基于光纤法布里-珀罗滤波器的便携式近红外光谱仪

介绍一种以光纤法布里-珀罗(FFP)滤波器为核心的便携式近红外光谱仪的设计方法。为克服FFP控制电压和扫描波长之间的迟滞和非线性效应, 实现光谱仪扫描波长的准确定位, 采用一组光纤光栅（FBG）的中心波长为参考, 利用粒子群优化（PSO）算法对每个FBG中心波长进行准确定位。在此基础上, 采用多项式拟合技术, 实现了在每一个FFP扫描周期内, 在线建立FFP扫描波长与其控制电压间的关系模型, 从而构建了一种准确度高、小型便携的近红外光谱仪。实验证明该光谱仪扫描波长范围为1490～1590 nm, 波长测量误差低于0.15 nm, 波长分辨率小于0.4 nm。     

FFP边带滤波技术研究

以双光束干涉原理为基础,推导了光纤法布里-珀罗腔(FFP)边带滤波器的反射率方程,讨论了端面反射率对其特性的影响;通过与光纤迈克尔逊、M-Z解调方法比较分析了FFP边带滤波器的热稳定性问题;对FFP在光纤光栅传感解调中的应用,采用泰勒展开方法进行了一阶线性近似,用线性边带滤波方法实现了布拉格光纤光栅传感器的应变测量,最大测量误差为3.8个微应,满量程测量精度为6‰,能满足一般工业测量应用.     

C波段色散补偿光子晶体光纤的研究和设计

设计了一种新颖结构的双层芯色散补偿光子晶体光纤。此光纤在整个C波段具有高负色散特性。通过合理选取双层芯光纤的外层芯层数,同时优化孔间距和空气孔直径,设计的光纤在C波段的色散值在-520ps/(km.nm)和-390ps/(km.nm)之间近似线性变化,残余有效色散系数近似为零,相关色散斜率(RDS)在0.0032nm-1的色散补偿光纤,其RDS值与标准单模光纤匹配,有效模场面积优于常规色散补偿光纤,可以对其长度30倍以上、用于宽带传输的标准单模光纤进行良好的色散和色散斜率补偿。     

切趾光纤光栅的切趾深度分析

主要从平均色散、插入损耗、群时延波动(group delay ripple)的幅度和周期随切趾深度的变化等方面,分析了切趾线性啁啾光纤光栅的切趾深度对其特性的影响。并以补偿100km、光纤色散系数Df为17ps/nm·km(1550nm处)的标准单模光纤的色散为例,定量地分析了切趾深度对光纤光栅特性的影响,获得了切趾深度的最优化值。     

基于光纤法布里珀罗的光纤光栅解调技术研究

为了更宽的波长解调范围(几十nm)和更高的解调精度(pm级),提出了一种采用可调谐光纤法布里珀罗(FFP)扫描滤波器实现波长扫描,结合高稳定性波长标准具和阈值比较寻峰算法降低迟滞效应解调误差的快速光纤光栅波长解调方法,并完成了相应的解调系统设计.通过对所提出的解调方法的可行性及解调系统的测量性能进行实验验证,实验结果表...     

变孔径色散补偿光子晶体光纤的数值研究

文中利用有限差分法对光子晶体光纤的色散补偿特性进行了数值模拟.在常规光子晶体光纤(PCF)的基础上,变化了第二环的空气孔,增加了光子晶体光纤的结构参量变化的自由度.通过数值模拟,研究了新型光子晶体光纤包层结构参量与其色散之间的关系,并且通过优化得出低至-924.6 ps/nm/km的色散值,这在常规色散补偿光纤(DCF)中是不可能实现的.并且针对常规单模光纤色散特性,设计出合适κ值的色散补偿光子晶体光纤,色散值为-519.3 ps/km/nm,补偿能力远大于常规色散补偿光纤.     

L波段色散补偿光子晶体光纤的研究和设计

利用多极法对一种新颖结构的双层芯光子晶体先纤的色散特性进行了数值模拟,找出色散随结构变化的规律.通过合理选取其外层芯的层数,同时优化孔间距和空气孔直径,设计出可用于L波段进行宽带色散补偿的光子晶体光纤,此光纤色散值在-310～-260 ps/(km·nm)之间近似线性变化,残余有效色散系数近似为零,相关色散斜率(RDS)在0.003 2 nm-1的色散补偿光纤,其RDS值与标准单模光纤匹配,有效模场面积优于常规色散补偿光纤,可以对宽带传输的标准单模光纤实现良好的色散补偿.     

基于光子晶体光纤的宽带色散补偿光纤的设计

采用矢量光束传输法(VBPM)对小纤芯光子晶体光纤(PCF)的色散特性进行了数值分析,研究发现通过调节光子晶体光纤的结构参数可以灵活的对其色散补偿值进行调整,能够实现C L波段(1 530～1 565 nm)的宽带色散补偿功能,并且对标准单模光纤的色散斜率有很好的补偿.在∧=1.0μm,d/∧=0.7时,1 550 nm处的色散值可以达到-339.1 ps/(km×nm),相关色散斜率(RDS)可以达到0.003 2 nm-1,能够有效的对标准单模光纤进行色散斜率补偿.     

一种光纤光栅啁啾度调谐的新方法

提出了一种基于两端固定压杆的光纤光栅(FBG)啁啾度调谐的新方法,在FBG中引入线性应变,实现中心波长无移动啁啾度调谐。结合材料力学分析了FBG啁啾度调谐的原理,仿真分析了啁啾度调谐过程中的光栅反射谱和时延特性。带宽展宽调谐的实验实现了啁啾光纤光栅(CFBG)的带宽从6.52nm增加到12.78nm;而带宽压缩调谐实现了CFBG的带宽从6.57nm压缩到0.95nm。该啁啾度调谐方法在CFBG动态色散补偿以及利用CFBG的带宽信息实现温度无补偿的压力、位移等物理量的传感有着重要应用。     

基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器

研制了一种基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器。该激光器采用环形腔结构,以高增益掺Er3+光纤(Er30-4/125)作为增益介质,以保偏掺Er3+光纤(EDF08-PM)作为可饱和吸收体抑制跳模,同时结合F-P滤波器选频,获得了单频窄线宽的激光输出。通过线性调节F-P滤波器的驱动电压,实现了对激光器波长的线性扫描。在两只975nm单模激光器的双向泵浦下,实验中测得激光器阈值为15mW,最大输出功率为24.3mW,3dB线宽约为5.2kHz。当F-P滤波器在6.1~10.2V的线性电压驱动下,激光器波长的线性扫描范围为1 542.404~1 558.836nm。     

基于IEEE 1588的时钟同步技术在分布式系统中的应用

为实现分布式系统高精度同步数据采集及实时控制,提出一种基于IEEE 1588协议的分布式系统时钟同步方法。通过分析影响同步精度的因素,采用FPGA设计时间戳生成器,并且采用晶振频率补偿时钟解决时间戳的精确获取和从时钟相对主时钟的频率纠偏等问题。     

Binary code compression algorithm used for the real time compensation of the modulation error in miniaturized FOG

This paper presents a kind of novel binary code compression algorithm to reduce the size of the signal processing circuit and to realize real time compensation for the modulation error in fiber optic gyroscope (FOG). The disadvantage of general compensation method is figured out firstly. The modulation error is modeled and analyzed with taking the closed-loop characteristics into consideration. The analysis indicates the condition in which the error compensation is effective and real time. Then the compensation algorithm based on binary code compression operation is described. The functional design of the algorithm is realized in a single field programmable gate array (FPGA) by using modular design method, substituting some harewares in signal processing circuit, and system speed is very fast. The simulation and experiment results suggest that the algorithm and implementation is valid. The modulation error is real time compensated in every error detection cycle, and the error compensation resolution is enhanced from 2⁻¹⁰ to 2⁻¹⁶ rad/V.     

DSP实时图像处理系统

阐述了高速图像目标测量系统的DSP实现,运用了高性能DSP(TMS320C6202)完成实时图像目标处理,研究了一种快速图像匹配的相关跟踪算法,并结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制和现场可编程门阵列FPGA对采集的视频图像做预处理.实验证明该系统性能可靠,跟踪效果较好,并有较高的实时性.     

Optimised bit serial modular multiplier for implementation on fieldprogrammable gate arrays

A high-speed architecture for bit serial modular multiplication is presented. The design of this array is highly regular, allowing the specific logic and routing resources available in field programmable gate arrays (FPGAs) to be exploited. Furthermore, an optimised array is presented which exploits the reprogrammability of the FPGA, such that a longer bit length can be implemented on the same FPGA     

正弦平滑时间幅度调制的低抖动时钟信号产生

针对低抖动时间幅度调制时钟信号引入滤波失真的问题,提出了一种正弦平滑改进的时间幅度调制方法,对时间幅度调制时钟信号进行正弦函数平滑处理,在保持过零点抖动较小前提下,改善时钟信号的频谱特性。仿真分析和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件实现结果表明,产生的正弦平滑时间幅度调制时钟信号有效抑制了带限失真,优于普通的数字压控振荡器和原始的时间幅度调制时钟信号。     

基于光纤通道的IEEE1394光信号传输系统设计

应IEEE1394同光纤通道总线的互联需求,设计了一种基于光纤通道的IEEE1394光信号传输系统。该系统以基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计的协议映射模块为核心,实现了将IEEE1394信号通过光纤通道进行传输的功能。仿真结果表明,该系统能达到1.062 5 Gb/s的工作速率。     

基于FPGA的远程USB高速传输系统设计

提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的远程高速通用串行总线（USB）传输系统。FPGA作为一种实用的可编程器件,将其应用到USB传输系统中,并配合USB 2.0收发器和光纤传输模块,克服了USB硬件结构对其传输距离的限制,实现了USB远程高速透明传输,使系统传输速度达到480Mb/s,传输距离达10km以上,减少了开发周期,降低了风险。     

低功耗千兆光互连链路的研制

基于可编程门阵列(FPGA)器件实现了低功耗的高速光互连链路。采用电时分复用(ETDM)技术在1根光纤上实现了G,数据信号的虚拟并行传输,降低了系统成本。链路物理层带宽达1056Mbit／s,链路稳定传输带宽为545Mbit／s,在应用层可得到300Mbit／s的数据传输率。并通过合理的器件选择、动态功耗管理和低功耗编码等设计方法,使系统功耗降低50％。