基于光纤光栅测量静冰压力的应用研究

静冰压力是指冰层在升温膨胀受到约束的条件下,对约束体产生的压力.它是高寒地区水工建筑物的一种特殊载荷,也是冰科学和冰工程研究中最关键的物理指标之一.主要介绍了几种测量与确定静冰压力的方法及其存在的问题,并着重研究了适合测量静冰压力的光纤光栅传感器的工作原理和结构设计,提出了静冰压力在线检测系统的设计方法,解决了光纤光栅压力传感器的温度补偿问题.通过初步的研究表明,基于光纤光栅的静冰压力传感器具有尺寸小、分布式绝对测量、抗腐蚀能力强、抗干扰、适合于定点连续自动监测等优点.     

光纤随机色散对孤子系统通信容量的影响及抑制

研究了色散随机变化对光纤孤子通信容量的影响并给出减少该影响的方法。结果表明,随机色散的存在会使孤子到达时间产生抖动,该抖动与随机色散虚部的均方根成正比,且与孤子的振幅及速度有关;可以引入滤波器来抑制随机色散的影响     

光纤非线性传输的电磁理论及其数值模拟

本文从Maxwell方程导出了光纤非线性传输方程的一般完整表示,给出了考虑损耗与高阶色散下的孤子能量与动量方程,从其出发得到了小损耗一般解析解,对各种因素对光纤孤子传输的影响进行了数值研究,得到了一些新的重要结果。     

变系数非线性SchrÖdinger方程孤子的演化

用变分法求解了变系数非线性SchrÖdinger方程,得到了光孤子参数的演化方程.利用得到的演化方程研究了绝热放大孤子传输系统和色散缓变光纤中孤子的传输,尤其,获得了色散指数缓变光纤中光孤子的近似解析解.     

光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨

范跃祖，宁文如，刘剑．光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨．数理统计与管理，１９９７，１６（４），２９～３２．光纤陀螺是新一代的光学陀螺仪，它的性能决定着惯性参照系统的精度。光纤陀螺的误差分为两大类。一类是有规律的，另一类是随机的。本文提出了两种新的用于光纤陀螺随机误差补偿的Ｋａｌｍａｎ滤波方案，考虑了两种随机模型：（Ⅰ）角速度变化为等随机的；（Ⅱ）角速度变化为等随机加速的。仿真结果表明，第二种方案对噪声起到了很好的抑制作用和滤波效果     

二氧化锗空芯光纤的研究

提出并建立了制造纯GeO₂空芯光纤的方法,研制的纯GeO₂空芯光纤的输出功率达到18W,损耗为1.23dB/m,论述了该光纤的传输激光能量的原理,探讨了光纤的传输损耗和应用领域.     

光纤面板传输机理研究(Ⅰ)

光纤面板中元光纤是传递光信息的信道,元光纤特性对信息量传输有很大影响.本文建立了扩散型元光纤的物理模型——“三层结构光纤”,引入“过渡层模”的概念,推导出导模与过渡层模传输的本征方程,定义了元光纤传输效率与串光的表达式,并就几个低次模式计算了各种扩散情形、结构设计参数下的传输效率.结果表明:扩散过渡层的存在是影响光纤有效传输、造成串光的重要因素.     

耦合Sasa-Satsuma方程的Darboux-穿衣变换和半有理解

本文主要研究可积的耦合Sasa-Satsuma方程,它可用于描述两个超短脉冲在双折射或双模光纤中的传输动力学.通过Darboux-穿衣变换,可以得到一类半有理解.这类解能够展示出怪波与呼吸波之间各种有趣的叠加场景.这些结果将有助于丰富和解释出现在光纤和色散介质中一些相关的非线性现象.     

变量分离法与变系数非线性薛定谔方程的求解探索

把变量分离法应用于(1+1) 维非线性物理模型，构建了色散缓变光纤变系数非线性薛定谔方程的一类新的孤子解.作为特例，也得到了常系数非线性薛定谔方程的包络型孤子解，只是解的形式有点变化.     

卡尔曼滤波在光纤监测中的应用

薛毅，杨中华．卡尔曼滤波在光纤监测中的应用．本文提出用卡尔曼滤波方法对光纤的接口位置进行确定。该方法的优点是：可以自动地、较为准确地得到光纤的接口位置，为光纤监测数据的自动分析提供了依据     

光纤面板传输机理研究(Ⅱ)

本文在文献[1]研究的基础上,建立了光纤面板的结构模型。利用光学信息理论,研究了光纤面板的传输机理。通过分析、计算光纤面板传输的光学信息量,给出了光纤面板传递最大信息量时的最佳结构参数和扩散参量。     

一类分数阶修正的不稳定Schrödinger方程的新精确解北大核心CSCD

研究了分数阶修正的不稳定Schrödinger方程(FMUSE),该方程描述了光脉冲在非均匀光纤系统中传播的色散、非线性、增益或吸收变化的普适问题.首先适当地利用广义分数波变换将FMUSE转化为常微分方程,分离实部和虚部并分别令为零,得到了色散关系.再利用修改的(G’/G)-展开法,求得了一系列带参数的新精确解析解,其中包括三角函数解、双曲函数解和有理函数解,并给出了保证解存在的约束条件.最后当参数取特殊值时得到暗孤波和周期波解.     

强度调制型光纤静冰压力检测电路的设计

针对静冰压力检测的工程适用现状,设计了一种低功耗,全天侯自动检测系统.该系统基于反射式强度调制型光纤传感器,由光发射电路、光接收电路、AD转换电路、单片机电路以及数据存储电路等组成.对该光纤静冰压力的检测电路进行了实验测试,实验结果表明,检测系统电路可实现从作用于传感器压力敏感元件的微弱静冰压力变化到信号采集端的显著电压值变化及其自动检测.     

用于电流传感器的高线性双折射高扭转光纤

本文用耦合模理论分析了扭转的线性双折射光纤。高线性双折射光纤在熔融态下扭转后形成高椭圆双折射光纤。具有合适扭转率的这种光纤是检测Faraday效应的功能型光纤,可在很大程度上消除线性双折射对检测的影响。用上述光纤对电流进行的测量证明了这一观点。     

980nm泵浦掺铒光纤放大器增益特性的理论研究

从均匀加宽三能级结构的速率方程组和光传输方程出发 ,在引入光场与掺杂分布的重叠因子后 ,忽略放大自发辐射 (ASE)时 ,得到了 980nm波段泵浦的掺铒光纤放大器 (EDFA)速率方程组在稳态情况下的解析解 ,并利用数值模拟结果对放大器的增益、泵浦阈值、最佳光纤长度进行了分析和讨论.     

Davey-Stewartson系列的无色散化探讨

从Davey-Stewartson(DS)系列的定义和性质出发,按照标准的无色散方法,研究了DS系列的无色散(半经典)极限.利用整个系列的特征函数的WKB表示,在无色散极限下,得到了无色散DS系列的哈密顿-雅可比型的非线性Lax表示,给出了无色散DS系列的流方程.最后,通过两个例子验证了结论的正确性.     

Davey-Stewartson系列的无色散化探讨

从Davey-Stewartson(DS)系列的定义和性质出发,按照标准的无色散方法,研究了DS系列的无色散(半经典)极限.利用整个系列的特征函数的WKB表示,在无色散极限下,得到了无色散DS系列的哈密顿-雅可比型的非线性Lax表示,给出了无色散DS系列的流方程.最后,通过两个例子验证了结论的正确性.     

基于光纤光栅绝对测量技术的高耐久智能钢拉杆

针对目前钢拉杆构件缺少施工荷载下的内力测试和服役期间的长期监测手段问题,采用玻璃钢封装技术研制开发出一种新型的基于光纤光栅绝对测量传感技术的高耐久性智能钢拉杆。在理论屈服荷载85%的拉伸荷载下,智能钢拉杆感知的应变具有很好的线性度和重复性,由其得到的测试杆力与实验张拉力吻合良好,误差在4%以内。该智能钢拉杆具有抗电磁干扰、传感距离长、成本低、耐腐蚀、绝对测量等优点,既可以方便给出任何阶段的受力状态,也可以作为一个大应变式荷载传感器对其相邻的结构进行荷载监测,适合用于恶劣服役环境下的钢拉杆工程结构。     

自起振被动锁模掺Er3+光纤环形腔孤子激光器的实验研究 *

讨论了自起振掺Er³⁺光纤环形腔激光器产生飞秒光脉冲的机制及实验研究结果 .采用976nm半导体激光作为泵浦源 ,利用光纤的非线性偏振旋转效应 ,在掺Er³⁺光纤环形腔激光器中产生可饱和吸收体从而产生自幅度调制锁模机制 ,得到了完全自起振、稳定的锁模光脉冲 .输出最短光脉冲宽度 269 fs ,中心波长1.531 μm ,脉冲重复率21.37MHz ,激光器两个输出端输出的平均功率分别为0.25mW和0.08mW ,最低维持稳定锁模的阈值泵浦功率15mW .在高功率泵浦下 ,光纤激光器产生了稳定的高阶谐波锁模光脉冲 ,还研究了不同腔长、不同泵浦激光功率下锁模光脉冲宽度的变化等 .     

非齐次光纤介质中孤子解和奇异波的特性研究

以非齐次光纤介质中的非线性薛定谔方程为研究对象,采用相似变换将变系数非线性薛定谔方程转化为标准非线性薛定谔方程,然后利用待定系数法求出方程的孤子解和奇异波解.基于该解表达式,选取不同类型函数和相应参数进行数值模拟,分析其动力学特性,所得结果对研究孤子在非齐次光纤介质中的传播具有重要意义.