摘要：为了发展具有实用价值的受激喇曼全光偏振控制方法,根据光纤中受激喇曼散射矢量理论和光纤随机双折射效应设计了基于双向二级喇曼抽运的全光偏振控制方案,构建了偏振吸引理论模型,采用严格数值迭代算法对该偏振控制方案进行了仿真分析,并完成了偏振控制方案最佳工作性能的优化设计。结果表明,当信号光波长为1550nm、功率为0.1m W、一级抽运光和二级抽运光的功率分别为1W和4W、其偏振态都为(0,1,0)、光纤长度为3km时,信号光偏振度可达0.85以上,且信号光强度波动低于35%。该方案有效降低了作用光波功率、减弱了信号光输出强度噪声,并提高了信号光输出偏振度。

摘要：基于稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射效应的光功率耦合方程组,提出一种新的多波长级联拉曼光纤激光器的设计算法。结合遗传算法和打靶法的优点,采取对每一代种群中少数优良个体进行几次打靶,使得种群中目标函数最优化值附近的个体加速收敛。以500 m掺磷光纤为增益介质、光纤布拉格光栅构成谐振腔的三波长(1427 nm,1455 nm,1480 nm)级联拉曼光纤激光器为例,采用该算法计算了其输出特性。结果表明,总输出功率与抽运功率近似成线性关系,斜率效率约51%;由于谐振腔中三个输出波长相互之间的受激拉曼散射作用产生的能量转移,使得输出的长波长斯托克斯光斜率效率大于短波长斯托克斯光斜率效率。

摘要：设计了基于相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的车辆振动检测研究型教学实验。包括φ-OTDR基本原理、实验场地选择、关键参数确定、振动信号检测以及信号处理算法设计等。实践表明,针对常规幅值差分累加算法在振动信号解调中存在差分间隔依赖性问题,学生能融合所学数理知识提出一种简单、高可靠的振动信号检测方法。该方法不仅可以避免常规方法因差分间隔依赖性出现的振动误判问题,而且大幅增加了检测信号的信噪比。

摘要：由稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射(SRS)效应的光功率耦合方程出发,采用解析方法对多阶级联拉曼光纤激光器(CRFLs)进行了理论分析。根据拉曼光纤激光器级联阶数的奇偶性分别推导出了多阶级联拉曼光纤激光器的输出功率、光-光转换效率最大时的拉曼光纤长度和输出耦合器反射率。通过忽略反射回谐振腔输入端的剩余抽运光功率,计算了5阶级联拉曼光纤激光器的输出特性和光-光转换效率随光纤长度和输出耦合器反射率的变化。利用已有的5阶级联掺锗拉曼光纤激光器输出特性实验数据与理论分析结果进行了对比。

摘要：阶梯式掺杂和多环式掺杂设计的掺铒光纤(EDFs)结构复杂,采用改进化学气相沉积法(MCVD)制备困难。为此,将两段铒离子分别为中心掺杂和环形掺杂的掺铒光纤级联构成四线偏振模信号光放大器。该结构放大器使中心模式信号光(LP_(01)模和LP_(02)模)和离心模式信号光(LP_(11)模和LP_(21)模)分别在中心掺杂铒光纤和环形掺杂铒光纤中获得主要增益。基于一种改进遗传算法(GA),对该放大器两段掺铒光纤的长度和铒离子掺杂半径进行优化。结果显示,仅用270m W LP_(11)模抽运光对该级联结构放大器进行抽运,四线偏振模信号光可获得20dB的平均增益,且模式相关增益(DMG)不超过3.5dB。

摘要：为了研究抛物面碟形聚光器实现太阳能直接抽运光纤激光器,根据空间太阳光谱分布特点,采用数值方法,计算了用该聚光器聚集太阳能量抽运双包层光纤激光器时光纤吸收的太阳能量及其吸收效率。计算结果表明,通过采用内包层数值孔径较大、掺杂适当稀土元素的双包层光纤及减小太阳光传输过程中的损耗等措施提高光纤激光器对太阳能的吸收效率,可以实现太阳能直接抽运光纤激光器。通过光纤集束熔锥侧面耦合器构成多模光纤阵列或者聚光器阵列的结构,可进一步提高太阳能抽运功率。

摘要：针对阶梯式或多环式复杂铒离子掺杂结构的光纤制备困难,以及单段掺铒光纤少模放大器难以实现四阶及以上高阶模式增益均衡放大,提出一种由两段简单高斯掺杂掺铒光纤级联而成的四线偏振模掺铒光纤放大器(4LP-EDFA),并设计了改进自适应遗传算法对放大器性能进行优化。结果表明,当两段光纤的长度分别为3.33m和3.16m,高斯掺杂中心位置分别为0.12a和0.78a处(a为光纤纤芯半径),高斯分布的1/e半宽度分别为0.1a和0.16a时,4LP-EDFA获得约24.52d B的平均模式增益和近乎可忽略的差分模式增益(DMG)。设计结果同时发现,两段高斯掺杂光纤中的第一段光纤的长度变化、高斯掺杂中心的位置变化、高斯分布的1/e半宽度变化对放大器增益特性的影响更为显著。

摘要：针对现有视频超分辨率重建深度学习网络结构复杂、实时性差的实验问题,设计了基于深度学习的实时视频超分辨率重建实验。提出将Ghost-Module结构应用于循环递归神经网络,并借助改进的残差学习结构加速网络收敛,实现了视频超分辨率的实时重建。实验结果表明:新算法的运算速度为FRVSR算法的5.4倍;在参数量与TOFlow算法相近的基础下,运行速度是TOFlow模型的34.5倍,是高性能算法DUF-52L的28.8倍;针对480×270低分辨率视频影像可实现24 f/s的实时4倍超分辨率重建。所设计的轻量级循环卷积视频超分辨率重建网络在保证视频超分辨率重建质量的基础上极大地提高了重建速度。

摘要：设计了能大幅提高精度的低成本单频GPS定位实验,并提出联合伪距双差与载波双差的解算算法,求解出浮点型的双差整周模糊度,从而得到相对于参考站接收机的用户接收机偏移量;在解算过程中利用数字叠加平均提高了双差整周模糊度的解算精度。针对载波双差观测方程及秩亏问题进行了实验,结果表明,新方法动态定位精度小于0.5 m,动态定位精度相对传统双差定位算法提高大约70%。提出的联合伪距双差与载波双差的解算方法及结合数字叠加平均提高双差整周模糊度解算精度的方法,有效地实现了相对高精度的低成本单频GPS定位。同时,低成本单频GPS定位实验可用于本科实验教学。

摘要：为了优化设计基于光学差分参量放大的布里渊光时域分析抽运的脉冲编码形式以及斯托克斯光与反斯托克斯光脉宽差,采用微扰法和小信号近似法,获得了探测光与斯托克斯光脉冲、反斯托克斯光脉冲在较小作用区域内的脉冲响应,对其性能进行了理论分析与数值验证。结果表明,π相位斯托克斯光脉冲可有效压缩布里渊增益谱宽,提高布里渊信号信噪比;当斯托克斯光与反斯托克斯光传感脉冲脉宽差为8ns时,探测光布里渊增益最大。这一结果对进一步分析基于光学差分参量放大的布里渊光时域分析系统性能以及开展相关实验研究是有帮助的。