用于CARS激发源的全光纤窄线宽皮秒脉冲种子源的研究

进行了窄线宽、低重复频率和无色散管理的全光纤皮秒脉冲种子源的研究。数值仿真分析了腔内脉冲的演化过程,研究了腔长和光纤光栅带宽对脉冲稳定性和脉冲宽度的影响。搭建实验系统,对腔长和抽运功率的影响进行了实验研究,在腔长为24.1 m时,成功产生86 ps的稳定光脉冲,其线宽为0.04 nm,重复频率为4.3 MHz。当将此脉冲放大用于相干反射托克斯拉曼散射(CARS)光谱探测,理论光谱分辨率可达0.3 cm-1。     

基于SVM的多生物特征融合识别算法

针对单生物特征识别的局限性,提出融合手背静脉和虹膜两种生物特征实现身份识别.基于尺度不变特征变换(SIFT)提取手背静脉的局部SIFT特征并对特征点进行匹配,利用特征匹配率作为手背静脉图像的相似度测度.通过Haar小波变换实现虹膜特征编码,利用加权汉明距对虹膜进行相似度测试.最后基于支持向量机(SVM)实现两种生物特征在匹配层的融合识别.利用CASIA虹膜数据库和TJU手背静脉数据库对算法性能进行测试,其等错率为0.02%,实验结果表明,该融合算法具有很高的识别性能,为生物特征识别研究提供了新思路.     

基于波长调制技术的内腔式气体传感研究

气体传感理论和实验研究已成为当今光纤传感领域的热点之一。波长调制法和有源内腔法是提高气体传感灵敏度的两种有效方式。结合上述两种气体传感方法,构建一个基于波长调制技术的内腔式气体传感系统。讨论气体吸收光谱二次谐波分量与气体浓度之间的函数关系,从理论和实验两方面确定系统的最佳参数。利用提取多条吸收谱线的二次谐波分量,采用平均算法进一步提高系统灵敏度,进行乙炔气体传感的灵敏度可达7.5×10-5。以光纤光栅作为波长参考,建立系统的波长-电压响应曲线,进而检测气体的吸收波长值。进行乙炔气体传感时吸收波长检测的绝对误差不超过0.445 nm。     

偏振耦合测试及其振动干扰信号分析

理论分析了偏振模式耦合的原理,给出了基于白光干涉的偏振耦合检测方法。通过步进电机控制迈克耳孙干涉仪扫描臂的反射镜移动,改变干涉仪两臂之间的光程差(OPD),补偿了由于偏振耦合而形成的两偏振光从保偏光纤(PMF)出射时的光程差,实现了对保偏光纤的偏振耦合强度和位置的测试。扫描过程中扫描臂反射镜的振动会对输出信号产生不良影响,对此振动信号进行了仿真及实验研究,分析了它对输出信号的影响。在不同的扫描速度下,采用Hilbert变换和最小二乘高斯非线性回归分析提取白光干涉包络,求解耦合强度,验证了振动信号的幅度和频率与扫描速度有关,以及它对耦合强度检测精度的影响。结果表明该测试系统动镜的扫描速度在0.7～0.9mm/s时,偏振耦合强度的检测误差最小。     

基于多波段混合气体吸收谱线的波长标定方法研究

为实现光纤扫描光源宽调谐范围内输出波长的高精度标定,提出了一种基于多波段混合气体吸收谱线的波长标定方法。采用分段阈值二阶导极值法和洛伦兹线型拟合法从混合气体吸收光谱中提取多条谱线中心位置,以其波长和驱动电压为参考点对Fabry-Perot(F-P)可调谐滤波器的迟滞非线性特性进行二次多项式拟合标定。将C2H2在C波段的吸收带与CO2在L波段的吸收带相结合,选取了21条C2H2谱线和16条CO2谱线作为波长参考。将本方法用于C+L波段的光纤光栅(FBG)波长解调,在0~60℃范围内波长拟合标准差小于3.3pm,线性相关系数大于0.999 8,系统稳定性误差小于2.6pm。     

一种用于光纤周界安防系统的端点检测方法

为了提高光纤周界安防系统中扰动信号端点检测的 性能,提出一种新型端点检测方法。首先通过计算信号 的短时能量和过零率分布分别找出信号中短时能量比和过零率满足一定门限的信号点,通过 对这两信号点 进行一定的加权确定扰动信号的端点位置。与离散小波提取起始点信号相比,本文方法由于 综合了短时能量 和过零率法的优势,能够适应更多的扰动事件类型,通过加权极大提高了端点检测的精度 ,并且运算时 间大幅降低,提高了系统的实时性。实验结果表明,本文算法在10M Hz的采样速度和采集0. 3s数据情况下,93.47%的数据定位误差低于10m,计算时间少于0.3s。     

基于平滑卷积定位的圆形印鉴提取方法研究

利用圆形印鉴中心的五角星所在区域红色像素分布集中的特点,提出了一种基于平滑卷积定位的圆形印鉴提取算法.该算法首先将彩色票据图像转换为灰度图像,接着利用平滑卷积定位五角星区域中的一个像素点,以这个像素点邻域的平均灰度值作为阈值二值化票据图像,然后搜索圆形印鉴边框,计算圆心坐标和半径,从而实现印鉴的提取.同时,为了提高提取速度,通过适当减小卷积过程中图像的分辨率,优化了整个提取过程中时间复杂度最高的平滑卷积算法.实验结果表明,这种方法能够在复杂背景下有效地提取出圆形印鉴,在经过算法优化后,提取速度提高了近12倍.     

机织物提花图案的一种分割方法

为利用机器视觉技术对提花杌织物进行图像检测,采用数学形态学方法对织物图像进行分割．该方法对织物图像进行二值化处理,灵活使用数学形态学中的膨胀、腐蚀、闭运算、开运算等基本方法,选取合适的结构元素,结合MATLAB语言编程,实现了机器对织物提花区域的分割,达到了较好的分割效果．     

不同条件对超快非线性干涉仪开关窗口的影响

对单臂结构的UNI的工作原理以及开关窗口的形成原因进行了描述,并用Optisystem3.0对UNI开关窗口进行了模拟,分析延时、SOA的偏置电流、控制光功率以及连续光功率等条件对UNI开关窗口的影响,从而实现最佳的开关窗口。     

基于USB2·0的高速光纤光栅解调系统的研制

研制一种基于USB2.0通信的高速光纤Bragg光栅解调仪。采用EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片为核心作为USB外围设备,设计并实现光纤光栅传感的数据采集与USB2.0的高速数据传输系统。解调仪波长解调范围为1542~1551nm,检测精度为15pm,数据刷新速度为200kHz,而目前同等成本的解调仪速度仅为几百赫兹。