多层金属-介质镀膜光栅的聚焦特性

结合等离子金属光栅原理和多层膜理论,提出一种金属-介质-金属多层光栅结构以增强透射光的聚焦效应。利用时域有限差分(FDTD)法对该多层结构的聚焦特性进行模拟仿真,得到多层结构的聚焦特性随金属-介质膜层数和凹槽数目的变化特性。结果表明,通过控制金属-介质层层数或者凹槽数目,焦距明显改善,焦距可达9.15μm,最大焦深约为26.38μm,相对于传统金属光栅,聚焦效应得到了明显增强。     

级联槽型腔表面等离子体滤波器

提出一种中心波长随槽型腔腔长线性变化、透射率随耦合距离可调的级联腔表面等离子体滤波器。该滤波器由输入波导、两个级联的介质槽型腔和输出波导组成。通过级联两个相同的槽型腔,共振模被分离从而实现窄带的双通道滤波器;进一步调节输出波导的位置,能够将双通道分离,实现单通道的滤波。通过时域有限差分法和耦合模理论对模型进行仿真分析,结果表明,该滤波器的最小半高宽低至20nm。同基于单槽型腔的滤波器相比,半高宽显著减小。     

基于量子点半导体光放大器的全光逻辑或门研究

利用量子点半导体光放大器的超快增益恢复特性和交叉增益调制效应,建立了基于量子点半导体光放大器的对称型马赫-曾德尔干涉仪模型,数值实现了对160Gb/s归零码信号的全光逻辑或门运算,并分析了多种系统参数对输出性能的影响。结果表明:一方面,增大注入电流、有源区长度和输入信号光功率均可以提高或门输出信号的Q因子;另一方面,载流子从润湿层到激发态的弛豫时间变短以及较小的线宽增强因子和限制因子也有利于获得较高的Q因子。此外,存在一个最佳的输入信号脉冲宽度使得Q因子的值最大。因此,通过合理优化这些参数值可以大大提高逻辑或门的性能。     

基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究

减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术.基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法.改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站.在选择簇头时,考虑节点的剩余能量,给节点设置一个能量阈值,小于该值则不能当选为簇头,因此提高了网络的健壮性.理论分析和仿真结果表明,改进后的算法比LEACH算法生命周期提高117%～351%,且能耗更加均匀,同时与PEGASIS相比,时延提高290%.     

基于偏振调制的可变系数微波光子滤波器

基于偏振调制器(PolM)设计并实现具有可变系数特 性的可调谐微波光子滤波器,通过理论计算与实验证 实了设计方案的可行性。PolM可以对输入的微波信号实现两路正交反相的相位调 制,经强度调制转 换后,可以拍频恢复出原来的微波信号。仅需通过调节偏振控制器(PC)控制光信号的检偏方 向,即可实现恢复 出的微波信号π相位变化,进而实现滤波器抽头系数的正负变化。利用偏振分束器(PBS)实 现两路光信号检偏和 合并的同时,能够有效地避免两路光信号之间的干涉。通过调节光路中的光可调时延线(OTD L)改变两路光信号 间的时延差,能够改变滤波器的自由光谱范围(FSR),实现滤波 器的可调谐。通过实验验证了时延差分别为300ps和400ps 两种情况下正系数和负系数微波光子滤波器的频率响应,与理论计算值相吻合,验证了方案 正确性。     

SLM结合限幅算法提高C O-O FDM系统性能的研究

分析了CO-OFDM (相干光正交频分复用)系统中各个子载波之间的序列相关性对系统性能的影响,并提出了使用SLM (选择映射)法结合限幅算法来降低CO-OFDM各个子载波之间的序列相关性,抑制系统中 FWM(四波混频)效应导致的损伤,以提高CO-OFDM系统性能。理论分析和仿真结果表明,该方法在误码率为10-3的情况下,与SLM法和限幅算法相比,灵敏度分别提高约1.8和3.4 dB。     

基于FFTW算法的M-Z周界防护系统

采用FFTW(西方快速傅里叶变换)算法实现了两路接收信号的快速互相关计算,提高了M-Z(马赫-曾德)周界防护系统定位的实时性。搭建了M-Z周界防护实验装置,在6km光缆上进行了振动信号定位测试。在20 MHz采样率条件下实现了21m的定位精度,定位计算时间小于0.5s。实验结果表明,此算法与传统FFT(快速傅里叶变换)算法相比,计算速度显著提高。     

面向工控网络的区域隔离系统设计与实现

设计了基于微处理器的区域隔离硬件装置,通过通信管控,采用"白名单"技术对进出关键设备的数据包进行严格审查,阻止非法数据包流过.以CTCS-3(中国列车运行控制系统)的信号系统安全数据网为例进行了扫描攻击、ARP攻击、木马攻击和缓冲区溢出攻击等测试.测试结果表明在不影响网络实时性、稳定性的前提下,该区域隔离系统能够加固网内设备终端,有效防御非法者入侵、网内设备间相互攻击和病毒在局域网内的传播.     

基于ARM+CPLD的高精度超声波风速仪的设计

分析了运用超声波时差法测量风速风向的基本原理,介绍了风速风向的相关算法,重点给出了基于ARM+CPLD的超声波风速风向仪原型设计。同时提出了一种处理0°(360°)附近平均风向问题的算法,结合实际运用(风力发电)给出了一种运用气压传感器进行绝对风速测量的理论模型。所设计的超声波风速风向仪对环境监测和风力发电等具有重要的参考应用价值。     

面向软件定义网络的隐蔽通信检测机制

为提高软件定义网络抵抗高级持续性威胁的能力,对软件定义网络特性及高级持续性威胁中的隐蔽通信进行了分析,提出了一种适用于软件定义网络的高效隐蔽通信检测机制.该隐蔽通信检测机制首先利用软件定义网络抓取网络流量并从中获取可能包含隐蔽通信的报文;随后从上述报文中提取SSL证书,并计算用于表征该证书的特征值;最后采用孤立森林算法对证书的特征值进行检测以判断证书是否为非法证书,基于此检测结果判断网络中是否存在隐蔽通信.实验结果及分析表明,该隐蔽通信检测机制能够提高隐蔽通信检测精度,降低隐蔽通信误检率;同时该机制可扩展性较高,能够适用于不同应用场景.