水下多路水声测量信号光纤传输系统

以一个水声被动测量系统的工程项目为平台，介绍与其配套的水下多路水声测量系统的构成、主要电路环节和工作原理。     

基于FPGA和单片机的多路信号光纤传输系统设计

基于FPGA和单片机技术,设计了多路信号光纤传输系统,利用单片机实现了模拟数据的高精度采集和通信信号的双向传输,利用FPGA实现了多路复杂信号的处理与传输。实验证明：该系统不仅能传输多路模拟与数字信号,以及低速数字信号与高速脉冲信号,还能实现双向CAN通信。与现有光纤传输系统相比,多路信号光纤传输系统不仅实现了多路复杂信号的采集,而且使用一根光纤实现了大容量多数据的双向传输,一方面减小了产品体积,另一方面降低了产品成本。     

多路串行数据光纤传输系统

提出一种适合于点-点或小局域间的中、长距离光纤(缆)传输系统。系统采用光纤(缆)作为传输媒介，因而具有抗电磁和核辐射等干扰能力，可应用于某些特殊的人工不宜到达的地理位置环境中；系统同时采用了单片机作串行数据的发射和接收，具有结构简单、可靠性高、数据处理能力强和串行波特率设置灵活等特点，能适应不同串行传输速率的需求，满足军用和民用的中、长距离的遥控及监控传输需求，应用前景广阔。     

视频数字化信号光纤传输系统的光线路编码研究

介绍了一个利用2种不同编码方法实现数字化视频传输的光纤系统。简述了光纤传输中线路编码、数据串行化的方法和构成,通过选择一种大位宽的串行器/解串行器电路,实现并行数据的复用（串行化）/解复用以及不同的编码功能。论述了这2种数据编码方法的优点和不足,给出了这2种编码方法相对于传统编码的优势以及不同编码方法对系统接收性能的影响,提供了每种编码方法信号连接的示意图及特殊数据的编码表,同时给出了用多层线路板所构成系统的性能以及应用场合。     

无压缩多路数字视频光纤传输系统的研制

提出了一种无压缩多路数字视频光纤传输系统,该系统基于时分复用技术采用比特串行数字视频传输方式实现在一根光纤中传输多路视频信号. 介绍了系统设计思想、关键技术及高速数据接口设计,并通过实验证明该系统工作稳定、实时传输效果好、是远程视频监控系统及安防系统的实用方案.     

基于拉曼组合放大的长距离光纤传输系统

本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应补偿传输距离达125km(为目前国际上已报道的最长自适应补偿光纤传输距离).实验测量并理论分析了该长距离光纤传输系统的开关增益、放大的自发辐射噪声、噪声指数和光功率分布的特性,实验结果与理论模型符合很好.     

一个新型的毫米波无线信号光纤传输系统及本振信号远程传送结构

摘要提出一个新型的毫米波光纤传输系统及本振信号远程传送的结构.此技术能为将来使用皮蜂窝网络提供宽带无线接入服务给出一个简单的基站接入点解决方案.计算和仿真结果表明,在激光器输出功率为－6.5 dBm,光放大增益为6 dB,激光线宽为1 MHz,75 MHz或150 MHz,误码率不超过10－9的情形下,622 Mbit/s的下行相移键控信号能够在传统单模光纤上传输超过30 km的距离.在具有相对大的激光器线宽150 MHz和光纤距离为30 km时,由激光器相位噪音和光纤色散所引起的（通过远程传送的）毫米波本振信号的额外相位误差的方差仅为1.74°.     

声音信号的数字化传输

 众所周知,声音是模拟信号,在传输过程中,由于噪声的干扰和能量的损失总会发生畸变和衰减,所以模拟传输时,每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度,放大信号强度的同时,由噪声引起的信号失真也随之放大。当传输距离增大时,多级放大器的串联会引起失真的叠加,从而使信号的失真越来越大。而数字传输,只有代表了0和1变化模式的数据,方波脉冲式的数字信号在传输过程中除了会衰减外,也会发生失真。但它是采用转发器来代替放大器,转发器可以通过阈值判别等手段,识别并恢复其原来的0和1变化的模式,并重新产生一个新的完全消除了衰减和畸变的信号传输出去。这样多级的转发不会累积噪声引起的失真。     

侧向输出高功率激光光纤传输系统及测试

本文介绍传输100瓦CWYAG激光的侧向输出光纤传输系统，给出光纤系统全景同平均功率激光时的结构设计考虑和实测结果。     

微型光纤图像传输系统的设计与研究

介绍了所设计的微型光纤图像传输系统的结构和特性,并给出了此系统在不同工作距离的分辨率曲线和视场放大率曲线,利用此系统对一类典型的目标物进行了观察,得到了比较满意的结果。     

基于白光LED可见光通信的音频传输系统

介绍了一套可见光音频传输系统,该系统包含发射和接收两个模块。在发射模块端,用手机播放音乐,通过双音频线插头来输入音频信号;在接收模块端,利用C12702-11 APD模块把接收到的光信号转换成电信号,经过相关放大滤波等处理,使音响就可以播放出清晰的音乐。采用透镜聚光和平面镜反光可实现5 m以上的通信距离。     

盘片式光纤传感器灵敏度计算方法

系统地开展了对各类盘片式光纤传感器灵敏度的研究工作。以周边固支、中心镶嵌刚性质量块的盘片式光纤加速度传感器为例,分析了传感器弹性盘片上各点的应力应变状态;结合迈克耳孙干涉仪原理,建立了计算传感器加速度灵敏度的数学模型,并讨论了粘贴光纤盘的最佳尺寸。制作两个相应的传感器进行对比实验,验证了上述计算模型的正确性。采用上述模型系统地推导了不同边界条件情况下盘片式光纤传感器的粘贴区域和灵敏度计算公式。对盘片式光纤传感器如光纤加速度传感器、光纤压力传感器、光纤水听器等的设计制作具有理论指导作用。     

二阶声低通滤波光纤水听器的声压灵敏度频响特性

信号混叠是基于光纤水听器的现代声纳系统走向应用必须解决的一个关键问题.初步的实验结果已经表明,声低通滤波光纤水听器是解决信号混叠问题的一种简单且行之有效的方案.基于电一声类比理论,建立了声低屯瞬ü庀怂鞯牡推导胁瘟磕Ｐ?利用电路分析的方法对其频响特性进行了研究.结果表明,这种光纤水听器系统与典型的二阶低通滤波电路具有相似的频响特性.为了验证理论分析的正确性,设计制作了一个简单的声低通滤波光纤水听器,并在驻波罐中对其声压灵敏度频响特性进行了测试,实验结果与数值计算的结果基本吻合.该光纤水听器低频响应非常平坦,声压灵敏度约为-141 dB,测量共振频率为985 Hz,与理论值1270 Hz基本一致.共振频率处的声压灵敏度为-126.8 dB,衰减速率约为20 dB/倍频程,3000 Hz以后的灵敏度衰减幅度大于20 dB.     

Harmonic and Intermodulation Performance of Sagnac Fiber-Optic Interferometer

Abstract

In this article, closed-form expressions are obtained for the amplitudes of the harmonic and intermodulation products generated when driving the fiber-optic Sagnac interferometer by a DC bias voltage plus an equal-amplitude two-tone signal. The results clearly show the strong dependence of the harmonic and intermodulation performance on the DC bias voltage and/or the phase bias of the fiber-optic Sagnac interferometer. The results obtained suggest that the DC bias voltage and/or the phase bias play an important role in deciding the linearity of the fiber-optic Sagnac interferometer and, hence, its suitability for analog applications.     

一种具有声低通滤波特性的无源零差光纤水听器

报道了一种新颖的具有抗混叠功能的无源零差迈克耳孙型光纤水听器.它由一个普通的芯轴型光纤水听器和一个圆柱型亥姆霍兹共振器构成.在驻波罐中对其声压相位灵敏度频响进行了测量,结果表明该光纤水听器具有较好的声低通滤波特性,能有效地抑制声信号中的高频成分,从而实现抗混叠滤波.该光纤水听器的低频声压相位灵敏度主要由传感光纤长度和弹性增敏层的物理特性决定,约为-159 dB(0 dB=1 rad/μPa).在1150 Hz附近出现了一个共振峰,这主要由圆柱型亥姆霍兹共振器的声学特性决定.1150～2280 Hz频段内的灵敏度衰减率约为50 dB/倍频程,1500 Hz以后的灵敏度衰减量大于10 dB.这对于提高我国未来声纳系统的抗干扰能力具有十分重要的意义.     

分布式光纤温度传感技术在隧道监测中的应用

介绍了分布式光纤温度传感检测原理及采用拉曼散射型分布式光纤温度传感器并将其与高速采集处理电路集成的检测方式。分析了分布式光纤温度传感技术应用于隧道火情监控的优越性。结合计算机及现场Modbus网络构建了隧道监测网络，同时还介绍了开发隧道监测网络的软硬件设计过程。现场实验表明，分布式光纤温度传感技术具有良好的应用前景和较高的推广价值。     

两种光纤探针在冲击波作用下的时间响应特性

 对冲击波参数的测量开发了两种光纤探针，以满足强电磁环境和冲击压力较低的情况。一种是冲击自发光光纤探针，另一种是闪光隙光纤探针。这两种光纤探针分别利用融凝石英在受到冲击压缩时发光和氩气（或空气）隙在受到压缩时会产生很强的光辐射的机理研制而成的。自发光光纤探针在大于70 GPa冲击压力下，其信号上升时间在1~3 ns之间；闪光隙光纤探针在10～30 GPa的冲击压力下，其信号上升时间稳定在2~7 ns之间。     

光纤马赫-曾德尔干涉法测量极化聚合物的电光系数

报道了用光纤马赫曾德尔干涉法测量极化聚合物电光系数的方法和原理。该方法不仅可以测量聚合物薄膜的电光系数而且可以测量聚合物波导的电光系数,并且该方法可以同时测量聚合物的电光系数张量元r13和r33。该方法最突出的优点是不必在聚合物薄膜的表面制备第二个电极,因此尤其适合于在电光聚合物试制阶段测试聚合物的电光系数。干涉仪的输出被反馈到参考臂中控制相位偏置点的压电陶瓷,从而实现对干涉仪相位偏置点的闭环控制,因此降低了对环境稳定性的要求并且提高了测量精度。实际测试了极化聚合物薄膜PMMA-DR1的电光系数张量,其测量值r13=8.3 pm/V,r33=25.7 pm/V。     

高效、高分辨光纤微探针的制备及检验

提出两种同时满足高分辨、高传光效率的探针模型以及制备方法 :先用自制热拉装置将光纤拉制成过渡区为双曲线或抛物线形的探针 ,然后用 4 0 %氢氟酸进行快速腐蚀 ,使探针孔径变小而保持过渡区域形状和锥度基本不变。所获探针孔径变化范围为 2 0～ 2 0 0 nm,锥度 2 0°～ 6 0°。为检验探针性能 ,将两种探针的出射光分布与用传统热拉法所得到探针进行对比 ;探测了光子扫描隧道显微镜状态下的倏逝波衰减曲线 ;给出了用集光式扫描近场光学显微镜得到的近场光学图像 ;同时 ,验证了探针对剪切力控制的适用性。     

多通道磁共振成像仪控制台数据传输模块设计

当前临床高场磁共振成像（MRI）系统要求成像仪控制台支持16个甚至32个接收通道,可以频繁和高速地进行数据传输并支持快速成像．基于此要求,本文研发了一个基于PowerPC处理器的数据传输模块,将其集成于自行研发的MRI成像仪控制台中,用于成像过程中控制台与计算机之间数据的高速传输．该模块以飞思卡尔公司的高性能PowerPC处理器—MPC8270为核心,运行嵌入式Linux操作系统．处理器与用户计算机之间通过百兆以太网连接,使用局部总线连接控制台的序列运行模块和数据采集模块（数量可扩展）．处理器响应数据采集模块发来的中断请求以快速读取和上传数据．本设计通过驱动程序的设计以保障响应的速度与可靠性．成像实验表明此设计方案能够满足多个接收通道数据快速获取与传输的需求．