光回馈Nd:YAG激光器中的多模跳变现象

研究了Nd:YAG激光器中光回馈引起的多模跳变现象.光回馈调制了激光器不同纵模的阈值增益，阈值增益最低的纵模获得振荡.在外腔调谐过程中，当振荡模式的阈值增益高于相邻模式的阈值增益时产生模跳变，光强调制曲线出现相应的波动.各跳变纵模在增益曲线上的位置不同，导致模跳变点位置不同，相应的光强调制曲线也不同.越靠近中心频率的纵模，其光强信号峰值越大，该纵模持续振荡时间也就越长.当两跳变纵模关于中心频率对称时，其光强信号峰值相等，纵模持续振荡时间也相等. 关键词： 自混合干涉 模跳变 光回馈 阈值增益     

非线性一维光子晶体反射谱的多值特征研究

以含有一层kerr非线性介质的一维光子晶体为对象,基于子层逆向递推算法,给出了非线性反射谱一种简单有效的数值计算方法.基于此方法得到了该结构在1 535~1 565nm范围内的非线性反射谱.当输入光强高于阈值时,缺陷模缓慢移动并出现弯曲倾斜的多值特征.分析了上跳波长、下跳波长随输入光强的变化趋势.研究了线性周期介质和非线性介质结构参数对反射谱的影响.研究表明:增加周期介质的周期、高低折射率比和非线性层厚度都能使缺陷模变窄,输入光强阈值和上跳波长、下跳波长的阈值波长降低;而非线性介质的三阶非线性系数增大时,输入光强阈值降低,但缺陷模宽度、上跳波长和下跳波长的阈值波长没有明显改变.这种多值特征对于设计光学开关、光学滤波器等有着重要的指导作用.     

基于S变换的脉冲星辐射脉冲信号检测

为了提高脉冲星辐射脉冲信号的检测速度和在低信噪比下的检测效果, 提出了一种基于S变换的脉冲星辐射脉冲信号检测算法. 文中证明了高斯白噪声S变换域功率谱服从自由度为2的卡方分布, 基于此对累积信号S变换域功率谱进行阈值处理,累加阈值处理后的时频功率谱作为统计量进行检测. 此外阈值处理后的功率谱也可用来测量脉冲星信号的时间延迟. 仿真实验验证了本文算法的有效性,其检测性能优于同类的基于高斯分布模型的检测算法, 同时还可以在一定精度下给出脉冲星信号的时间延迟值. 关键词： 脉冲星 卡方分布 S变换域检测 时延测量     

基于少模光纤的SBS光谱阈值特性分析

受激布里渊散射会影响少模光纤传输系统中的信噪比、传输距离与传输容量,是影响传输系统入纤功率提高的重要因素。对阶跃型少模光纤的受激布里渊散射谱的阈值进行了研究,运用了布里渊散射谱、模式联运谱的数学模型对少模光纤散射特性进行了分析,探讨了少模光纤布里渊散射增益谱、阈值增益系数,以及光纤各参量对少模光纤阈值的影响。分析结果表明：SI-10阶跃型少模光纤中存在五种不同的传播模式,不同模式有各自的传输常数以及有效折射率,各模式相互作用导致模式展宽、增益降低,且布里渊散射谱峰值增益系数为3.9×10-11 m·W-1。阈值增益系数受到光纤传感距离的影响,在相对较短距离传输中阈值急速下降,且其趋势随长度增加渐趋平缓,当光纤长度达到22 km时阈值增益系数趋于常数18.1。少模光纤的阈值因光纤长度的递增而递减,且递减趋势渐缓趋于常数20.5 dBm;少模光纤不同模式受激布里渊散射的阈值也因光纤长度的递增而递减最终趋于常数,且不同模式的阈值因模式阶数的递增而递增;少模光纤的阈值随着光纤衰减系数和纤芯半径的递增而递增,且增加趋势缓慢增大。不同衰减系数的光纤其阈值在不同长度趋于常数,衰减系数越大受激布里渊散射阈值越大越容易趋于一常数。     

复杂谐波信号中响度和谱质心的相互影响——响度和谱质心辨别阈的实验研究

根据阈值测量实验和变化一致性测量实验,在单自变量干扰和双自变量干扰两种情况下量化分析响度和谱质心之间的交互关系。研究发现:(1)复杂谐波信号中谱质心对响度的影响强于响度对谱质心的影响;(2)声音的变化方向对被试判断响度和谱质心的阈值存在影响。研究结果进一步呈现了响度和谱质心的定量特征,为听觉属性交互关系的深入研究提供了新的思路。      

条形耦合波导对光子晶体耦合缺陷模的影响

光子晶体的耦合缺陷模可以通过透射谱形状来表征,而透射谱形状则与连接缺陷的条形耦合波导相关.不同于直接耦合时信号相移只依赖于缺陷模的共振频率,当存在耦合波导时信号相移也决定于波导的长度和色散关系.随着波导长度的增加,透射谱形状发生从三峰到两峰,再到平项,最后又回到三峰的周期性变化.时间耦合模的分析表明,在缺陷模频率附近理论结果与时域有限差分法的计算结果完全一致,表明在此复杂情况下理论模型依然有效.     

低阈值掺钛蓝宝石激光器实验研究

结合特殊的谐振腔设计和半导体可饱和吸收镜，建成了一台低阈值的自启动掺钛宝石激光器 . 分别用3％和12％的输出耦合镜，获得了阈值低至390mW和600mW的稳定锁模脉冲输出. 采 用12％输出耦合镜，在12W抽运时，输出平均功率为114mW，对应的典型脉宽为17fs，谱宽 为47nm. 相对于以往的低阈值克尔透镜锁模激光器，锁模工作的范围区域加宽，减小了操作 难度，提高了稳定性. 关键词： 低阈值 半导体可饱和吸收镜 克尔透镜锁模 掺钛蓝宝石激光器     

三共振准相位匹配光学参量振荡器反射抽运场的正交位相压缩

利用全固化单频Nd∶YVO₄激光器抽运由periodically poled lithium niobate(PPLN)准相位匹配晶体组成的光学参量振荡器,通过调节晶体的温度,在信号模与闲置模近简并的情况下,完成了抽运场与两个亚谐波模在腔内同时共振,实现了光学参量振荡器的极低阈值运转(阈值为1.2mW);当抽运功率为阈值抽运功率的2.8倍时,观察到反射抽运光的正交位相压缩,压缩度达1.1dB.数值计算与实验结果一致     

活性无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响

基于具有局域-非周期-类结构的活性无序介质中的复杂局域模与合适泵浦光的相互作用模型,研究活性无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响,定性解释了泵浦功率对局域模发射的影响.结果表明,局域-非周期-类结构的无序介质的透射谱只与介质的结构有关,而与介质的损耗和增益无关,不同的激发模具有不同的泵浦功率阈值.     

小波变换与高斯拟合在光谱重叠峰解析中的应用

利用小波变换对小波低频系数置零、高频系数阈值量化,实现了光谱信号的基线校正和谱线去噪;对光谱信号进行多尺度小波变换,搜寻各层小波系数模极值所构成的脊线,并对其中复合脊线进行校正,脊线中小波尺度参量最大时所对应的位置即为峰位;根据得到的峰位值,在最小二乘意义下寻找由多个单峰高斯函数叠加而成的最佳拟合光谱,得到谱峰峰强以及峰宽信息.利用该算法对含有基线漂移和随机噪声的光谱重叠峰进行解析,结果表明该算法能够较好地分离重叠峰,其中利用多尺度小波变换求解得到的峰位值偏差在±1.3以内,通过高斯拟合得到的峰强值偏差不超过8.5%.与现有算法求解得到的谱峰信息对比可知,本文所设计的光谱重叠峰解析算法具有一定优势.     

用于扩频通信的声光循环平稳信号处理技术

传统的基于声光技术的信号处理模型被建模为平稳随机过程,而在扩频通信中,信号是被伪码调制的循环(周期)平稳信号。因此,扩频信号应被建模为循环平稳随机过程。基于声光信号处理技术和循环平稳随机过程理论,建立了声光循环平稳信号处理模型,并应用于扩频通信中,理论分析和仿真表明,声光循环平稳信号处理技术在扩频通信领域的信号分析中是十分有用的。     

Comparative Study on Large and Small Signal Theory for Intensity Modulation Response of Semiconductor Lasers Including Higher-Order Dispersion Terms

In this article, the comparison of large signal theory and small signal theory has been done with dispersive propagation of optical signal with IMDD (Intensity Modulation Direct Detection) systems for semiconductor lasers with higher-order dispersion terms. The expressions for an exact large signal theory and small signal theory including higher-order dispersion terms for propagation of an optical wave with sinusoidal amplitude and frequency modulation in a dispersive fiber have been derived. It is observed that small signal theory is more sensitive compared to large signal theory in terms of intensity modulation/direct detection systems. Also, it is reported that for large signal analysis the higher-order effects of dispersion can be ignored, whereas for small signal theory, the higher-order effects can be ignored for lower modulation frequencies only. The variation in the transfer function for various values of modulation indices are greater for small signal analysis than for large signal analysis. Also, as the intensity modulation index is increased, there is a decrease in the value of transfer function. The large signal model approximates the small signal model for lower values of the intensity modulation index.     

Comparative Study on Large and Small Signal Theory for Intensity Modulation Response of Semiconductor Lasers Including Higher-Order Dispersion Terms

In this article, the comparison of large signal theory and small signal theory has been done with dispersive propagation of optical signal with IMDD (Intensity Modulation Direct Detection) systems for semiconductor lasers with higher-order dispersion terms. The expressions for an exact large signal theory and small signal theory including higher-order dispersion terms for propagation of an optical wave with sinusoidal amplitude and frequency modulation in a dispersive fiber have been derived. It is observed that small signal theory is more sensitive compared to large signal theory in terms of intensity modulation/direct detection systems. Also, it is reported that for large signal analysis the higher-order effects of dispersion can be ignored, whereas for small signal theory, the higher-order effects can be ignored for lower modulation frequencies only. The variation in the transfer function for various values of modulation indices are greater for small signal analysis than for large signal analysis. Also, as the intensity modulation index is increased, there is a decrease in the value of transfer function. The large signal model approximates the small signal model for lower values of the intensity modulation index.     

基于压缩感知的振动数据修复方法

为解决旋转机械振动信号丢失数据修复的问题,提出一种基于压缩感知原理的振动数据修复方法.首先对采集到的不完整信号进行处理,将无信息输入时刻对应的数据用零元素填充得到有损信号,以单位矩阵为基础,根据有损信号中零元素的位置信息,构造对应于压缩感知框架下的观测矩阵;再根据待修复信号的特点并结合先验知识,构造或选择能够对振动信号进行稀疏表示的字典矩阵;然后使用高效且稳定的追踪算法,根据有损信号、观测矩阵以及字典矩阵重构原始信号,实现丢失振动数据的修复.使用仿真数据检验方法的有效性;使用实测的轴承振动状态数据验证方法对于振动数据的适用性,并通过比较完整信号、有损信号和修复信号对应的时域和频域特征值来检验数据修复效果.实验结果表明:本文方法能够有效地实现丢失数据的修复,且从统计特征的角度来看,相比于有损信号,修复信号能够更为准确地描述真实完整的振动信号.     

光泵磁共振实验探究

本文分析了光磁共振实验中,观察到光抽运信号和磁共振信号的条件,并重点对方波和三角波扫场对光抽运信号和磁共振信号的作用和影响进行了讨论,阐明了应如何选择方波和三角波扫场信号的大小和方向,才能得到理想的光抽运信号和磁共振信号。     

遥测振动信号EMD-WVD分布应用研究

飞行器飞行试验采集的遥测振动信号频段丰富、成分构成复杂,合理有效地解读其包括的时频信息在分析飞行器结构和环境特性方面至关重要。依托经验模态分解(EMD)方法将复杂信号分解成准单分量信号,借助相关系数法将伪分量信号剔除,保证分解信号的有效性。通过EMD和 WVD方法的结合,将保留的准单分量信号进行WVD变换并做平滑伪处理,从而获得复杂信号的时频分布。EMD-WVD组合模型经在仿真信号上的应用检验,能够检测信号自身的时频特性,进一步应用其在遥测振动信号上,同平滑伪WVD抑制交叉项方法进行了比较,结果表明EMD-WVD组合模型更加有效,能够反映复杂工程信号的时频分布特性。     

光磁共振实验中扫场的作用和影响

讨论了方波和三角波扫场对光抽运信号和磁共振信号的作用和影响,阐明了应如何选择方波和三角波扫场信号的大小和方向,才能得到理想的光抽运信号和磁共振信号的方法．     

基于悬丝法的螺线管磁轴测量信号处理技术

针对螺线管磁轴测量中的悬丝位置、测量信号失真、磁轴偏轴和磁轴倾斜信号的分离数据处理要求等问题,采用一种高偏置消除的信号检测与测量方法,并对探测器采用了相关的恒定驱动技术,进一步提高了信号产生的稳定性及抗干扰能力,研制了一种可以获得比较直接的悬丝振动信号的测量系统,解决了单纯采用交流耦合隔直滤波放大器或带通滤波放大器不能获得完全准确的测量信号的问题,确保了在较高的直流偏置下获得没有畸变的较小测量信号,消除了测量信号中低频分量基线倾斜及其中起伏的影响,并实现了磁轴偏移和磁轴倾斜信号的分离,极大地提高了螺线管线圈磁轴的测量灵敏度,实际测试结果显示测量灵敏度提高约1个量级。     

混沌背景下信号的盲分离

混沌信号与确定性小信号叠加生成的混合信号是一更高维的混沌信号,因而不能用一般的混沌信号噪声抑制的方法进行分离.提出了一种这类信号盲分离的方法.在重构未知的混沌信号的动力方程时,充分利用混沌吸引子的几何特性,并且限定动力映射为原混沌吸引子所在流形的内部映射,从而保证了重构的动力系统方程对应于原混沌信号,而不是同样具有混沌特性的混合信号.然后利用重构的动力方程,借用混沌信号中的噪声抑制思想,估计出原混沌信号对应的轨道,实现信号分离.通过对Lorenz系统中谐波信号、Henon映象中自回归过程,以及脑电信号中谐波信号进行提取的数值实验,验证了信号盲分离方法的有效性和可行性. 关键词： 混沌 非线性 信号处理 盲分离     

基于LED-89C52的无人机动态信号采集处理系统设计

无人机动态信号采集与处理,是对无人机控制的关键。设计并实现了一种基于LED-89C52的无人机动态信号采集与处理系统,该系统以89C52单片机为核心,使用高质量的信号采集终端模块以及信号处理调理模块增强检测精度,提高无人机大气信号检测的动态性能,系统的硬件设计,主要包括89C52单片机、信号采集终端、信号处理板模块、信号调理模块以及传感器信号放大与A/D转换模块和显示译码驱动模块、LED数码管显示模块等,给出了系统实现动态信号采集与处理的流程图以及程序代码,实现无人机中动态信号有效采集与处理。实验结果表明,所提系统可准确获取无人机中动态信号,完成信号的有效处理,具有较高的准确率,应用前景阔。