基于光子晶体光纤的相位再生器的设计及优化

采用光子晶体光纤构成一个Sagnac环,在锁相本地振荡抽运源的驱动下,形成一个相位再生器,实现对差分相移键控调制信号的相位和幅度再生.理论推导了入射光信号经过相位再生器后的光场分布,讨论了不同入射信号光功率下,抽运光与信号光的相位差以及光子晶体光纤长度对信号功率增益的影响,给出了相位再生器的最优参数,数值模拟了信号再生前后的相位分布、强度分布及误码率,取得了很好的再生效果. 关键词： 光通信 相位再生 光子晶体 差分相移键控信号     

基于色散位移光纤中四波混频效应的2×40 Gb/s全光3R再生系统

利用色散位移光纤(DSF)中四波混频效应在闲频光波长处增益的指数增长特性及增益饱和特性,提出了一种基于恶化信号抽运的2×40Gb/s的双波长全光3R(再放大、再整形、再定时)再生实验方案。对再生原理做了理论分析和实验验证,完成了1550.92nm和1557.36nm两个波长上不同恶化信号的全光再生实验,将恶化信号的接收机灵敏度分别由-20.3dBm、-20.4dBm改善到-27.3dBm、-25.6dBm,灵敏度改善量为7.0dB和5.2dB。系统实验验证了理论分析的结果,对于解决波分复用(WDM)系统中多路信号的同时再生问题提出了一种可行的解决方案。     

光磁共振实验中扫场及水平场取值关系的探讨

在光磁共振实验中,常常有抽运信号与共振信号同时存在的情况,这严重影响到实验的观察和测量.本文利用扫场及水平场大小对抽运信号的影响,通过理论分析和实验测量得到抽运和共振信号不同时存在时扫场和水平场的取值关系.从而有效避免抽运信号对共振信号的干扰,以及对总磁场方向误判的情况,保证了实验的顺利进行和准确测量.     

混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法

基于复杂非线性系统相空间重构理论，提出了混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法，利用神经网络强大的学习和非线性处理能力，建立了混沌背景噪声的一步预测模型，从预测误差中检测淹没在混沌背景噪声中的微弱目标信号(包括周期信号和瞬态信号)，研究了混沌背景中存在白噪声时该方法的检测能力，指出了目标信号为瞬态信号和周期信号时检测原理的异同点，最后以Lorenz系统作为混沌背景噪声进行了仿真实验，实验表明该方法能有效地将混沌背景中极其微弱的信号检测出来. 关键词： 混沌 神经网络 信号检测     

有源消声耳罩中的通信信号补偿

在有源消声罩的很多应用场所,耳罩中引入了通信信号,在提高有源消声量的同时,还要保证通信信号的清晰。本文针对有源消声耳罩的不同消声结构,分析了其中通信信号所受到的影响,对于通信信号受影响较大的消声结构,提出了相应的补偿方案,推导了补偿器的理论补偿公式,并且实际设计了消声耳罩和相应的通信信号补偿器,实测了通信信号的补偿效果,就实验结果分析了通信信号补偿方案的有效性。     

超宽带天线中同轴到平板过渡研究

 从理论上分析了渐变式传输线阻抗变换的反射与频率的关系，进而分析了同轴到平板过渡的电压驻波比关系式； 用3维FDTD方法动态模拟了瞬态脉冲信号在同轴到平板过渡中的传输过程，分析了信号在过渡中的损耗，设计了具有高功率容量的渐变式同轴到平板过渡和TEM喇叭天线，对渐变式同轴到平板过渡的反射和带过渡结构的天线方向图进行了测量。实验表明瞬态脉冲信号经过同轴到平板过渡没有产生畸变，适当选择过渡长度可使脉冲传输效率大于85%。实验结果验证了理论和数值模拟的结果。     

超微弱生物发光图像中的统计检验

应用光电阴极探测灵敏度为０．５ｃｐｓ／ｍｍ＾２的超高灵敏度的光电成像系统，获得了绿豆芽和活体昆明鼠的超微弱生物发光图像，并用统计理论研究了极弱光强条件下光子图像的信号检测和问题，文中在信号和噪声均为泊松分布的条件下，分析了从光子噪声中检验是否有信号的判据以及影响到检验的５个因素对检验结论的影响，以此判据成功地检验到实验获得的昆明鼠发光光子图像中的信号。     

土壤温度对光纤预警系统中振动信号的影响

开展了光纤预警系统在实时监控振动信号时受到土壤温度影响的理论分析和实验研究。以基于后向瑞利散射的分布式光纤传感系统为基础,土壤振动分析采用弹性半空间理论,并与光纤传感理论相结合,解释了温度对光纤预警系统中土壤振动信号的影响,建立并分析了理论模型。通过对1.2km光纤预警系统的现场实验,采集了在温度改变时土壤振动信号的变化。实验表明,土壤振动信号的峰值光功率随温度上升增大,说明了光纤预警系统中的振动信号会受土壤环境的影响。     

基于里德堡原子天线混频的微波相位噪声影响测量

本文理论分析和实验测量研究了微波相位噪声对里德堡原子天线微波混频信号的影响。通过研究微波混频信号的相位噪声项，建立在信号场中加入相位噪声后微波混频信号强度变化的理论模拟图。实验基于室温铯原子气室中里德堡原子电磁感应透明光谱，实现里德堡原子■态的电偶极跃迁，得到频率13.806 057 GHz与13.806 000 GHz的微波场混频信号。同时，对混频信号强度的参数依赖关系进行研究。经实验发现，基于里德堡原子天线微波混频信号强度与参考场的功率有关，优化功率参数条件下，参考场可以实现约20 d B的混频信号增强；当参考场调控里德堡原子达到微波混频效率最大时，在信号场中加入相位噪声，会导致混频信号强度的显著降低。     

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。     

空气中激光等离子体诱导电信号探测

将高功率脉冲激光作用于金属元靶产生等离子体，实验测试了并分析了靶上电势信号的时间演变规律及其成因，同时实验研究了激光能量、靶材料、靶结构等因素对靶上电势信号的影响．     

一种Duffing弱信号检测新方法及仿真研究

研究了利用混沌相变进行弱信号检测的理论及仿真试验.对基于Duffing振子初值敏感性检测弱信号的方法分析后指出,过渡过程会影响检测性能,提出一种改进的弱信号检测方法.对仿真输入噪声生成和仿真步长选择进行研究后建立了仿真模型,在典型噪声背景下检测弱正弦信号.实验结果表明：所提出的方法有较好检测性能;混沌临界态的Duffing系统对噪声敏感导致相变方法难以精确确定最小检测幅值.指出了这类方法的局限性. 关键词： 混沌 信号检测 周期信号 白噪声     

基于光纤光参量放大的异步双波长全光再生技术研究

本文提出了一种新型的多波长全光再生方案,利用相位时钟光纤光参量放大,并采用相邻信道偏振正交的方法,实现对由异步信源产生的双波长信号全光再生.理论分析了参量放大中的增益饱和现象用于幅度噪声抑制,以及利用相位时钟及后续色散实现对信号定时的机理.在这个基础上,对两个独立信源产生的异步双波长10Gbit/s信号进行再生实验,实验表明该方案有效的抑制了基于多波长3R再生系统中信道间的四波混频与交叉相位调制等非线性干扰.系统在单波长和双波长情况下分别将两路信号信噪比改善了至少6.5dB与4.5dB.误码率测试结果说明,与背对背测试结果相比,无论是在单波长还是双波长条件下,两路波长的信号经过再生后都实现了约2dB的接收机功率代价的改善.     

基于小波分析的指数衰减信号高斯脉冲成形

基于小波分析技术实现了指数衰减信号的高斯脉冲成形,高斯脉冲成形信号的峰幅度和峰位置分别表征了辐射粒子的能量信息和辐射事件发生的时间信息.仿真信号和实际采样信号的实验结果显示,指数衰减信号被成形为真正的高斯信号;这表明,基于小波分析的高斯脉冲成形技术是有效的,为进一步研究高斯脉冲成形的数字实现算法提供了必要的理论基础. 关键词： 指数衰减信号 高斯脉冲成形 小波分析     

锥形光纤探针荧光信号分析与优化设计

利用建立的生物传感器系统信号分析模型,以锥形探针为例对荧光信号归一化功率分布、探针的传输效率、探针的收集效率、探针的有效收集效率及系统探测值等物理量进行了详细的理论分析,并以此为基础,得到了锥形探针的优化设计参量.实验表明,理论分析给出的优化设计参量与实验结果符合得较好.     

光抽运信号的理论分析

在原子辐射跃迁原理的基础上,依据光磁共振实验的基本实验现象建立简化模型,给出光抽运过程中跃迁速率方程,理论计算了光抽运信号光强随外场变化关系以及粒子跃迁弛豫时间随外场的变化关系,理论计算结果与实验符合.     

基于自相位调制和偏移滤波的全光2R再生

理论和实验研究了基于光纤中自相位调制效应和偏移滤波的全光2R再生,实现了因放大的自发辐射噪音而恶化的数据信号的再生.数值研究了输入平均功率对信号再生的影响,结果表明,通过控制输入光纤的平均功率,Q值在5到12的40 Gb/s归零码信号再生后均可实现Q值和幅度抖动的改善.最后进行了基于高非线性色散位移光纤的10 Gb/s归零码ASE恶化数据信号的再生实验,误码率为10－9时标准时的再生功率代价仅为0.1 dB.     

光磁共振实验中扫场和水平场关系的探究

光泵磁共振实验中,在磁共振信号观察时,常常会有光抽运信号同时出现的现象,这严重影响了实验的有效观察和准确测量。本文阐述了取合适的扫场和水平场的大小的关系,从而避免实验过程中磁共振信号和光抽运信号的同时出现,以确保实验的精准。     

光纤光栅多点传感的理论与实验研究

对光纤布拉格光栅多点传感进行了理论研究与实验研究。通过定义多点传感信号分辨因子,分析了探测器对传感信号的分辨条件,给出了多点温度与应变传感原理的数学表达式,并探讨了由光源带宽决定的系统实际复用能力。设计并实现了具有一定特色的光纤布拉格光栅多点传感网络系统,利用该系统对温度、位移进行了双路、多点传感实验分析与理论验证,实验结果与多点传感理论分析相符合。     

光学信号相关实验

利用转镜进行非相干光的动态扫描可以实现光信号的相关.本文阐述了实验原理,设计了普通条件下的实验光路,给出了对称与非对称0—1函数自相关的理论曲线和实验曲线.