摘要：机翼结冰是影响飞机飞行安全的重大隐患。针对现有机翼薄冰探测方法存在的外形、精度、抗环境干扰方面的不足,设计了一种适用于机翼薄冰识别探测的平面电极,搭建制备不同冰型的实验平台,采集薄冰阻抗、电容、传输系数的频扫数据。定量分析频谱曲线形态,建立基于支持向量机的冰型分类与明冰厚度回归模型。通过变温实验对各参数的温度漂移进行分析并建立温度补偿方法,同时对机翼翼面可能存在的残留物对薄冰识别的影响进行了研究实验,结果证明所提方法能够实现0.2 mm~2.5 mm厚度范围内薄冰的识别和探测,且不受常见干扰物的影响。

摘要：随着高速信息时代的来临及信息量的爆炸式增长,对信息处理速度提出了更高的要求,光子储备池计算系统成为了解决方案之一.短光子寿命易于提升光子储备池计算系统的响应速度而有助于实现更高速率的信息处理.激光器内腔长度会影响光子寿命,同时还影响了激光器输出进入不同动力学状态时所需的相关参数值.因此,本文研究了不同内腔长度(120—900μm)对基于分布式反馈激光器的储备池计算系统性能及相关参数空间的影响.结果表明,当内腔长度在120—171μm范围内,系统可低误差处理20 Gbps速率的信息;内腔长度介于120—380μm之间时、较大的频率失谐及少量虚拟节点数(50),仍可使系统具有良好的预测效果;内腔长度较短时,反馈强度与注入强度组成的高性能参数空间可提高22%—40%.

摘要：光波单向传输器件在全光计算和信息处理方面具有重要应用.本文提出一种具有完全光子带隙的硅基空气孔光子晶体漏斗型光波导结构,在光通信波段可实现单向传输特性.漏斗型光波导可打破光波对称传输,引入点缺陷通过模式转换与失配进一步抑制反向透射,并研究了不同的点缺陷类型与位置对反向透射的影响.采用时域有限差分法进行数值计算,优化选取了最佳的点缺陷模式.结果显示,单柱型点缺陷在向左移动5a(a为光子晶体晶格常数,a=470 nm)时,横电(TE)偏振光在工作波长1550 nm处正向透射率为0.716,透射对比度为0.929,工作带宽为111 nm.另外,本文提出的光波单向传输器件结构简单、工艺要求低,有望为集成光路中单向传输器件设计提供新的解决方案.

摘要：980nm半导体激光器作为掺铒光纤放大器的最佳泵浦源,其温度会影响激光器功率稳定性和放大器输出光谱漂移。提出将现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制元件,以半导体制冷器为执行元件、热敏电阻为温度传感器,利用FPGA自动切换内部状态机、控制流入半导体制冷器电流的方向和大小,实现980nm半导体激光器内部的温度控制,并通过搭建基于FPGA的掺铒光纤放大器系统实验装置,验证所提方法的可行性。实验结果表明:所提出的温度控制方法能有效地实现980nm半导体激光器的温度控制,使其功率-电流曲线的线性拟合度提高了23.07%,掺铒光纤放大器的输出光谱波长偏移减小了62.5%,保证了激光器输出功率及放大器输出波长的稳定性。该方法的结构简单且实时性高,对推进半导体激光器温度控制的发展及应用具有非常重要的意义。

摘要：提出基于光子晶体多缺陷耦合实现紫外波段高透射带通滤波的方案,采用传输矩阵法分析日盲紫外带通滤波器的光学传输特性。通过减弱光子局域和多个缺陷耦合效应,实现光子晶体通带的拓宽和边沿截止陡度的调整,可在239~280 nm日盲紫外波段实现平均透过率为90.71%的高透射,且在239 nm以下和290~360 nm的阻带波段实现高抑制。研究结果表明,弱化光子局域和不同缺陷峰耦合作用可以有效拓宽通带范围,提升通带透过率,同时该结构对光源小角度(<15°)入射不敏感。该滤光器设计方案可应用于日盲紫外探测和紫外通信系统。

摘要：基于紫外-可见光谱技术,设计了一种可用于水质参数溶解氧(COD)实时在线检测的系统,介绍了系统的测量原理和总体结构(光路和电路)的设计。通过对水体COD的检测,测得了COD溶液的光谱数据,利用光谱数据建立了PLS算法预测模型和电压解算模型,并对两种模型的预测精度进行了对比。同时考虑到水体中的环境干扰因素,重点分析了浊度、温度对COD测量结果的影响,并对所构建模型进行了补偿和校正,提高了系统的检测精度。实验结果表明,相比传统的水质COD检测方法,该系统实现了快速、高精度和实时在线检测的目的。

摘要：针对温感区域长度小于空间分辨率导致温度测量不准确的问题,提出一种多点温度校正方案,并介绍了一种可应用于中小尺度剖面温度分布测量的装置和方法。采用基于多峰高斯拟合的方案,实现了多个测量不准确温度点的同时校正,提高了系统的温度准确度,设计了分布式拉曼测温系统样机,通过将光纤部分缠绕在PPR管上实现了中小尺度剖面温度分布测量。实验装置使2 m和1.5 m温感区域的测量准确度提高到1℃;测得冬季黄河万家寨水库冰盖厚度约为42.33 cm,与人工测量结果相差约为1.67 cm;测得36 m深河水剖面的温度约在0.32℃~0.90℃范围内波动。实验结果表明,采用该分布式拉曼测温系统能够在野外大范围监测河道流水剖面的温度分布。

摘要：利用混沌激光的低相干性实现了对激光散斑的有效抑制。其中,使用了激光显示中常用的激光二极管,通过光反馈扰动激光器和电混沌信号调制激光器产生了混沌激光,分别研究了光反馈系统中偏置电流、反馈强度和调制系统中偏置电流、调制幅度对散斑抑制的影响,并对两个系统的散斑抑制效果进行了对比研究。实验结果表明,通过两种方式产生的混沌激光有效地抑制了散斑噪声,其散斑对比度均可降低0.9以上,使用混沌激光可使光谱最大可展宽至4.6 nm,其相干长度从441μm降低至87μm。

摘要：金属纳米颗粒局域表面等离激元共振时能够产生消光和近场增强效应已经成为国内外研究的热点.应用时域有限差分法对L形纳米棒与普通纳米棒构成的金纳米棒复合体的消光光谱及其近场增强和电流矢量密度分布进行了研究.计算结果表明,普通纳米棒和L形纳米棒二聚体的光谱响应与纳米棒间的间距有关,而金纳米棒复合体的消光光谱可通过调整L形纳米棒与普通纳米棒间的间距、L形纳米棒的臂长度以及普通纳米棒的长度进行调谐.此外金纳米棒复合体可以分解成L形纳米棒二聚体和普通纳米棒二聚体两个部分,通过分别改变L形纳米棒的臂长和普通纳米棒的长度,对比L形纳米棒二聚体和普通纳米棒二聚体间的共振峰位置变化,可以更直观地了解金纳米棒复合体消光光谱线型的变化.这些结果可用于指导金纳米棒复合体纳米光子器件的设计,以满足其在表面增强拉曼散射和生物传感等方面应用.

摘要：基于偏振模式不同的光波在二维光子晶体中的传播特性不同,设计出一个支路半径相同的Y型二维光子晶体偏振光分束器.通过时域有限差分法对该分束器进行数值计算与模拟分析.结果表明,该分束器能够实现TE模和TM模平行、高效分束.当波长为1.55μm的高斯脉冲入射时,TE模透射率可达97%,TM模透射率可达93.5%,且该结构尺寸仅有6.3μm×6.8μm.这些特性使其在未来的集成光路中具有很好的应用前景.