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激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 417-422页

作者：刘钦黄劲梁浩程凌浩暨南大学光子技术研究院广东广州510632

受光纤中声学声子10 ns的寿命的影响,传统布里渊光时域分析(BOTDA)传感器往往不能做到1 m以内的空间分辨率。利用差分脉冲对(DPP)技术可以突破该限制,实现更高的空间分辨率。但是传统的DPP技术存在测量时间长、差分信号间同步难度高和... 详细信息

受光纤中声学声子10 ns的寿命的影响,传统布里渊光时域分析(BOTDA)传感器往往不能做到1 m以内的空间分辨率。利用差分脉冲对(DPP)技术可以突破该限制,实现更高的空间分辨率。但是传统的DPP技术存在测量时间长、差分信号间同步难度高和信噪比低等问题。本文提出一种基于布里渊增益-损耗效应的编码DPP-BOTDA系统,通过将处于斯托克斯频率和反斯托克斯频率的泵浦脉冲光同步注入光纤,利用散射光的布里渊增益-损耗效应在光路上差分,解决了信号间的同步问题,并且测量时间只需要传统DPP技术的一半。还分析了传感系统中掺铒光纤放大器增益特性对脉冲序列解码结果的影响,对增益不均匀条件下的编码增益进行了理论计算。实验结果表明,该系统可以实现50 cm的空间分辨率,与传统的单脉冲DPP-BOTDA系统相比,信噪比提高了3 dB。

关键词：传感器光纤传感器布里渊散射差分脉冲对光脉冲编码

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半导体光放大器的双向窄脉冲调制与消光比特性分析

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激光与光电子学进展 2023年第1期60卷 107-114页

作者：江琳李威李映函程凌浩暨南大学光子技术研究院广东广州510632

半导体光放大器(SOA)能稳定产生高消光比的窄脉冲光,在光纤传感领域得到了广泛应用,但目前大多方案仅采用单向调制的SOA产生脉冲光。为了进一步提高脉冲光的消光比,基于SOA能双向工作的特点提出了一种双向窄脉冲光调制的SOA系统。使用... 详细信息

半导体光放大器(SOA)能稳定产生高消光比的窄脉冲光,在光纤传感领域得到了广泛应用,但目前大多方案仅采用单向调制的SOA产生脉冲光。为了进一步提高脉冲光的消光比,基于SOA能双向工作的特点提出了一种双向窄脉冲光调制的SOA系统。使用光纤反射镜对SOA单向调制输出的脉冲光进行反射,使反射光重新返回到SOA进行第二次脉冲光调制。实验结果表明:相比单向调制,在低输入功率下,双向调制最大可获得6.18 dB的额外增益;对于输入峰值功率为6 dBm的脉冲光,双向吸收能使泄漏光强度进一步减弱30 dB以上,整体吸收率达到72 dB以上。

关键词：光纤光学脉冲调制半导体光放大器消光比光纤传感

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分布式光纤传感器的编码技术研究

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光学学报 2024年第1期44卷 255-270页

作者：林全聪程凌浩吕杰张天放梁浩关柏鸥暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室广东广州510632

基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感(DOFS)能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测,受到了越来越多的关注,具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码... 详细信息

基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感(DOFS)能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测,受到了越来越多的关注,具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码脉冲序列增加DOFS的信号能量,是提高传感性能的一个重要技术途径。因此,编码技术的应用一直是DOFS研究的一个重要领域。综述了DOFS中编码技术的研究进展,阐述了编码技术提高传感性能的技术原理,归纳了不同编码方案的设计和实现方法,分析了不同类型DOFS的技术特征及其相应的编码技术应用方法。最后,对DOFS中的编码技术的发展进行了展望。

关键词：传感器分布式光纤传感器编码技术光纤瑞利传感器光纤布里渊传感器光纤拉曼传感器光纤弱光栅阵列传感器

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基于混合粒子群算法的光子器件逆向设计

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激光与光电子学进展 2022年第11期59卷 274-281页

作者：李映函吕杰江琳程凌浩暨南大学光子技术研究院广东广州510632

粒子群优化算法具有良好的全局寻优能力,但也存在容易陷入局部极值、后期收敛速度慢、收敛精度低等问题。为此,首先优化了传统粒子群算法,将其简化并引入随机扰动,赋予粒子跳出局部极值的能力,提高算法的全局寻优性能。然后结合贪心算... 详细信息

粒子群优化算法具有良好的全局寻优能力,但也存在容易陷入局部极值、后期收敛速度慢、收敛精度低等问题。为此,首先优化了传统粒子群算法,将其简化并引入随机扰动,赋予粒子跳出局部极值的能力,提高算法的全局寻优性能。然后结合贪心算法并引入梯度下降法作为算法自动切换的判据,从而构造一种针对光子器件逆向设计的混合算法。相较于传统粒子群算法,该混合算法具有更优的全局寻优能力,并且提高了收敛速度和收敛精度,具备更高的设计效率。利用该混合算法逆向设计了一种1∶1分光器,在120 nm带宽内,输出端插入损耗介于0.125 dB~0.197 dB,并具有可制造的鲁棒性。

关键词：集成光学光学器件逆向设计粒子群算法贪心算法梯度下降法分光器

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基于双边带干涉的预泵浦布里渊光时域分析系统

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激光与光电子学进展 2021年第1期58卷 137-143页

作者：秦莉王澜澜梁浩程凌浩暨南大学光子技术研究院广东广州510632

为了降低布里渊频谱展宽造成的拟合误差,提出采用双边带连续光作为探测信号,并利用干涉谱进行传感。与传统的布里渊增益谱相比,所得频谱在共振频谱附近具有更窄的线宽,预泵浦温度传感中双峰拟合的误差减小,系统的频率分辨率得到了提高,... 详细信息

为了降低布里渊频谱展宽造成的拟合误差,提出采用双边带连续光作为探测信号,并利用干涉谱进行传感。与传统的布里渊增益谱相比,所得频谱在共振频谱附近具有更窄的线宽,预泵浦温度传感中双峰拟合的误差减小,系统的频率分辨率得到了提高,从而实现高空间分辨率和高频率分辨率的基于双边带干涉的预泵浦布里渊光时域分析(BOTDA)系统。实验结果表明,利用所提方法在100 m保偏光纤上可以实现50 cm的空间分辨率和0.37 MHz的频率分辨率。与传统的单边带预泵浦系统相比,相同空间分辨率下所提系统的频率分辨率提高2倍。

关键词：光纤光学布里渊散射脉冲预泵浦布里渊干涉谱光纤传感

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基于格雷互补序列的OFDM无线激光通信定时同步

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光电子．激光 2021年第7期32卷 768-776页

作者：陈善杰程凌浩吴俊暨南大学光子技术研究院广东广州511486 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430022

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重... 详细信息

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重降低通信性能。针对基于OFDM的无线激光通信系统的定时同步问题,提出了一种新的定时同步方案。该方案的训练符号由格雷互补序列组成,利用格雷互补序列的自相关特性,将接收到的训练序列与本地序列做相关运算,实现精确稳定的定时同步。结合大气湍流模型,通过实验与仿真的方式验证了本文提出的方案相比于基于伪随机序列和恒包络自相关序列的方案有更好的定时同步性能。尤其是在0-4 dB的低信噪比时,本方案的定时同步偏移均方差小于1个采样点,这也使得本方案在大气弱湍流信道下,相较于对比方案有2-4 dB的性能提升。

关键词：激光通信定时同步大气湍流 Golay互补序列对正交频分复用

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一种基于泛在电力物联网的变电设备状态监测系统

一种基于泛在电力物联网的变电设备状态监测系统

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作者：马长昊程凌浩 510000 广东省广州市黄埔大道西601号

本发明公开了一种基于泛在电力物联网的变电设备状态监测系统，包括：数据采集与传输模块：用于采集设备运行状态的原始数据；数据预处理与清洗模块：用于对采集到的原始数据进行质量检测和清洗，剔除异常值和噪声；实时数据处理与分析... 详细信息

标准号: CN118330353A

本发明公开了一种基于泛在电力物联网的变电设备状态监测系统，包括：数据采集与传输模块：用于采集设备运行状态的原始数据；数据预处理与清洗模块：用于对采集到的原始数据进行质量检测和清洗，剔除异常值和噪声；实时数据处理与分析模块：用于对清洗后的数据进行实时处理；异常检测与预测模型建立模块：基于清洗后的数据，建立设备异常检测与故障预测模型，结合时序数据分析技术，对设备状态进行实时监测与分析；实时预警与决策支持模块：根据实时数据处理和分析结果，设定预警阈值，并在超过阈值时触发预警，提供决策支持。本发明能够提供精准、实时的设备状态监测和预测服务，为电力系统运行与维护提供了更加有效的支持。

关键词：实时数据处理清洗异常检测原始数据实时监测与分析数据采集与传输电力系统运行故障预测模型决策支持模块设备状态监测状态监测系统数据预处理变电设备采集设备触发预警分析模块建立模块建立设备决策支持清洗模块时序数据实时处理实时预警预测服务预测模型运行状态质量检测对设备物联网阈值时剔除噪声预警采集分析维护

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一种OFDM-Simplex码的编解码方法、系统及光时域反射仪

一种OFDM-Simplex码的编解码方法、系统及光时域反射仪

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作者：梁浩关柏鸥程凌浩黄劲 510632 广东省广州市天河区黄埔大道西601号

本发明提供了一种OFDM‑Simplex码的编解码方法、系统及光时域反射仪，所述方法包括：根据Hadamard矩阵生成L阶Simplex编码矩阵，并将所述L阶Simplex编码矩阵变换成L阶待发射脉冲矩阵；扩展所述L阶待发射脉冲矩阵的列长度，并进行Hermit... 详细信息

标准号: CN115296729B

本发明提供了一种OFDM‑Simplex码的编解码方法、系统及光时域反射仪，所述方法包括：根据Hadamard矩阵生成L阶Simplex编码矩阵，并将所述L阶Simplex编码矩阵变换成L阶待发射脉冲矩阵；扩展所述L阶待发射脉冲矩阵的列长度，并进行Hermitian对称变换和IFFT运算，得到OFDM调制矩阵；将所述OFDM调制矩阵进行并/串变换，得到OFDM‑Simplex编码信号；将所述OFDM‑Simplex编码信号进行串/并变换，得到并行信号矩阵；将所述并行信号矩阵进行FFT运算和取模运算，得到OFDM解码矩阵；将所述OFDM解码矩阵进行Simplex解码，得到OTDR曲线。相对于传统单脉冲OTDR，本发明编码后的OTDR曲线信噪比更高，并且只需要向光纤中发射一次编码探测光，再进行一次接收即可，大幅提升了系统的时间效率。

关键词：矩阵编码矩阵编码信号并行信号发射脉冲光时域反射仪对称变换取模运算时间效率一次编码一次接收解码编解码单脉冲探测光信噪比光纤发射

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一种基于CABS的布里渊光时域分析方法及装置

一种基于CABS的布里渊光时域分析方法及装置

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作者：梁浩关柏鸥程凌浩吴华辉 510632 广东省广州市天河区黄埔大道西601号

本申请属于光纤技术领域，公开了一种基于CABS的布里渊光时域分析方法及装置，该方法包括：将待分析光束输入目标光纤中，得到待分析光束输入时刻的输入振幅;其中，待分析光束包括探测光、脉冲形式的斯托克斯光和反斯托克斯光;采用预设...

标准号: CN118464080A

本申请属于光纤技术领域，公开了一种基于CABS的布里渊光时域分析方法及装置，该方法包括：将待分析光束输入目标光纤中，得到待分析光束输入时刻的输入振幅;其中，待分析光束包括探测光、脉冲形式的斯托克斯光和反斯托克斯光;采用预设空间网格划分目标光纤的长度，得到空间步长;采用预设时间网格划分待分析光束的传输时间，得到时间步长;基于空间步长、时间步长和输入振幅得到初始时刻的振幅;基于初始时刻的振幅得到传输时间内各个时刻的振幅;根据各个时刻的振幅得到各个时刻下目标光纤内的光强度分布。本申请能够在提升系统频率分辨率的同时保留BOTDA系统的高空间分辨率。

关键词：

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一种激光瞬时频率检测装置及方法

一种激光瞬时频率检测装置及方法

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作者：程凌浩关柏鸥梁贻智金龙 510632 广东省广州市天河区黄埔大道西601号

本申请属于激光检测技术领域，公开了一种激光瞬时频率检测装置及方法，该装置包括：延迟自相干模块，延迟自相干模块与待测激光器连接，以用于对待测激光器的输出激光信号进行延迟自相干处理，得到包含有输出激光信号的瞬时相位变化的... 详细信息

标准号: CN115931145A

本申请属于激光检测技术领域，公开了一种激光瞬时频率检测装置及方法，该装置包括：延迟自相干模块，延迟自相干模块与待测激光器连接，以用于对待测激光器的输出激光信号进行延迟自相干处理，得到包含有输出激光信号的瞬时相位变化的待检测激光信号；正交检测模块，正交检测模块与延迟自相干模块连接，以用于接收待检测激光信号，对待检测激光信号进行正交检测，得到输出激光信号的瞬时相位，并根据瞬时相位计算得到输出激光信号的瞬时频率。本申请可以达到降低检测系统复杂度和成本的效果。

关键词：输出激光相干延迟检测激光瞬时相位正交检测瞬时频率激光检测技术待测激光器检测系统检测装置模块连接激光器复杂度申请激光

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