抽运光谱宽度对喇曼光纤放大器的影响

采用受激喇曼散射（SRS）耦合波理论分析了抽运光谱宽度对喇曼光纤放大器的影响, 指出当采用宽光谱作抽运光时会降低抽运效率. 同时, 文中还给出了抽运光谱宽度、抽运光功率和抽运效率间的变化规律曲线, 得出当传输光纤的有效截面积越小、喇曼增益系数越大、抽运光的入纤功率和光谱线宽度越大时, 光谱抽运效率越小的结论.     

斜入射泵浦宽带拉曼放大

研究宽带条件下非聚焦斜入射泵浦的前向拉曼放大，给出斯托克斯光量放大率随拉曼池气压和泵浦角度的变化，讨论了高功率准分子激光拉曼系统的带宽限制。     

基于LCEEMD的低信噪比拉曼光谱自适应去噪方法研究

在生物体拉曼光谱快速采集或低功率采集过程中,往往会获得低信噪比拉曼光谱。针对低信噪比光谱数据,提出应用补充总体经验模态方法(CEEMD)分解拉曼光谱,并且依据特征模态分量的归一化排列熵值(NPE)按比例扣除噪声成分的方法,称为局部补充总体均值经验模分解方法(LCEEMD)。LCEEMD方法不仅解决了经验模态(EMD)分解中高频信号与噪声的模态混叠问题,还有效降低了总体经验模态分解法(EEMD)中的残留噪声。仿真数据实验显示,LCEEMD方法在处理10db信噪比模拟光谱时获得了39.615 0 db信噪比,0.001 17标准差和0.999 9相关系数。在人体皮肤拉曼光谱试验中,LCEEMD方法滤波后数据准确呈现出角质层脂质酰胺I带激发拉曼强谱峰以及甘油三酸酯中(CO)酯微弱谱峰。在水稻叶片可溶性糖定量预测模型中,LCEEMD方法取得了0.871 7预测相关系数和0.912 0预测标准误差,优于EMD和EEMD软阈值去噪(0.511 4,1.647 8和0.638 2,1.508 8)。LCEEMD方法实施过程中,根据去噪性能指标反馈调整归一化排列熵阈值,直至获得最佳去噪效果,滤波过程无需参数设置,可以自适应实现。     

WDM系统中碲基掺铒光纤放大器泵浦问题的理论研究

依据均匀加宽四能级结构速率方程组和光功率传输方程组, 对WDM系统中碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）的泵浦问题进行了理论研究,给出了三种泵浦方式小信号和大信号状态下EDTFA信号增益分布曲线和放大的自发辐射（ASE）噪声功率谱,在此基础上探讨了EDTFA泵浦方式与信号增益、ASE噪声的关系.     

基于极值统计的拉曼光谱信噪比评估方法与应用

随着近年来便携式光谱仪技术的迅速发展,CCD光谱仪相对于传统光谱仪在光谱收集方式上发生了很多变化：（1）采集到的光谱对信号进行叠加积分,传统信噪比评估方法无法通过单次检测获得探测器波动;（2）对于谱图噪声（谱线随机波动）,由探测器响应随机波动和扫描重复误差转变为CCD探测器像素响应差异、探测器随机噪声和与光学系统分辨力有关的模式噪声。噪声类型发生改变,导致原有的光谱质量评价方法适用性变差,基于实测光谱提出更具适应性的光谱质量评价方法具有很强的现实意义。根据拉曼光谱仪检测器的变化,对采集光谱信号的成分进行分析,在该分析的基础上提出了CCD光谱仪的噪声模型假设,根据该假设使用不同的信号极值点频率对不同的噪声进行像素分离,并对噪声频率模式进行了数值模拟,模拟结果与假设相符;在此基础上提出并实验验证了通过谱线极值间距评估谱线噪声的拉曼光谱信噪比评估方法,该方法包括以下两个步骤：（1）通过采集多次实测光谱进行叠加,叠加过程中对对应不同频次的光谱极值点数量进行统计,得到统计结果后基于文中规律分离光谱仪中的环境噪声和暗噪声;（2）应用上述分离结果,对实测光谱中对应暗噪声的谱线极值点作统计平均,再将该值应用于文中公式,计算得到信噪比。该方法在进行了步骤（1）的前期准备后,可以通过单张谱图评估CCD拉曼光谱仪的随机噪声,并用于评估光谱的信噪比。基于光学构架相同、CCD探测器不同的三个拉曼光谱系统进行实验,采用该方法通过设定信噪比阈值对谱图质量进行控制,获得了一致的光谱曲线;基于该方法对同步叠加平均法进行信噪比拟合,拟合优度达到98%。该方法可用于拉曼光谱仪的性能评估和获取拉曼光谱谱图的质量实时控制。理论和实验表明：对于基于CCD探测器的拉曼光谱仪器,当确定样品和特征峰时,可以基于此方法获得信噪比。该方法还可用于比对不同配置的拉曼光谱设备,以及作为控制谱图质量一致性的标准,并对基于拉曼光谱技术的智能鉴别系统的开发具有指导意义。     

多波长双向抽运光纤拉曼放大器的优化设计

通过合理分析提出了便于计算多波长双向抽运光纤拉曼放大器信号及噪声功率的实用数值模型,给出求解信号和噪声功率的快速算法。在定义抽运方向度为前向抽运功率与总抽运功率值的比值后,通过对计算结果的分析发现信道平均放大自发辐射噪声功率随着抽运方向度的提高而单调递减;而信道平均双重瑞利散射噪声功率相对抽运方向度的变化曲线始终成U字形。不同的增益下存在对应的最优抽运方向度,在此抽运方向度下放大器总噪声最低。进而考虑在信号非线性失真的条件下提出了抽运方向度优化的衡量指标。优化后的多波长双向抽运方式不仅能保证对所有信道的平坦放大,而且其综合性能明显高于后向抽运方式。     

Optimized Pump Power Ratio on 2nd Order Pumping Discrete Raman Amplifier

By optimizing pump power ratio between 1st order backward pump and 2nd order forward pump on discrete Raman amplifier, we demonstrated over 2dB noise figure improvement without excessive non-linearity degradation.     

抽运方式对混合拉曼光纤放大器性能的影响

通过实验比较了前向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器、后向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器的性能。实验采用75km标准单模光纤作为增益介质。采用20信道(符合ITU-T建议的波分复用信号)，波长为1537．377～1560．605nm，作为混合放大器的测试信号。20信道总功率-2．86dBm，每一信道用2．5Gb／s、码长2^7-1的非归零码通过电吸收调制器(EA)进行外调制。实验结果表明，前向抽运方式混合放大器的性能优于后向抽运方式的混合放大器，其中噪声系数的改善值为2．28～6．55dB。采用前向抽运时，各信道的增益同后向抽运相比，增加值均大于5dB。但不论采取那种抽运方式，采用混合放大的形式，各信道的光信噪比均大于26．9dB。     

复合泵浦双靶串接中等离子体的均匀性问题

在大功率激光装置上进行了预备性复合泵浦双靶串接实验中，利用针孔透射光栅谱仪对两路激光辐照靶产生的线状激光等离子体的均匀性进行了监测。分析和比较了单靶与串接靶线状等离子体均匀性的差异。     

TDM泵浦光纤拉曼放大器四波混频噪声的分析

四波混频作为一种噪声广泛存在于各种光放大器中,论文将对TDM泵浦方式的拉曼放大器的四波混频噪声进行分析和仿真,最后提出改善四波混频噪声的方法。     

Impacts of dispersion maps on nonlinear distortion in distributed Raman amplified multi-span systems

The influences of dispersion maps on three major nonlinear effects (SPM, XPM and SRS) in distributed Raman amplified fiber transmission systems with periodic dispersion compensation are numerically investigated at identical nonlinear phase shift. The results show that compared with lumped amplification, distributed amplification tends to enhance the SPM/XPM induced penalties provided per span complete DC is used. However, these performance differences can be canceled out by means of optimal dispersion managements. Moreover, distributed Raman amplification can change the optimal dispersion maps for XPM effects. On the other hand, the impacts of SRS crosstalk are mainly determined by wavelength spacing and walk-off parameter, and the effects of dispersion management are quite limited. For a system with properly designed fiber dispersion characteristics, SRS induced waveform distortion can be well suppressed.     

A Low Noise L-band Dispersion-Compensating Hybrid Fiber Amplifier with 1500 nm Raman Pumping

This report presents a low noise L-band dispersion-compensating hybrid fiber amplifier with 1500-nm Raman pumping.It describes the pre-stage optimization, Raman pump selection, and possible nonlinearity problems to achieve a practical low noise L-band optical amplifier.     

紫外成像告警系统信噪比的研究

对紫外告警系统成像子系统的信噪比进行了研究与分析,应用一种新的根据ICCD紫外成像系统采集的图像进行计算信噪比的方法,该方法解决了常用信噪比测试方法中待测参数多,采用测试仪器多,带来的误差较大等问题。根据该方法所搭建的实验系统不仅实现了数据的快速处理,还使观察者能够直观地看到被测目标的动态图像,同时也可以利用该方法系统地分析紫外告警成像子系统的不同情况下的噪声的特性。     

热导传感器的信噪比改善方法研究

针对如何改善热导传感器的信噪比问题,以煤中氮元素的测试为载体,研究了采用热导传感器在测量煤中含氮百分比过程中改善测量精度的方法。对测量中存在的问题：热导池的不稳定性、温度对试验结果的影响、电源稳定性的影响以及滤波电路的选频特性对对试验结果的影响等进行了原因分析,并逐个进行了相应的方法优化和设计改进,最后通过对测氮系统的输出信号进行对比,结果显示信噪比有较大提高。     

用受激拉曼泵浦方法高效制备v=2振动激发态氘分子

We report the preparation of D₂ molecules in v=2 level in molecular beam condition. A single longitudinal mode laser system was used for excitation of D₂ from (v=0, j=0) to (v=2, j=0) with the scheme of stimulated Raman pumping. An excitation efficiency of 25.2% has been achieved, which was determined by the scheme of resonance-enhanced multiphoton ionization. Dependence of relative excitation efficiency on laser energy has been measured. We found that the increasing rate of excitation efficiency became slower as pulse energy of Stokes laser increase, while the excitation efficiency still increases approximately linearly with pump pulse energies up to 60 mJ. The spectral line shapes of Raman transition was also measured at different laser energies and considerable dynamical Stark effect was observed. A single peak was found on the three dimension surface of relative excitation efficiency, indicating the process occurred in the present study is a process of stimulated Raman pumping instead of stimulated adiabatic Raman passage.     

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从噪声来源出发,基于入射光子、暗电流、偏置信号的涨落均近似满足泊松分布的条件,得到了更为精准的信噪比表达式。实验设置CCD增益、读出速率、冷却温度分别为3、100k Hz、?25°C,得出光子转移曲线。通过设置不同实验条件,分别探讨了暗电流、读出速率和系统增益对该科学级光学CCD信噪比的影响。实验结果与理论预期吻合得很好,为科学级光学条纹相机的设计以及弱光标定实验室自动化平台的搭建提供了良好的实验依据。     

一种提高共聚焦显微镜信噪比算法的研究

基于共焦显微镜的成像特点,建立了Kalman滤波算法的理论模型,把Kalman滤波方法引入到系统中,提出一种基于图像像素的Kalman滤波算法,并实现了实时化的Kalman滤波器。实验结果表明:该算法能够有效地提高共焦显微镜信噪比,但是以牺牲时间为代价,提高系统分辨率的根本方法还是要着重考虑优化成像系统光路和探测电路。     

CO observation of SNR IC 443

We present our 12CO and 13CO mapping observations of SNR IC 443 interacting with molecular clouds.It is the first largescale high-resolution 13CO mapping observation in the surrounding region.The morphologies of IC 443 in 12CO and 13 CO are compared with the optical,infrared,Spitzer far-infrared,X-ray,and neutral atomic gas(HI).We also make comparison and analysis in the kinematics,using the date-cubes of 12CO,13CO and HI,to help distinguish the complicated gas motions in the shocked regions.Based on the work of Wang Scoville(1992),we present a new model to explain the coexistence of multiple shocks with different speeds in a pc-scale region at the central clump B.We test this new model by analyzing the HI and CO distribution in both velocity and space domain.We also establish the relationship between the dissociation rate of shocked molecular gas and the shock velocity in this region.Finally,we derive the optical depth of 12CO with the 13CO spectra in clump B,and discuss the validity of the assumption of optically thin emission for the shocked 12CO.     

基于阿达玛变换提高激光告警系统信噪比的研究

根据阿达玛变换原理,计算了编码模板大小和码元数,详细介绍了Sn循环矩阵的生成,最后选择数字微镜阵列充当编码模板,并进行了仿真实验研究。实验结果表明,将阿达玛变换应用于激光光谱测量,在不增加测量次数的情况下,可以有效地提高系统的信噪比。