利用多媒体计算机演示拍现象

将传统的"拍"现象演示装置与现代的计算机多媒体教学技术结合,用麦克风采集拍音信号,并通过音箱放大,同时将采集到的信号输入到计算机中,利用频谱分析软件进行实时分析,并将拍信号投影在大屏幕上,使学生全面、直观地认识、掌握拍的概念.     

瑞利型增强四波混频的外差探测

将光外差探测方法应用于瑞利型增强四波混频的研究,通过理论分析得到了瑞利型增强四波混频三阶极化率的表达式和外差拍信号的解析解,对拍信号的研究表明这种方法可以保留瑞利型增强四波混频极化过程的完整信息，获得瑞利型增强极化的吸收谱与色散谱.同时分析了三种不同的马尔可夫随机场模型下的差拍信号的区别与联系.     

双折射拍长对波长不敏感的多孔光纤结构设计

将两种分别具有正负双折射特性的缺陷结构相结合,在一定波长范围内,设计了一种拍长对波长变化不敏感的多孔双折射光纤。设计方案从均匀分布圆形微孔的光纤端面出发,将靠近中心的一对微孔的半径增大,同时将分布于包层中的其余微孔变为椭圆形状,在不同的波长上分别产生符号相反的模式双折射进行调节补偿。采用有限差分波束传播法计算分析了不同结构参数对多孔光纤双折射的影响,结果表明,调控这些结构参数能在特定的波长窗口获得稳定的拍长,且拍长值也可以根据实际需求设计调整。通过优化结构参数,在1310 nm波长窗口得到了带宽大于180 nm的平坦拍长曲线。     

拍图形特征的相位分析

用相位分析的方法,对拍的图形进行讨论,得出拍图形的特征及规律。     

一种改善FFH-OCDMA性能的非循环单重合码

分析了一种非循环单重合码的色散效应,并将色散效应等效为功率衰减因子,得出同时考虑差拍噪声和色散后FFH-OCDMA系统的误码率性能.结果表明,非循环单重合码的色散效应虽然比循环单重合码有所增加,但它大大降低了互相关干扰,也大大降低了差拍噪声,从而提高了系统的误码率性能.     

一种适用于多输入多输出声呐的稳健空时自适应检测方法

针对多输入多输出声呐在水下探测场景中获得的空时快拍数量不足导致空时自适应检测性能下降的问题, 提出一种适用于小空时快拍数情况下的稳健空时自适应检测(STAD)方法。首先将斜对称特性推广到多输入多输出(MIMO)声呐空时自适应检测中, 并利用该特性将空时快拍数量扩展至原来的两倍; 然后利用迭代自适应方法实现对空时协方差矩阵的重构; 最后根据广义似然比检测(GLRT)准则推导出检验统计量。计算机仿真结果表明, 所提方法可以在小空时快拍数情况下准确估计空时协方差矩阵, 大幅减小空时自适应检测对空时快拍数量的需求, 提高多输入多输出声呐在小空时快拍数情况下的检测稳健性。      

入射偏振对有线电视光发射机三阶非线性补偿的影响

外调制光纤有线电视发射机中一般采用预失真补偿技术以提高其复合三阶差拍失真指标。分析了在此情形下入射偏振对发射机复合三阶差拍失真补偿特性的影响 ,分析计算显示 :入射光偏振态模式为TE模时系统复合三阶差拍失真补偿特性最佳。对入射偏振态偏离TE模的情形的理论分析与实验研究表明 :为保证发射机的复合三阶差拍失真性能 ,入射光偏离TE模的角度应小于 15°     

声拍的示波显示

在课堂上,演示声拍,通常是用二个频率相近的音叉来实现.由于人耳能分辨的声拍频率是有限的(每秒7次左右),对于 7次/秒以上的声拍,用音叉演示效果就不太好了.我们采用了示波器显示的方法,将看不见的声过程转变为电过程,然后通过示波器进行显示.这就不仅能听到拍音,还能在示波器荧光屏上观察到不同频率差时的声拍波形.同时,还可根据波形进行观测和分析. 声拍演示装置如图一所示.设备有,普通音频信号源二台;头带式耳机三个(如A、B、C);SB型示波器一台.为得到较好的效果,只须选择一台灵敏度较高的示波器(如 50毫伏/厘米左右)就能得到满意的结…     

动态法测量固体材料的杨氏模量的一种新方法

结合双光栅对固体材料杨氏模量进行动态测量,激光通过达到共振的样品时,由双光栅将微弱的振动位移通过光拍信号放大,通过示波器输出拍频数,再利用Matlab对相应的拍频数和频率进行曲线拟合,确定样品的固有频率,从而得到一种测量固体样品的杨氏模量的新方法。     

圆环振动拍的调整实验

根据非对称圆环点冲击下拍的理论模型分析拍的分布特性,该文提出了一种调整圆环拍周期和清晰度的方法。阐明圆环结构拍的发生原理,从而控制清晰度;在圆环上添加质量或研磨可以改变非对称性进而调整拍频。引入等效圆环的概念,通过在轴对称圆环上添加一个质量,建立与非轴对称圆环振动特性相同的等效圆环模型。利用该模型,计算要在非轴对称圆环添加质量的大小和位置,以便获得拍的最佳周期及清晰度。用实验和有限元法验证了该方法的有效性。     

基于时变功率谱的激光器调谐瞬时线宽测量方法研究

半导体激光器的线宽通常采用激光外差测量技术,通过差拍信号的功率谱密度函数来确定,受傅里叶变换方法的限制,得到的均是在一定时间段内的静态平均线宽。为了获得半导体激光器在电流调谐过程中的瞬时线宽特性,提出了利用时变功率谱获知调谐瞬时线宽的相干和非相干测量方法,并分别进行了理论分析和实验验证。首先对半导体激光器输出光信号及差拍信号进行了时间-频率域下的数学描述,确定了时变功率谱与调谐瞬时线宽的关系;其次,针对差拍信号的趋向性特征,提出了趋势局部均值分解方法,并研究了利用分解出的乘积函数建立差拍信号及激光器输出光信号的时变功率谱的方法;最后利用非相干和相干测量法分别获得了分布反馈式半导体激光器在50~51及50~100 mA锯齿波电流调谐过程中的瞬时线宽。     

Field-free alignment of molecules observed with high-order harmonic generation

High-order harmonic generation is demonstrated to provide a sensitive way for an extensive study of dynamic processes in the field-free alignment of strong-field-induced molecular rotational wave packets. The time-dependent harmonic signal observed from field-free-aligned N2, O2, and CO2 has been found to include two sets of beat frequency for pairs of coherently populated rotational states. One of them is the well-known frequency component characterizing the field-free alignment of molecules, and the other is ascribed to the beat that arises from coherence embedded in the wave packet. We discuss the effect of each frequency component on the revival signal observed with the harmonic generation.     

Frequency modulation (FM) spectroscopy

Frequency modulation (FM) spectroscopy is a new method of optical heterodyne spectroscopy capable of sensitive and rapid measurement of the absorption or dispersion associated with narrow spectral features. The absorption or dispersion is measured by detecting the heterodyne beat signal that occurs when the FM optical spectrum of the probe wave is distorted by the spectral feature of interest. A short historical perspective and survey of the FM spectroscopy work performed to date is presented. Expressions describing the nature of the beat signal are derived. Theoretical lineshapes for a variety of experimental conditions are given. A signal-to-noise analysis is carried out to determine the ultimate sensitivity limits.     

The study of third harmonic demodulation in phase modulation optical heterodyne technique using optical resonator

With the technique of phase modulation optical heterodyne(PMOH), we detected the beat-frequency signal of the reflected wave from a F-P cavity. The frequency of the beat signal was three times of that of the modulation electric field, when the 3rd harmonic of the modulation electric field was used as the phase reference signal. The line shapes of the signal match those of the theoretical calculations, and the dispersion signal has good frequency-discrimination characteristic.     

Er-doped fiber ring laser gyroscopes operating in continuous waves

A direction related polarizer was inserted into a ring laser cavity to eliminate one of the two eigen-modes as well as spatial hole burning of the gain medium in a bidirectional Er-doped fiber ring laser. Thus, a fiber ring laser gyroscope (FRLG) operating in continuous wave was demonstrated. A beat signal of over 30-dB noise was observed and a good inear relation between the beat frequency shift and cavity rotation rate was obtained.     

激光拍频信号光子到达时间间隔特性分析

为了得到周期激光拍频信号的频率,从理论上推导了光信号相邻光子到达时间间隔满足的概率密度函数(PDF),以数值计算为基础,对周期性激光拍频信号进行详细分析,得到了稳定光强信号和周期拍频信号光子到达时间间隔PDF曲线形状的差别,从该差别中能够获取信号的拍频频率。设计了验证实验光路系统,采用多像素光子计数器(MPPC)记录光子时间,对6、8、10、12MHz拍频信号进行探测,证明了理论分析的正确性。在光子计数频率为拍频频率1/5的条件下,得到较好的实验结果,估计两光束混合效率为0.65。以暗计数噪声为限制条件,分析了该方法能够探测到的最小拍频频率为0.2333MHz。     

利用速调管放大器产生高功率微波拍波实验研究

在高功率微波（HPM）拍波效应实验中，采用了一种利用单只速调管放大器获取HPM拍波的方法.实验结果为：输出HPM拍波主频率位于S波段，拍频范围10—120MHz可调，拍波脉冲峰值功率可达1MW，脉冲重复频率最高可达500Hz，实验获取的拍波已成功应用到各类电子系统的HPM拍波易损性效应实验中. 关键词： 拍波 高功率微波（HPM）     

可调谐半导体激光器的瞬时光谱测量方法研究

可调谐半导体激光器在调谐过程中的瞬时光谱特性,如瞬时的波长、调谐率、功率、线型和线宽等参数影响着以激光器为光源的光学测量和光相干通信系统的精度。然而,能够同时测量这些瞬变参数的技术至今未见报道。提出了一个基于时频分析的测量半导体激光器在调谐过程中瞬时光谱参数的方法,利用一个短时延外差测量系统,利用激光器瞬时光谱参数与差拍信号瞬时参数的关系,最终获得了半导体激光器在连续电流调谐过程中的瞬时光谱。测量系统采用了10 cm光程差的Mach-Zehnder干涉仪,调谐电流是幅度为20~120 mA、频率是1 kHz的锯齿波,差拍信号可视为直流信号、载波信号与噪声的叠加,按照短时延相干光测量原理,差拍信号中的直流分量幅度的大小反映了激光器输出光信号的功率;载波信号是一种多项式相位信号,由其频率可以推算激光器输出光谱的中心频率或波长;噪声信号则与激光器输出光谱的线型和线宽相关,通过对噪声信号进行时频分析,可以获知激光器在连续电流调谐过程中每一时刻或每个电流下的瞬时线型、线宽。采用了趋势局部均值分解方法对差拍信号进行了准确分离,并对分离信号分别进行处理,同时获知了半导体激光器在调谐过程中的瞬时输出光功率、光波长、调谐率及线型、线宽。在去掉弛豫部分后截取的整周期差拍信号对应的调谐电流60~115 mA变化范围内,半导体激光器(FRL15DDR0A31-18950, Furukawa)瞬时输出光功率变化范围是5.16~10.6 mW,瞬时光波长变化范围为1 579.2~1 579.6 nm;激光器的瞬时调谐率在0.004 8~0.011 5 nm·mA-1范围内单调变化;线宽是852.55~954.95 kHz,呈非线性随机分布。基于短时延、局部均值分解和时频分析方法的瞬时光谱参数测量系统可以准确得到各瞬时光谱参数,测量结果与激光器的静特性相符,且测量系统结构简单,使我们更深入地理解激光器的工作原理,具有广阔的应用前景。     

高功率宽带射频调制连续激光源

射频强度调制激光作为激光雷达系统的载波可以有效提高系统的抗干扰和抗散射能力,高功率宽带射频强度调制光源是实现高分辨率远距离探测的关键.本文采用在Nd:YAG激光器的耦合腔中插入一对四分之一波片的方法实现了频差调谐范围为30 MHz—1.5 GHz的双频激光输出,结合光纤振荡功率放大技术,将双频信号光功率放大为50 W.耦合腔双频种子源具有良好的功率和频率稳定性,输出功率为9.5 mW时,功率标准差为0.145 mW,稳定性为1.52%,输出双频激光的频差为250 MHz时,拍频的标准差为1.6144 MHz.种子光进行三级光纤功率放大,得到50 W双频激光输出.放大后的双频激光功率波动范围小于0.1 W,双频拍频的标准差为1.777 MHz,很好地保持了放大之前的功率稳定性和双频频差稳定性.