光声光谱式甲烷气体传感器的研究

根据物体在周期性变化的光的照射下会产生声音信号的现象,提出了一种基于光声光谱理论的甲烷气体检测的方法.根据比尔-朗伯定律,经过调制的平行光束通过不同体积分数的甲烷气体时,其光强将会发生不同程度的衰减,若衰减后的光束进入光声腔,将会在光声腔内产生光声信号,通过测定光声信号的幅值来达到检测甲烷气体体积分数的目的.此方法相对于通常的光谱法,增加了把热能转换为声信号的过程,具有极高的精确性和可靠性,为设计高灵敏度瓦斯传感器的研究提供理论依据.     

一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤瓦斯测量系统

设计了一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤煤矿瓦斯测量系统,通过改变中心波长1653 nm半导体分布式反馈( DFB)激光器的工作温度来扫描半导体DFB激光器的输出波长,在5 nm波长扫描范围内,存在明显的瓦斯气体吸收峰。半导体DFB激光器输出的光注入被测气体室,气体室的输出光携带有瓦斯气体浓度信息,用光电探测器将光信号转化为电信号,再由A/D采集卡采集到信号处理系统,通过对有吸收峰位置的光功率和无吸收峰位置的光功率进行比较,则可计算出瓦斯浓度。该传感系统采用80 mA恒流源驱动半导体DFB激光器,使其输出光强保持不变,其结构简单、灵敏度高。     

光波导陀螺谐振腔谐振特性研究

光波导陀螺谐振腔特性是光波导陀螺谐振腔设计和制备中的关键因素.从多光束干涉的基本原理出发,推导了集成光波导陀螺谐振腔一般谐振过程中,谐振环光强和输出光强表达式.确定了谐振条件和最佳匹配条件,分析了谐振腔的谐振特性.推导了最佳匹配条件以及非最佳匹配条件下,谐振腔内光强幅值表达式,并研究了两种情况下光强幅值的相互关系.     

波分复用光传输网中波长路由算法的研究进展

光纤正迅速成为主干通信网的标准传介媒质．随着光学器件的发展，使得信号在传输过程中，除了在源、汇节点需要光电转换外，中间节点可保持光传输，这种通信网络叫光传送网．光传送网中的波分复用技术是将整个光纤的带宽分成多个信道，不同的信道可使用不同的波长来同时进行信息传输，从而增加了整个网络的带宽．在光传送网中，实现一个通信请求需要建立一条通信路径，并为该通信路径所经过的每条链上分配一个波长，即所谓波长路由．该文详细介绍了波分复用光传送网中波长路由算法的研究进展，内容包括波长分配算法、网络的信元阻塞率分析、容错和QoS波长路由、多播波长路由、最小化ADM数路由以及基于光或光电连接的并行机模型等．     

Boxcar积分器提高光纤光栅传感器解调精度的分析

阐述一种根据Boxcar积分器原理实现光纤光栅传感器B ragg波长移动的FFP精密解调原理,将FFP输出的光强-电压周期信号转换为光强度-时间周期信号,利用扫描式取样积分器得到形状与输入的被测信号相同,而周期变大的的输出波形,提高了幅值信噪比和时间分辨力,从而提高光纤光栅波长位移测量精度。     

湿度对光散射颗粒物传感器的影响研究

近年来,基于光散射原理的传感器在大气环境监测上已经有大量的应用。通过对光散射传感器的研究发现,相对湿度是影响传感器结果高估的重要因素。通过在北京和上海两个地区分别开展对比实验,以震荡天平(TEOM法)的测量方法为标准,对比分析光散射传感器测定的结果。结果表明,不同季节光散射传感器测定细颗粒物PM_2.5产生的误差不同,在相对湿度小于60%的环境中,传感器测定值和标准方法测定值的相对偏差小于10%。但是在相对湿度大于60%的情况下,相对湿度越高,差异越大。该研究对光散射传感器在环保监测中的应用,以及传感器在实际监测中的使用校准提供了基础的科学指导。     

一种稀疏波长转换光网络中的波长分配算法

研究了具有波长转换功能的WDM光网络的分类以及已有的几种波长分配算法,分析了波长分配算法的一般流程。文中以波长变换次数最少做为所提出的波长分配算法的主要优化目标,根据WDM光网络中的节点是否具有波长转换的功能,结合等价光路由替换的思想,提出了在稀疏有限波长转换光网络中的一种启发式的波长分配算法。仿真实验表明,当光网络中的连接请求量较大时,该算法的阻塞率低于已有的一些波长分配算法,连接能力有了较大提高。     

高性能硅微孔结构光探测器设计及性能研究

文章以制备高性能窄带近红外光电探测器为目的,利用Silvaco TCAD设计并优化了硅微孔/石墨烯肖特基二极管窄带近红外光探测器的结构参数,通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀、湿法转移等工艺方法构建了硅微孔阵列/石墨烯肖特基二极管,研究了肖特基二极管的窄带响应机制和硅微孔陷光结构对近红外响应的影响规律。光电特性表征发现,探测器具有自滤光的窄带近红外响应特性,在1064 nm波长光照射下出现光生电流峰值,-2V偏压下光电流为0.167mA,0V偏压下响应度达到52 mA/W。     

背靠背系统中造成光接收机灵敏度劣化的主要因素分析

建立基于OOK的单波长背靠背传输系统(不包含光纤),讨论如光发射机消光比、相对强度噪声、光接收机热噪声、散粒噪声等劣化因素对接收机灵敏度的影响.通过眼图描述不同因素的作用效果;通过扫描确定Q=6或BER=10-9对应的接收机灵敏度;在此基础上,优化选择线性通道中低通滤波器的线型与带宽.     

一种稀疏波长转换光网络中的波长分配算法

研究了具有波长转换功能的WDM光网络的分类以及已有的几种波长分配算法，分析了波长分配算法的一般流程。文中以波长变换次数最少做为所提出的波长分配算法的主要优化目标，根据WDM光网络中的节点是否具有波长转换的功能，结合等价光路由替换的思想，提出了在稀疏有限波长转换光网络中的一种启发式的波长分配算法。仿真实验表明，当光网络中的连接请求量较大时，该算法的阻塞率低于已有的一些波长分配算法，连接能力有了较大提高。     

光代码标记在GMPLS网络中的应用

通用多协议标记交换(GMPLS),是MPLS向光域的扩展,能提供动态的光通路,然而,在光域里的GMPLS面临的最关键的问题是,波长级的数据粒度导致很少的标记空间。在WDM技术的基础上,一个独立的波长通道的容量相对于边缘结点对之间的流量来说太大,如果将一个独立的波长通道独立的分配给一个节点对,对通道资源浪费太大,而以波长为标记,波长数量有限,其标记空间太少,不可能给每一个数据包或数据流分配标记。同时网络业务需求不断提高,传统开放系统互连参考模型的网络分层已不再适用,在光层实现像交换这样越来越智能的功能已成为必然趋势。为解决数据粒度与标记空间的问题,本文在光编码技术的基础上,将光代码用于GMPLS网络,并给出仿真实验研究,指出该技术的应*用为实现全光网奠定了理论和技术基础。最后,谨慎分析了GMPLS的前景及其需要解决的问题     

光电二极管的电路设计

1.光电二极管工作原理和特性光电二极管是结型器件。当光照射在P-N结时,光子被吸收,产生电子-空穴对,电子和空穴在结区被结电场所收集,在外电路形成光电流。为了保证绝大部分响应波长的入射光能在结区吸收,这就要求空间电荷区有足够宽度,所以外电路加有足够的反偏电压。反偏电压V_b变化时,光电流I_1和入射光功率P_1的关系如图1。在低偏压下灵敏度S=     

具有温度补偿的FBG电流传感器研究

采用双光纤Bragg光栅(FBG)和2种不同的解调方法实现对基于电磁力的FBG电流传感的温度补偿,对2种解调方法进行比较。实验结果表明:采用光谱分析仪(OSA)进行波长解调,测量范围为0.35～2.5 A,灵敏度为0.93 nm/A;采用滤波调谐进行光强解调,测量范围为0.30～0.70 A,灵敏度可达到9.6 nW/mA。     

LED芯片封装缺陷检测方法研究

引脚式LED芯片封装工艺中封装缺陷不可避免.基于p-n结的光生伏特效应和电子隧穿效应,分析了一种封装缺陷对LED支架回路光电流的影响.利用电磁感应定律对LED支架回路光电流进行非接触检测,得到LED芯片功能状态及芯片电极与引线支架问的电气连接情况,并对检测精度的影响因素进行分析.实验表明,该方法具有高检测信噪比,能够实现对封装过程LED芯片功能状态及封装缺陷的检测.计算结果与实验结果较好吻合.     

光寻址电位传感器的自相关检测方法

针对基于光寻址电位传感器的微流控芯片信噪比低的问题,提出了一种基于自相关检测的光寻址电位传感器信号提取方法。采用气液分离的方法在微流路内产生了体积约1μL的样品微滴,对比了光寻址电位传感器在方波激励与正弦波激励下检测微滴的I/V特性曲线,以及在相同条件下的I-f特性曲线。结果表明：采用自相关检测法,光寻址电位传感器具有53.8 mV/pH的灵敏度,其信噪比提高了7.020 6 dB。研究结果对于微型LAPS光电流信号高精度检测做出了有益探索,具有良好的应用前景。     

IP/DWDM光Internet中通信量疏导机制的研究

在IP/DWDM光Internet中,用户的一个通信量请求所需要的带宽往往小于网络中一个波长信道的容量。如果为每个带宽需求小于波长粒度的通信量请求分配一个独立的波长信道,会造成网络带宽资源的浪费。为此,引入了通信量疏导机制。它是一种将低速通信流组合到高速波长信道上的技术,可以极大地提高Internet的带宽资源利用率。本文分析了通信量疏导问题的国内外研究现状,并对该问题的几个热点研究方向进行了讨论。     

钢丝绳在线非接触测长系统研究

钢丝绳成品长度是供货合同的重要指标,与经济效益、企业信誉息息相关;针对在线钢丝绳纹理变化特点,提出一种基于线结构光的非接触测长系统,通过比较钢丝绳在不同时刻,不同位置的线结构光投射条纹图像的相似性,间接测量绳长;对投射条纹提取、条纹相似性度量等关键算法进行了阐述;实验证明,系统解决了传统接触测长固有的打滑、磨损等问题,避免了钢绳在线速度变化、捻距误差等因素的影响,具有准确、高效、实时性强的特点.     

一种新的光学向量-矩阵乘法

在三值光计算机上实现光学向量-矩阵乘法。为了利用光的并行性,研究使用MSD数字系统。在该数字系统上应用全并行无进位加法和M变换实现光学向量-矩阵乘法。为了提高效率,利用M变换以全并行的方式生成部分积,而后采用了二叉迭代法来求向量内积。实验证明了其可行性和正确性。由于该系统在信息表达上将光强与光的偏振性结合起来,所以在解码时不需要测量光强,只需判断光的有无即可,提高了运算精度和速度。     

大气激光通信中的光斑特性模拟和验证

根据空-地大气激光通信信道的特性,基于惠更斯-菲涅耳原理,应用夫琅禾费圆孔衍射的算法,对光波强度和光斑图像在光束截面内的分布进行分析及计算,研究了传输距离、发射孔径、激光波长以及湍流结构常数等对光斑形状及光强分布的影响。利用对数正态分布建立了大气湍流信道模型,通过对不同传输距离条件下光斑上不同点的光强分布进行计算统计和仿真分析,实验和仿真结果表明：光斑的光强分布图样服从贝塞尔分布。因此,在相同的大气湍流条件下,选择较长波长激光和较大孔径的发射器,可以有效降低光强闪烁引起的衰减,从而提高大气激光的通信质量。     

牛乳蛋白检测影响因素计算机仿真研究

对牛乳蛋白质检测的影响因素进行了仿真研究.在对牛乳样品进行一些理论假设的前提下,通过仿真实验获取相关实验数据.利用Matlab软件进行多项式回归分析编程处理,分别建立了散射角-光强、波长-光强的二个影响因素的关系模型.对影响检测精度的散射角、光源波长和环境温度因素进行了研究分析,确定了提高蛋白质成分检测精度的最佳散射角、光源波长、环境温度等检测参数,提高了检测精度.