2-氨基苯酚)(6FHP)和4,4'-(六氟异丙基)-苯二酸酐(6FDA)或均苯四甲酸酐(PMDA)为单体,合成了含氟聚酰亚胺.采用溶胶-凝胶法得到了不同无机组分含量的热稳定性高的杂化材料,测定了它们的电光系数,其电光系数γ33在测试持续500min后保持其初始值的95%以上,说明材料可用于电光器件化.通过测定膜的极化前后的紫外-可见光谱,得到了取向发色团的序参数Ф(0.27～0.38),经60h序参数几乎不变.通过一维刚性气体模型研究了材料的宏观二阶非线性光学系数χ(2),结果表明材料的极化效率较高,设计合理,有较好的取向稳定性.     

恒流开关电源驱动的光纤光栅恒温控制系统

对恒流开关电源驱动的光纤光栅恒温控制系统进行了设计.该系统由PIC单片机控制,将温度控制部分与半桥式开关电源融为一体,直接对半导体制冷器进行双向恒流控制,控制部分将检测结果直接反馈控制半桥开关电源.同时,PIC通过数字半导体测温器件实时监测被测物的温度变化来改变脉冲宽度调制波的占空比,控制半桥开关电源的工作,从而进行精密的恒温控制.实验证明,系统控温精度为±0.1 K.能够满足光纤光栅在进行滤波时对于温度精度的要求.     

偏振光时域反射技术对多点扰动检测的研究进展

光波在光纤中传输时,其偏振态对光纤外界的变化十分敏感。基于偏振效应的光时域反射技术可以实现对光纤沿线挤压、弯曲、振动等事件的分布式传感。然而,由于光波偏振态的前后关联性,光纤中最靠前的扰动往往会掩盖其后续扰动对偏振态造成的影响,使得光时域反射技术对多点扰动的检测存在困难。文章综述了该技术在多点扰动分布式传感检测方面的研究进展,对频谱分析法、解析本地双折射矢量法和基于特殊光纤的传感方法等技术手段进行了对比和分析。     

有机聚合物BPDA-ODA-DR1的合成及热光性能的研究

用3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4’-二胺基二苯醚(4,4’-ODA)和分散红1(DR1)合成了可制作光波导器件的聚酰亚胺(PI)有机聚合物,采用示差扫描量热(DSC)、热失重分析(TGA)和紫外吸收光谱等方法对其热稳定性和光学性质进行了表征。DSC和TGA结果显示,该PI的玻璃化转变温度(Tg)为248℃,在5%的热失重温度为285℃,表明具有非常好的热稳定性。演示了用阿贝折射仪测定该材料的折射率(n)和热光系数(dn/dT)的方法;通过改变PI含量的方法,方便地实现了聚合物体系的折射率控制;通过热光系数的测量,计算了聚合物的介电常数(ε)、介电热光系数(dε/dT)和体积热膨胀系数β及其变化率(dβ/dT)。制得的聚合物材料的dn/dT为-2.2615~-3.7028×10-4K-1,dβ/dT为2.22~6.14×10-7K-1,表明该聚合物在低驱动功率的新型数字热光开关、光通信器件等领域具有潜在的应用前景。     

高对比度宽视角LCD屏的设计

设计和研制高对比度宽视角ＬＣ屏具有非常重要的意义。准直背光源加漫射观察屏的液晶盒外光学补偿法在改善ＬＣＤ视角的同时,还可提高ＬＣＤ的对比度。本文对准直和漫反射膜进行设计。     

基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术

基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案.