基于荧光猝灭原理的光纤溶解氧传感器研制

采用锁相放大技术研制了基于荧光猝灭原理的光纤溶解氧传感器,并组装了其测试系统。该系统采用高亮度蓝色LED作为光源,光电倍增管作为探测器,光栅光谱仪作为分光仪器,并使用SR830锁相放大器来检测荧光与激发光之间的相移。测定了相移差与调制信号频率、占空比之间的关系。实验结果表明,频率为60kHz、占空比为10%的矩形调制信号能使传感器的检测精度达到最大,对光纤溶解氧传感器的进一步研究具有参考意义。     

Four-wave-mixing-based multi-wavelength clock reshaping

将两路时钟信号作为泵浦光,与连续探测光一同耦合进高非线性光纤中,四波混频产生的两路闲频光作为整形后的时钟信号,并通过控制两路时钟信号之间的相对时间延迟来减小光纤四波混频干扰.研究了整形前时钟信号占空比的变化与整形后时钟质量的关系以及最佳占空比下输入时钟信号和输出时钟信号的相对幅度抖动的关系,发现在占空比在由小到大变化的过程中,整形后时钟信号的质量总体上先变好后变坏;在最佳占空比0.14下,两路时钟信号的相对幅度抖动由原来的13.934 9％和13.958 6％下降到2.03％和2.12％,表明了该方案的可行性.     

光纤四波混频多波长时钟信号整形

将两路时钟信号作为泵浦光,与连续探测光一同耦合进高非线性光纤中,四波混频产生的两路闲频光作为整形后的时钟信号,并通过控制两路时钟信号之间的相对时间延迟来减小光纤四波混频干扰。研究了整形前时钟信号占空比的变化与整形后时钟质量的关系以及最佳占空比下输入时钟信号和输出时钟信号的相对幅度抖动的关系,发现在占空比由小到大变化的过程中,整形后时钟信号的质量总体上先变好后变坏;在最佳占空比0.14下,两路时钟信号的相对幅度抖动由原来的13.934 9%和13.958 6%下降到2.03%和2.12%,表明了该方案的可行性。     

基于PI调节占空比的自适应MPPT方法

最大功率点跟踪(MPPT)技术是提高光伏发电效率的重要途径之一。扰动观测法是MPPT控制中最常用的方法,针对其无法兼顾跟踪速度与最大功率点跟踪过程的震荡问题,提出了一种基于PI调节占空比的自适应MPPT方法,该方法针对占空比采用基于PI调节的自适应策略。通过Simulink建模仿真,与其他方法进行对比分析,结果显示了该方法可显著地提高了最大功率点跟踪的速度与精度。     

一种自适应占空比的目标跟踪策略

提出了一种自适应占空比的目标跟踪策略。策略的要点是:依据节点距离目标的距离不同,划分为占空比不同的3个区域:(1)工作簇。离目标最近区域的节点,节点占空比为1,因而具有较好的跟踪质量;(2)预测簇。目标预计移动的区域,节点保持较高的占空比,具有一定的目标跟踪质量,同时这些区域的占空比小于1,因而付出的能量消耗代价也有限。(3)正常区域。除以上区域外,其它区域为正常区域,其节点的占空比非常小,从而节省能量。更重要的是,虽然本文策略较好的提高了目标跟踪质量,但并没有降低网络寿命。其原因是:无线传感器网络近Sink区域的节点承担了所有外围区域节点数据的转发,因而其能量消耗高。而远Sink区域节点的能量消耗低而能量有剩余。因而,我们充分利用了网络中这部分巨大的剩余能量,使离Sink越远的区域,预测簇的面积越大,节点占空比越大,从而达到了目标错失率低,监测质量高的目标。经过理论与实验结果显示,我们提出的策略在目标跟踪质量,能量有效利用率上优于以往策略,而网络寿命与以往策略相当。     

Thermal analysis for the high duty cycle PIMS accelerator

To develop the high power proton linear accelerator for the Accelerator Driven System（ADS） program,the preliminary design of the Pi mode accelerating structure（PIMS） has been carried out.It is estimated that PIMS would heat up to 80 for low duty cycle（0.1%） without water-cooling,which is not acceptable thus water-cooling is demanded.The structure stability for the high duty cycle or even for CW operation is crucially important for the ADS application.Therefore,thermal analysis with water-cooling for a high duty accelerator in our ADS research is performed to control the frequency shift caused by a temperature rise.     

矩形折射率调制型薄膜长周期光纤光栅特性研究

镀膜长周期光纤光栅传感器是目前光纤光栅传感研究的一个热点,但关于此类传感器模型的全面的理论分析目前还很少。本文基于严格的四层模型,从理论上对芯层折射率调制为矩形波调制的薄膜长周期光纤光栅的特性进行了详细的分析。在充分考虑材料色散对光纤芯层和包层的影响后,对薄膜参数、占空比和环境折射率的变化对镀膜长周期光纤光栅的谱特性的影响进行了数值研究。研究结果表明,薄膜参数对透射谱有重要影响,合理设计薄膜厚度可以获得较佳的损耗峰。研究还发现,镀膜后占空比对透射谱的影响减小,而对环境折射率变化的敏感度增加。在占空比为0.5时光栅具有最大的损耗峰值。     

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采用由脉冲负偏压调节的等离子体增强化学气相沉积方法,以硅烷为源气体,在玻璃基片上沉积得到了多孔二氧化硅薄膜。将反应过程中加在沉积区域的脉冲偏压固定在-350V,当占空比从0.162增大到0.864时,薄膜样品的形貌、成份和结构均不相同。扫描电镜照片表明,组成多孔氧化硅薄膜的颗粒在占空比增大时变得细腻,并且薄膜整体变得多孔且蓬松。拉曼光谱和红外光谱结果显示,薄膜样品中的非晶硅和Si-H键在较高的占空比下减弱甚至消失。占空比升高时氧化硅桥键所占比例持续增加。     

泵浦用高平均功率二极管激光器研制

针对高平均功率线阵二极管激光器(DL )芯片的工作要求,开展了相应的封装结构设计和高效冷却技术研究.封装的单条线阵DL连续输出激光功率50 W,工作寿命达到5 000 h,10%占空比准连续输出激光脉冲功率150 W,25%占空比准连续输出激光脉冲功率100 W,工作寿命达到5×109次脉冲.采用模块式封装方式由25个模块堆叠,制作出了连续激光功率1 kW和20%占空比工作脉冲功率2.5 kW的叠阵二极管激光器.     

Effect of the Pulse Duty Cycle on Characteristics of Plasma Electrolytic Oxidation Coatings Formed on AZ31 Magnesium Alloy

Ceramic coatings are synthesized on AZ31 magnesium alloy in alkaline silicate solution by the method of plasma electrolytic oxidation. The effect of two different duty cycles （10% and 50%） on the structure and corrosive properties of the coatings is investigated. It is found that the coatings are mainly composed of MgO, Mg2SiO4 and MgF2 through XRD analysis. SEM images indicate that coatings formed at 50% duty cycle have a relatively coarse surface with larger pore size and fewer pores, and have a slower growth rate than those formed at 10% duty cycle with the same treatment time. However, the results of potentiodynamic polarization tests demonstrate that coatings formed at 50% duty cycle exhibit better corrosion resistance as a result of more compact microstructure.