基于BOTDA布里渊背向散射光谱数据的拟合算法

BOTDA布里渊背向散射光谱数据表现为洛伦兹型曲线,对不同的单模光纤和多模光纤会生成不同的波峰个数,单模光纤中的布里渊背向散射光谱表现为单个波峰,采用非线性最小二乘法对单峰进行拟合,采用高斯-牛顿迭代法求最小二乘解。迭代运算的效率取决于初始值的精度,当误差较大时,迭代次数会增加,甚至无法收敛。采用传统法和定积分法分别获取某一初始值。实验结果表明,在满足同等精度的条件下,定积分法能降低迭代次数,对布里渊背向散射光谱的单峰拟合具有较好的效果。     

布里渊背向散射光谱数据拟合算法设计与实现

针对光纤某些点处布里渊背向散射光谱的测量数据出现多峰的情况,提出采用区间划分和基于最小二乘的非线性回归方法对采集到的布里渊背散光谱进行处理.该方法不仅可以拟合单峰布里渊背散光功率数据,而且可以自动识别多峰数据并分别对几个峰进行拟合,使得计算结果能更准确反应光纤沿线的应变情况.实验结果证实了算法的有效性和可行性.     

一种新的光纤布里渊传感散射谱拟合方法

讨论了应用于光纤分布式布里渊传感散射谱最优化拟合的Levenberg-Marquardt(L-M)非线性最小二乘算法。分析并推导了一种可较好地反映入纤脉冲宽度越来越窄所引起的光纤分布式布里渊传感散射谱形状变化的Pseu-do-Voigt分析拟合模型。由调制脉冲光和调制器泄漏连续光共同作用所产生的光纤分布式布里渊传感散射谱应为Lorentzian型谱和Gaussian型谱的线性权重组合。Gaussian型函数部分可视为Lorentzian型函数谱的近似修正处理。基于L-M算法对光纤布里渊传感散射谱采样数据进行了曲线拟合和最优化参数估计,所得到的结果与理论分析情况吻合。     

布里渊散射谱拟合的混合优化算法

基于布里渊光时域分析仪的全分布式光纤传感系统中,光纤沿途的探测信号含有噪声导致被测量的温度或应变信息难以识别,光谱拟合的精确度对传感信息的识别非常重要。在传感系统低信噪比的情况下,提出了一种提取高精度布里渊散射谱特征的拟合方法,利用小波去噪结合莱文伯-马奈特(LM)算法调节权值后向传输(BP)网络对布里渊散射谱进行特征提取。克服了传统BP神经网络易陷入局部极值的缺点,保证求解的精度。数值仿真表明,该方法适合不同权重比、不同线宽和低信噪比以及大测量范围的情况进行光谱拟合,并且在信噪比为10dB的情况下得到拟合度均超过0.96。实验结果表明,该方法适用于多种泵浦功率情况下的布里渊散射谱的特征提取,优于传统BP神经网络算法且具有较高的拟合精度。     

布里渊散射谱拟合的混合优化算法

基于布里渊光时域分析仪的全分布式光纤传感系统中,光纤沿途的探测信号含有噪声导致被测量的温度或应变信息难以识别,光谱拟合的精确度对传感信息的识别非常重要。在传感系统低信噪比的情况下,提出了一种提取高精度布里渊散射谱特征的拟合方法,利用小波去噪结合莱文伯-马奈特（LM）算法调节权值后向传输(BP)网络对布里渊散射谱进行特征提取。克服了传统BP神经网络易陷入局部极值的缺点,保证求解的精度。数值仿真表明,该方法适合不同权重比、不同线宽和低信噪比以及大测量范围的情况进行光谱拟合,并且在信噪比为10 dB的情况下得到拟合度均超过0.96。实验结果表明,该方法适用于多种泵浦功率情况下的布里渊散射谱的特征提取,优于传统BP神经网络算法且具有较高的拟合精度。     

用布里渊散射研究晶体相变

在研究相变和临界现象中,光散射实验起着十分重要的作用.在晶体的结构相变研究中,高分辨的喇曼和布里渊散射谱能够提供有关“软模”的许多知识.软模是一种对温度有着很强依赖性的晶格振动,其振动频率在相变点变为零.软模的凝聚导致自发对称破缺. 当晶体发生相变时,弹性性质通常表现出反常.由于布里渊散射实验能够探测长波声学模行为,因此在过去的十六年中,布里渊散射光谱学被广泛地应用来研究固体相变.它有力地补充了与此紧密相近的声共振和超声传播测量手段所获得资料.这些实验结果,与喇曼散射、非弹性中子散射和X射线测量结果综合起来,使…     

用布里渊散射实现海水中声速的实时遥测

分析了布里渊散射在海水中声速实时监测应用方面的原理,从理论上讨论了水中声速与布里渊频移的关系.研究表明布里渊散射在声速遥测方面具有实时性好,测量精度高的优点.还给出了试验方法和实验结果.     

用数据拟合方法计算散热速率

用Mathematica软件对散热曲线进行了二阶多项式拟合,并根据拟合结果计算了散热速率。     

用布里渊散射测量水的体粘滞系数

提出了一种直接测量水的体粘滞系数的实验方法－布里渊散射方法,通过分析剪切粘滞系数和体粘滞系数与布里渊散射线宽的关系,得到了布里渊散射线宽和频移与水的体粘滞系数关系的公式,建立了实验测量水的体粘滞系数的基础,给出了不同温度下水的体粘滞系数的实验测量结果,估算了这种方法的测量误差,实验和理论分析都表明这是一种直接测量水的体粘滞系数的快速而精确的方法。     

布里渊散射模式的确定

布里渊散射模式的确定王荣平ａ，ｂ刘玉龙ａ景强华ｂ曾令祉ｂ（ａ：中国科学院物理研究所，北京１０００８１）（ｂ：北京工业大学应用物理系，北京１０００２２）ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＢｒｉｌｏｕｉｎＳｃａｔｅｒｉｎｇＭｏｄｅｓＷａｎｇＲｏｎｇｐｉｎｇ...     

基于布里渊散射信号检测的大气探测模型

以激光信号在传输介质中的布里渊散射频移量模型为基础,依据相关大气数据建立基于布里渊散射信号检测的大气探测模型。该模型中布里渊频移量只与大气高度相关,详细描述了低空大气范围内布里渊频移量的连续分布状态。结果表明在086 km的海拔高度范围内,大气的布里渊散射频移量分布在1.01.3 GHz之间。与有关数据相比,该模型与实际情况非常符合,同时具有很好的连续性和普适性。     

单色光在损耗介质中激励的受激布里渊散射

研究了单色光在损耗介质中激励的受激布里渊散射，运用分布起伏噪声源模型描述了受激布里渊散射的产生过程，通过傅里叶变换，得到了输出斯托克斯光波的功率谱密度。     

啁啾脉冲受激布里渊散射的理论研究

推导了描述调频激光受激布里渊散射的耦合波方程和准静态近似下增益因子的表达式，分析了啁啾脉冲的散射过程，讨论了泵浦激光和斯托克斯信号光率调制方式，带宽对泵浦光能量抽取效率和斯托克斯光脉冲波形的影响。     

氮化铝单晶的布里渊散射几何研究

在对称散射和180°背散射两种散射几何设置下获得了单晶透明氮化铝布里渊散射谱图。分析了谱峰出现的原因及其对应的声波模式,分析了对称散射几何设置下谱图的偏振态。实验观察到对称散射谱图中准纵波峰和背散射谱图中的纯纵模峰,分析了它们出现的原因。文章根据实验谱图求得了样品材料的全部弹性常数信息。     

双通放大受激布里渊散射脉冲压缩

文章报道了利用双通放大结构进行受激布里渊散射（ＳＢＳ）脉冲压缩，实验获得了近极限压缩的脉冲，压缩率近１０倍。实验中同时观察到脉冲压缩中的相位跃变。相位跃变是受激背散射光与入射激光间的增益与损耗调制的结果。     

基于受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器

提出了一个基于自激发受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器.利用单模光纤中自激发产生的非线性布里渊增益和掺铒光纤的线性增益组成混合增益光纤激光器,从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出.改变双折射光纤环镜滤波器中保偏光纤的长度,可以实现波长间隔可变多波长激光产生,提高了多波长光纤激光器操作的灵活性和实用性.实验实现了波长间隔从0.8 nm至0.076 nm可变的多波长激光产生,波长数随波长间隔减小而增加,间隔为0.08 nm的激光波长数达86.     

基于受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器

提出了一个基于自激发受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器.利用单模光纤中自激发产生的非线性布里渊增益和掺铒光纤的线性增益组成混合增益光纤激光器,从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出.改变双折射光纤环镜滤波器中保偏光纤的长度,可以实现波长间隔可变多波长激光产生,提高了多波长光纤激光器操作的灵活性和实用性.实验实现了波长间隔从0.8nm至0.076nm可变的多波长激光产生,波长数随波长间隔减小而增加,间隔为0.08nm的激光波长数达86.     

纳米结构和薄膜材料的拉曼 布里渊研究(英文)

在过去三十年中,对多种纳米结构和薄膜材料进行了拉曼 布里渊散射的研究.得到一些特征量的变化,如半高宽,峰位的改变;由此可得系列微结构参量.由于纳米(含薄膜)结构的基本特征:小,大,多,断和(相)移;即小的尺度,大的体表比,多的界面,断裂的波矢和相位的偏移的特证,在非弹性光散射谱中得到明显的展示:多种无序结构特征;三叉晶界特征;波矢断裂引发的折迭,由此形成的频隙;光学声子的带隙;相位偏移或失配在谱中的表现为过阻尼特征等.此外,本文还给出了该领域中非弹性光散射的某些概念.