摘要：受激布里渊散射在激光雷达海洋遥感领域具有广泛应用,而水体参数变化对其阈值及增益等关键特征参数影响的研究还很缺乏.本文利用分布式噪声模型及耦合波方程,理论分析了水的温度、压强和衰减系数对受激布里渊散射阈值和增益系数的影响.在理论分析基础上,设计了一种温度压强可控实验系统,采用平均衰减系数法实验测量了不同温度、压强及衰减系数下的阈值和增益系数.结果表明,受激布里渊散射阈值随压力和衰减系数的增大而增大,随温度的升高而减小,而增益系数则呈现与阈值相反的变化趋势.温度和衰减系数对阈值和增益系数的影响大于压力.研究结果对受激布里渊散射激光雷达海洋遥感探测具有重要意义.

摘要：设计并测试了两种基于微瓶腔结构的温度传感系统。分别基于电弧放电法和自主装法制备了氧化硅材料(SiO2)和紫外光固化胶(UCA)聚合物材料微瓶腔,通过锥形光纤耦合的方式分析了两种微瓶腔基本特性,并测试它们在温度传感中的应用。实验结果表明,SiO2微瓶腔在温度上升时的灵敏度为11.13 pm/℃,在温度下降时的灵敏度为10.25 pm/℃;UCA微瓶腔在温度上升时的灵敏度为111.89 pm/℃,在温度下降时的温度灵敏度为102.02 pm/℃。两者在上升和下降时均保持很好的一致性,尤其UCA微瓶腔温度灵敏度比SiO2微瓶腔提升了10倍。本文传感器具有体积小、价格低、可塑性和重复性好、灵敏度高等优势,在温度传感领域具有潜在应用。

摘要：本文对基于光纤布拉格光栅(FBG)的呼吸测量及分类系统进行了研究。为了方便智能穿戴的需要,用聚二甲基硅氧烷对裸光纤光栅进行了封装,搭建呼吸监测系统,实现了呼吸信号的测量。采集了屏息、咳嗽、正常呼吸和运动后呼吸四种呼吸信号,基于小波分解与重构,对采集的呼吸信号进行预处理并提取呼吸信号的频率、振幅因数、波形因数和能量作为区分呼吸类型的特征。构建基于支持向量机(SVM)的呼吸分类模型,采用粒子群(PSO)优化SVM的模型参数,最后实现了97.1875%的分类准确率。该系统具有成本低、结构紧凑、设计简单等特点,可以丰富数字诊疗技术。

摘要：基于弯曲光纤研发了脉搏测量系统。首先根据光纤的弯曲损耗理论设计了光纤传感头,然后对采集到的数据进行处理,提取和分析特征点。通过测量人体运动前后、不同年龄、不同性别的脉搏信号,发现人体运动后潮波消失,频率和幅值明显增大,中年人的潮波、重搏波峰、重搏波谷不如青年人的明显,女性的脉搏压力差较男性明显偏小。实验结果表明,基于弯曲光纤的脉搏测量系统可以再现脉搏信号的细节参数,能够准确测量到主波、潮波、重搏波峰、重搏波谷等特征点,该研究对促进数字脉诊技术的发展有重要意义。

摘要：基于单级虚像相位阵列(VIPA)的布里渊散射光谱信号检测技术具有结构简单、光通量高的特点,在透明生物组织弹性快速检测方面具有优势。眼角膜和晶状体是典型的透明组织,但由于单级VIPA光谱仪中布里渊信号易被弹性散射淹没,限制了其信噪比和分辨率的提高,成为临床进一步应用的技术瓶颈。针对这一问题,从理论和实验两方面探究了提升单级VIPA布里渊光谱检测系统性能的方法。利用VIPA的傍轴近似色散模型,理论分析了柱面透镜前准直光束的半径、柱透镜焦距、球面透镜焦距和VIPA倾斜角度对单级VIPA光谱仪色散率的影响。研究结果表明,影响色散率的主要因素是球面透镜焦距、VIPA倾斜角度和探测器分辨率。在实际测试系统中,对一种变焦镜头与高分辨CMOS相机结合的信号接收装置进行有效的参数设计与系统匹配,实现了色速率与散射信号强度的平衡,优化了光谱仪系统各项参数,提升了该检测系统的性能。应用该单级VIPA光谱仪,实现了猪眼角膜和晶状体二维频移成像。该研究结果对于单级VIPA光谱仪在临床诊疗领域的应用具有重要意义。

摘要：针对密集人群中人工测温易引起交叉感染的问题,将红外测温技术和智能小车技术相融合,设计了一种基于STM32单片机的智能红外测温小车。在智能小车的基础上加载了人体识别模块和红外测温模块,实现了人体识别、测温、报警智能一体化操控。结合温度测量实验,通过计算得到温度的平均绝对误差(MAE)为0.11℃,结果表明,该小车系统具有测量结果准、测温效率高、测温不漏人、成本低且可行性好等优点,可为疫情防控测温提供一种创新的思维方式。