摘要：针对目前光纤环形腔衰荡光谱技术多用于测量单一通道或者单一物理量的问题,依据双通道同步检测的思想,在传感系统中结合延迟线方法,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用微位移传感系统,并对其重复性、灵敏度、复用性等特性进行了实验研究。结果表明:该系统可在双通道条件下分别实现0~10位移测量,且在未发生位移时两路传感器的重复性测试结果分别为(0.950 080 6±0.001 151)μs^-1和(0.953 523±0.001 757)μs^-1;当两路传感分别产生6 mm和5 mm的位移时,重复性测试参数变化为(0.955 884±0.001 966 4)μs^-1和(0.959 957±0.002 013)μs^-1;双路传感器的灵敏度分别为(1.07×10^-3±7.337×10^-5)μs^-1·mm^-1和(1.00×10^-3±4.130×10^-5)μs^-1·mm^-1.经实验验证,双路传感器的相对误差分别为2.1%,4.0%,可为实现多参数同步检测提供一种有效的途径和方法。

摘要：针对矿井发生重大灾害时通讯系统因断电无法使用的问题,设计出一种本质安全无源检测的双通道光纤拾音系统。基于直线型萨格奈克-马赫泽德光路结构,采用单模光纤作为传感单元检测语音信号,借助光开关实现双通道信息采集,并通过STM32嵌入式微控制器与FreeRTOS嵌入式操作系统的联合开发实现语音信号的实时采集与还原。系统经实验测试,可以在长为2.5 km的传感距离范围内,实现500 Hz与1 000 Hz单音、摩斯电码求救语音、人类呼救语音等信号的双通道扫描式拾取,频率分辨率为0.02 Hz,精度为±0.01 Hz,从而为矿井重大灾害救援应急通讯与人员定位提供一种新的思路与解决办法。

摘要：基于贵金属纳米颗粒阵列的多重表面晶格共振能够在多个波段同时抑制体系的辐射损耗,提高共振品质因子,增大局域场强。提出一种采用贵金属劈裂纳米环阵列产生多重表面晶格共振的方法。由于劈裂纳米环磁偶极共振的等效偶极矩垂直于纸面,能够同时向平面的x和y方向散射电磁波,这使得磁偶极共振与两个正交方向上的瑞利异常产生耦合成为可能。计算结果表明,在劈裂纳米环构成的阵列结构中,磁偶极共振能够与两个周期方向上瑞利异常形成耦合,从而产生表面晶格共振。当阵列周期不同时,能够同时激起两个表面晶格共振;利用劈裂纳米环的电四极共振也可得到类似的光学响应。这些特性使得贵金属劈裂纳米环阵列在微纳光子器件的设计方面将具有重要的应用价值。

摘要：针对现有冬季冰盖垂直剖面温度检测技术的不足,设计了一种具有高空间分辨率的分布式光纤测温系统,介绍了系统的测量原理和总体结构,提出使用反卷积校正算法,避免了因受系统有限带宽影响而导致的测温不准,从而提升空间分辨率。同时进行了相关测温实验。该算法可以在保证温度测量精度的前提下,将系统的空间分辨率从1.3 m提升至0.5 m。设计了一种具有垂直高分辨率的温度测量装置,可以精确检测冰盖内部垂直方向上的温度变化,实现对冰盖厚度的识别。

摘要：利用布尔网络设计一种低功耗物理随机数发生器,熵源部分为12个二输入逻辑门相互耦合及1个反向器构成的自治布尔网络,并从时域、频域及计算最大李雅普诺夫指数等方面分析其产生信号的混沌特性.经过对该混沌信号采样和量化,生成熵值为1 bit/sample、实时产生速率为100 Mbit/s的随机序列.整个物理随机数发生器在现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上实现,硬件逻辑资源消耗少.美国国家标准与技术研究院的随机数测试程序结果表明,产生的随机数具有良好的随机统计特性.该设计可应用于高速加密系统、保密通信等信息安全领域.

摘要：超宽带雷达具有抗干扰、高分辨率等特征,设计并实现了一种面向超宽带雷达系统的CPPM微波源。CPPM信号由时间间隔随混沌特性变化且宽度和幅值均相同的脉冲序列构成,相关特性和信号带宽分别取决于混沌特性和脉冲宽度。数字仿真和FPGA实现了基于logistic映射的脉冲宽度为0.64 ns的CPPM信号,带宽可达1.56 GHz,并具有较好的相关特性。模糊函数表明该信号可以实现较高的测距和测速精度并具有良好的抗干扰能力。将该CPPM信号作为雷达系统信号源,实验验证了对不同距离目标物的定位,双目标分辨率可达16.5 cm,可以实现目标物的精确定位。

摘要：为了研究角向偏振艾里光束的紧聚焦特性,采用理查德-沃夫矢量衍射理论分析优化了艾里光束的指数衰减因子、主环半径与比例因子对其入射光场分布的影响;分别研究了角向偏振艾里光束聚焦场分布与涡旋滤波器调制的角向偏振艾里光束的聚焦场分布,得到亚波长的角向中空场分布与亮场分布,实验结果与理论模拟基本一致。进一步利用粒子群算法设计多环涡旋相位滤波器调制角向偏振艾里光束,紧聚焦后得到了超长无衍射超分辨的横向偏振光针。结果表明,光针的半峰全宽为0.395λ,聚焦深度为37.432λ,纵横比达到94.788;通过计算斯托克斯参量分析聚焦光场的偏振分布,发现聚焦光场在径向偏振与角向偏振之间交替变化,且光束中心奇异点消失,实现了横向偏振的亮场分布。该研究在高密度的磁光存储、超分辨的光学成像、纳米光刻与粒子操作等领域具有广泛的应用。

摘要：光谱仪是进行生化检测与光谱分析时所需的基本仪器,近些年来,研究开发小型、便携式的光谱仪已经成为重要的研究方向。设计了基于智能手机的光谱检测方法及装置,该装置以手机内置LED 灯为宽谱光源,以 DVD 光盘聚碳酸酯层的周期性凹槽结构作为衍射光栅,利用智能手机进行光谱分析。以水中 Cr^6+为例,利用显色反应生成紫红色络合物,采用所开发装置结合分光光度法实现了水中Cr^6+的快速定量检测。检测结果与常用的分光光度计结果一致,检测限为0.02 mg/L,达到了国标对饮用水中 Cr^6+含量的检测要求。

摘要：在高纬度地区冬季结冰期,水电大坝、水库等水工建筑物要承受由于温度变化引起冰体积膨胀而产生的静冰压力的挤压,如果对静冰压力估计不足,水工建筑物往往会遭受严重损坏.提出了一种基于光纤位移检测原理的静冰压力传感器结构,介绍了静冰压力传感器机械结构与数据处理电路的设计思路和工作原理,分析了静冰压力与冰层厚度和冰层温度的关系,对传感器的现场实验数据进行了初步的分析.

摘要：针对自然条件恶劣的野外河道环境下冰情监测系统对采集数据连续性和设备实时控制的需求,基于TCP/IP技术和LabVIEW软件工具设计并研制了冰情远程监测数据处理系统.安装有冰情远程自动监测系统软件的监测中心上位机作为TCP服务器,实现了对远程数据的接收和对远程传感器的控制,利用LabVIEW的编程语言实现了对远程数据的处理,利用LabSQL工具包和Access数据库可以实现对冰情远程数据及后期处理结果的自动存储,并具有历史数据的查询功能,由于系统操作简便,可以大大降低操作人员的工作量.