摘要：提出一种基于耦合锥结构的光纤光栅超声波传感器,对超声波耦合锥的结构进行数值仿真及优化,分析了光纤光栅长度对超声波探测性能的影响。在此基础上,将所设计的超声波传感器与光谱边带滤波解调技术相结合,用于识别6061型铝合金板中的缺陷。结果表明:所设计的超声波传感器能有效探测铝合金板中传输的兰姆波,通过分析兰姆波时域信号和S0模式幅值的变化量,可以准确判决铝合金板中有无圆孔缺陷及缺陷大小,同时证明所设计超声波传感器具有测量灵敏度高、布置位置灵活可调、可重复利用的优点,在结构体损伤识别等领域具有潜在的应用价值。

摘要：基于自由频谱区(FSR)倍数增长式光梳状滤波器阵列,设计了一种微波瞬时频率测量方案,实现了具有自然二进制编码的数字输出。待测微波信号经过载波抑制型单边带调制后加载到光波上产生一阶边带,而后将其输入到光梳状滤波器阵列中;阵列由多个梳状滤波器并联而成,它们滤波响应对应的FSR呈倍数增长趋势,最高位数字输出对应滤波器的FSR最大。滤波后输出的光信号经光电检测、比较和判决后,获得N位自然二进制码标识的频率值,提高了编码效率和测量精度。最后,在0～40GHz范围,验证了4位有效长度的数字编码式测频结果。

摘要：提出了一种应用粒子群优化算法(PSO)设计极联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型滤波器的新方案。方案巧妙地结合离散型和连续型PSO,利用连续PSO优化耦合角组合、离散PSO优化相移因子组合,由此得到耦合角和相移因子的优化组合,实现光滤波器的优化设计。给出了PSO方案的设计流程及具体步骤,并设计了级联数为3、阶数为5和信道间隔为0.8 nm的梳状滤波器,其输出响应与理论滤波器一致。新方案逼近精度高,同时耦合角限制在(0,π/2)内优化配置。

摘要：针对基于分形结构的一维光子晶体滤波器,优化设计其多信道滤波性能和调控特性:优化缺陷层的核心参数,使其对应的透射信道在带隙中灵活移入移出,实现对信道数量的控制;并在各透射信道波长由缺陷层调控的基础上,优化基础结构周期以保证对多信道的调控严格独立。进而,利用传输矩阵法对其滤波性能进行研究,分析了不同级别结构下信道数量的控制及信道特性;并以S=3结构为例,分析了影响信道中心波长的因素,以及对多个信道的独立调控性能进行了验证。最后对滤波器的3dB带宽、透射率等关键参数进行定量分析,譬如3dB宽度小于11nm,透射率大于0.9等。由此,通过对具有分形性质一维光子晶体滤波器的结构参数优化,实现了具有较好滤波性能的多信道可独立调谐滤波器,可实现在光纤通信中对特定信道滤波,提升系统信噪比。

摘要：该文设计了一种光载一机多天线远程全球导航卫星系统(GNSS)差分监测系统。该系统利用微波光子链路远程采集多个远端天线接收的GNSS信号,并传输回本地端;然后在本地端借助高速光开关,以时分模式依次建立各远端信号与参考基准信号的载波相位双差模型方程,处理后实时获得高定位精度。实验中布设了10 km微波光子链路,3个远程监测点在E, N, U方向定位精度都达到毫米量级、实时响应时间低于10 ms。与传统一机单天线方案相比,该光载一机多天线GNSS差分监测系统在不降低定位精度的前提下,显著提升了监测/覆盖范围、实时监测/响应时间,以及大规模监测的性价比。因此,该系统在大型土建工程、自然环境大规模监测具有重要应用价值。

摘要：首次应用连续和离散版本的粒子群优化算法(PSO),实现级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型光滤波器中关键结构参数(耦合角和相移因子)对理想系数的逼近,完成光滤波器的优化设计.结果表明:三级级联MZI型滤波器输出响应与理想响应之间的误差控制在10-5量级内;同时与遗传算法(GA)设计方案相比,PSO方案具备计算时间少、逼近适应度好、滤波消光比高的特点.

摘要：针对阶梯形可调谐光滤波器(LTOF)的结构特点,建立LTOF多光束干涉的理论模型,从理论上对其输出性能和调谐性能进行优化设计。结果表明:通过对输出谱、峰值功率、邻道串扰及3dB带宽进行数值分析和比较,得到了最优级联级数和分光比;设计出峰值损耗低于10dB,邻道串扰低于-12dB和3dB带宽低于5nm的器件,其最优级联级数和分光比分别为20和0.85。提出增大电极长度至1.4倍来覆盖整个58nm的自由频谱区(FSR)的设计方案,实现了连续调谐。

摘要：通过构建两个正交的光功率比值,以光子技术实施微波频率测量。首先,待测微波信号经外调制器加载到连续光源上,在单边带载波抑制调制下仅得到单个光边带;以光学梳状滤波器对其进行滤波处理,在输出端检测得到随微波频率增大而呈现余弦函数和正弦函数变化趋势的两个光功率;将这两个光功率与参考光功率进行比较后,进而得到余弦函数型和正弦函数型两个光功率比值,即正交光功率比值。基于这两个正交光功率比值,可以在整个梳状滤波响应的自由频谱区内检测出唯一的频率值。进而设计了两种具体方案来实现这一测频思路:两个连续光源和单个光学梳状滤波器的组合;或者单个连续光源和两个光学梳状滤波器的组合,并从实验上验证了方案二的可行性。与已报道的类似方案相比,设计的测频方案扩大了测频范围,尤其是在级联或并联型测频结构设计中具有潜在应用前景。

摘要：针对以金属铝作反射介质的铁电液晶光寻址空间光调制器,提出了一类光-光等效电路模型,达到拓展电路模型到调制器光电响应特性研究的目的.擦除光对光电响应特性影响的模拟结果表明,擦除光能极大加快信息的擦除速度,帧速2.2kHz,写入光强10mW/cm2时,取擦除光强为10mW/cm2,恰能将信息擦除.擦除光能有效抑制调制器的非期望输出光功率和调节器件的光电响应速度;对应于无擦除光注入的情况,注入1mW/cm2擦出光使非期望输出光功率下降77%,响应速度减慢9%.通过设计肖特基势垒高度,擦除光可实现对读出光的开关和灰度调制等功能.给出了实现灰度调制功能的实例.由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果一致.

摘要：随着高速铁路的迅速发展,列车的运行安全与运营效率愈发重要。干净的电磁环境是铁路安全运营的重要保障,将显著提升运营效率和减少安全事故隐患,因此针对铁路无线通信系统进行宽带电磁干扰检测极为重要。以光子学技术集成创新为思路,研发铁路电磁干扰检测系统,充分融合宽带射频光子前端、远程光载无线传输链路、密集型光波分复用技术及多域信号联合处理四种高性能技术,实现高速铁路沿线电磁干扰的分布式、远程、实时、多域高精度检测。进而,将该系统应用于铁路现场测试,以GSM-R通信系统电磁干扰检测为例,分别在成渝高铁与成昆二线完成单点试验测试和分布式网络系统验证。结果表明该系统可以成功识别铁路通信网络内的带内、邻道和带外干扰并及时做出预警,为列车的安全运营提供可靠保障。