基于CPLD的FSK调制解调电路及其测试

根据数字式FSK调制和解调的工作原理,对比分析了基于CPLD和单片机的2种电路实现方案.设计了基于CPLD的FSK调制解调模块,利用QuartusⅡ开发平台对CPLD进行编程,实现了FSK调制与解调功能,用IAR FOR AVR平台对单片机ATMEGA16进行编程,实现了位同步功能,同时与外部用SPI接口进行通信.搭建了实际的硬件电路,仿真与实验测试均验证了设计的正确性.     

荧光光纤光栅传感特性的实验研究

在载氢掺铒光纤上写入Bragg光纤光栅，得到新型光子学器件-荧光光纤光栅.分别对其Bragg波长（λB）及荧光寿命（τ）的温度（T）及应变（ε）响应特性进行了实验研究，并且给出了λB和τ分别关于（T，ε）的拟合方程.实验结果表明：荧光光纤光栅的λB对T和ε的响应具备一般Bragg光纤光栅的优良特性，测得温度灵敏度为11.1pm /℃，应变灵敏度为1.19pm/με；而且τ对T和ε的响应也具有良好的线性关系，温度灵敏度为0.59 μs/℃，应变灵敏度为6.16 ns/με.实验结论为解决温度应力交叉敏感、实现温度应力的同时监测提供一条新颖的途径.     

双涂层光纤应变传感器的理论与实验研究

对带有聚合物涂敷层和缓冲层的光纤应变传感器的力学特性进行了研究，建立了双涂层光纤与基体材料相互作用的线弹性理论模型.理论研究表明：在小半径近似条件下，双涂层光纤的力学传递特性决定于涂覆层和缓冲层的弹性模量的相对值；当缓冲层的弹性模量远大于涂覆层时，其作用可忽略.实验中，将光纤传感器埋入基体材料内部，利用白光干涉应变测量方法，对平均应变传递系数进行了实验研究.实验结果与理论仿真具有较好的一致性.     

环形光纤声发射传感器的相位调制特性研究

提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器，用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时，干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换，测得了超声信号的振幅和频率.而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真，并对实验结果进行了分析，结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别.     

波片对偏振激光干涉仪非线性误差的影响

利用琼斯矩阵理论,研究了基于偏振移相技术的激光干涉仪中1/4波片和1/2波片的非理想因素导致非线性误差的产生机理和变化规律.理论研究表明:在导致波片处于非理想状态的各个因素中,干涉仪中两个1/4波片的差模延迟角误差Δεq所产生的恒定偏置误差和接收装置中1/4波片的延迟角误差εq3所引起的一次谐波非线性误差,是组成干涉仪非线性误差的最主要的两个部分;波片各种误差源非理想因素导致的非线性误差在小误差情况下经线性叠加后由干涉仪最终输出.     

光的力学效应实验

当光辐射到物体上,由于动量的传递,光对被辐射物体施加力.采用光纤将激光束投射到水中的聚苯乙烯球上,已知光源功率及功率分布、微粒的平衡位置,可直接计算出微粒在当前物理环境下受到的光辐射压力.     

具有波长标定功能的多模光纤温度传感器

给出了基于宽谱光源问讯的具有波长标定功能的多模光纤温度传感器理论分析,指出光谱中凹陷所对应的特征波长位置是由多模光纤中激励起的多个传输模式再次耦合到引出单模光纤中进行干涉决定;特征波长由多模光纤的芯径、长度、纤芯和包层折射率决定.利用提出理论对光源光谱ASE的光谱范围中出现的特征波长的个数进行了分析模拟,并优化设计了只出现一个特征波长的多模光纤温度传感器,制作了三个长度分别约为4 cm,5.5 cm和10 cm的只有一个特征波长的多模光纤温度传感头,利用毛细玻璃管进行了封装, 并利用分辨率为0.01 nm的光谱分析仪进行了温度测量实验,发现温度与特征波长漂移的线性关系约为13 pm/℃.     

Dual-channel microfluidic sensor based on side-hole fiber with two long-period fiber gratings

We propose and demonstrate a dual-channel microfluidic sensor based on a side-hole fiber(SHF)with two longperiod fiber grating(LPFG)structures.There are two air holes in the SHF,which are natural microfluidic channels.We fabricate two LPFGs(long-period gratings LPG-A and LPG-B)in the SHF with the resonance wavelengths of 1268.7 nm and 1385.8 nm,respectively.Results show that the refractive index sensitivities of LPG-A and LPG-B are?76.0 nm/RIU and?71.1 nm/RIU,respectively.One can measure the refractive index of liquid samples in two channels simultaneously.The proposed dual-channel microfluidic sensor has advantages of good linearity response,fluidic technology compatibility,and easy light input/output coupling and system integration,which helps the sensor to have a potential application in environmental detection and food safety detection.     

强噪声下三轴磁力计正交及增益误差校正及其测量实验

提出了适用于强测量噪声情况下的三轴磁力计正交及增益误差建模及校正方法,详细推导了磁力计测量误差模型,给出了误差参量辨识及校正算法,仿真证明了在强噪声情况下算法仍具有良好的收敛性,给出了不同信噪比条件下误差校正精度与采样点个数的关系,证实了算法能应用在磁力计测量噪声较强场合,并将其实现地磁场强度测量实验,获得了令人满意的结果。     

两种单光纤光镊捕获效果的数值仿真与实验研究

采用一种基于时域有限差分(FDTD)的数值算法,仿真计算了抛物线形和大锥角形两种新型单光纤光镊的出射光场,并在稳态场下通过对麦克斯韦应力张量积分求得介质球在两种光场中受到的光阱力,得到大锥角型光纤端产生的光阱力较大的结论;讨论了不同介质球大小、折射率,光纤探针形状对光阱力的影响.在实验中这两种光纤探针都实现了对水中酵母菌细胞的捕获,且采用流体力学法对抛物线形和大锥角形二种新型单光纤光镊产生的光阱力进行了标定.结果表明:基于FDTD数值仿真方法计算受力与实验结果一致,并且这种计算光纤光镊产生的光阱力的方法简单.适用;且抛物线形和大锥角形光纤探头都具备构成单光纤光镊的条件.