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中国激光 2015年第4期42卷 311-315页

作者：张敏娟王艳超王召巴王志斌王国梁中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

为了提高弹光调制器在高压驱动下的工作效率,以提高傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率,在建立弹光调制器的损耗模型和振动方程的基础上,描述了包含损耗因数的弹光调制器幅频特性,并推导了谐振和反谐振频率下弹光调制器的品质因数。结合压电... 详细信息

为了提高弹光调制器在高压驱动下的工作效率,以提高傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率,在建立弹光调制器的损耗模型和振动方程的基础上,描述了包含损耗因数的弹光调制器幅频特性,并推导了谐振和反谐振频率下弹光调制器的品质因数。结合压电材料的电致伸缩效应及其损耗,分析了高压驱动下各损耗因数之间的关系,提出了一种较谐振驱动具有更高品质因数和调制深度的反谐振驱动方法。实验验证,当驱动电压在500~1200 VP-P范围内,反谐振驱动方法较传统的谐振驱动方式,品质因数和调制深度均提高了43%,有效地提高了弹光调制器的工作效率。

关键词：光学器件弹光调制器品质因数谐振反谐振调制深度

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基于无信息变量消除法与岭极限学习机的新型变量选择方法:以CO气体浓度反演为例（英文）

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光谱学与光谱分析 2017年第1期37卷 299-305页

作者：陈媛媛王志斌王召巴电子测试技术国家重点实验室中北大学山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学山西太原030051 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心中北大学山西太原030051

变量选择是光谱分析领域一个重要的组成部分。为了克服传统区间选择法的缺点与不足,基于无信息变量消除法和岭极限学习机提出一种新型的变量选择与评价方法。首先,利用无信息变量消除法剔除整个光谱区间中无信息的波长点;其次,为了解决... 详细信息

变量选择是光谱分析领域一个重要的组成部分。为了克服传统区间选择法的缺点与不足,基于无信息变量消除法和岭极限学习机提出一种新型的变量选择与评价方法。首先,利用无信息变量消除法剔除整个光谱区间中无信息的波长点;其次,为了解决传统建模方法(偏最小二乘法、BP神经网络等)存在的共线性问题,采用岭极限学习机方法建立回归模型;最后,最佳的特征光谱波长点组合利用特征选择路径图和稀疏度-误差折中曲线进行确定。CO气体的浓度反演实验结果表明:(1)利用无信息变量消除法可以有效筛选出最能表征CO气体透过光谱的特征波长点;(2)岭极限学习机方法具有快速建模、避免共线性和高精度等优点(CO气体浓度反演模型的决定系数可达0.995);(3)特征选择路径图和稀疏度-误差折中曲线可以直观地帮助用户寻找出最佳的特征波长点组合。

关键词：变量选择无信息变量消除岭极限学习机特征选择路径 CO气体浓度反演

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基于隧道效应的MEMS陀螺仪的研究

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压电与声光 2010年第5期32卷 750-753页

作者：石云波张琼罗源源刘俊中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

提出了一种高精度、低量程隧道陀螺仪的新结构,分析了其结构及工作原理;对陀螺进行了必要的仿真,仿真结果与理论推导相接近,这样就实现了隧道效应传感器的高灵敏度与哥氏力测量角速度原理的结合。采用体硅工艺设计了陀螺仪版图,并对其... 详细信息

提出了一种高精度、低量程隧道陀螺仪的新结构,分析了其结构及工作原理;对陀螺进行了必要的仿真,仿真结果与理论推导相接近,这样就实现了隧道效应传感器的高灵敏度与哥氏力测量角速度原理的结合。采用体硅工艺设计了陀螺仪版图,并对其进行流片加工。加工完成后,采用HP4156C高精度半导体参数测试仪对传感器的隧道电流效应进行了测试,并验证了其测试结果;同时,对结构进行失效分析。

关键词：陀螺仪设计加工隧道电流检测

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递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法研究

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物理学报 2014年第20期63卷 376-382页

作者：陈平阴晓刚潘晋孝韩焱中北大学信息探测与处理山西省重点实验室电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中国科学院自动化研究所中国科学院分子影像重点实验北京100190

递变能量X射线成像,通过获取并融合图像序列实现动态范围扩展,完整再现了检测对象的结构信息.但是在融合过程中往往是以质量优化为目的,忽略了与实际高动态成像的灰度映射正确性,从而不能保证图像信息与实际物体信息的物理匹配性.因此,... 详细信息

递变能量X射线成像,通过获取并融合图像序列实现动态范围扩展,完整再现了检测对象的结构信息.但是在融合过程中往往是以质量优化为目的,忽略了与实际高动态成像的灰度映射正确性,从而不能保证图像信息与实际物体信息的物理匹配性.因此,本文提出了递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法.该算法首先以标钢质准楔形试块为对象,将不同电压下的融合图像作为输入数据,直接采集高动态成像图像作为输出数据,利用神经网络方法构建递变能量成像的灰度表征模型.同时针对不同于训练对象的材料,对灰度表征模型进行修正,实现了不同材质的灰度正确表征,进而实现了低动态图像序列融合图像的正确表征.以12和16 bit成像系统进行实验,结果表明,利用12 bit探测器通过变电压采集图像序列,经图像融合、灰度映射及灰度校正,达到了16 bit探测器的成像效果,且满足灰度对应关系,有效拓展了成像器件的动态范围.

关键词：递变能量高动态灰度表征神经网络

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新型微环谐振器双环模型的滤波特性分析

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红外与激光工程 2011年第1期40卷 112-117页

作者：钱凌波周骏闫树斌王振永华丛一宁波大学光电子科学与技术实验室浙江宁波315211 中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性。结果表明:与... 详细信息

设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性。结果表明:与传统的圆环形谐振器相比,圆角正方形结构微环谐振器的输出光谱的通带宽、谐振峰平坦、自由光谱区范围大,更接近理想的"箱型"波谱,而且圆角正方形结构相比于圆环形结构,其可变参数增多,更有利于器件的优化设计。

关键词：波导光学微环谐振器传输光谱波导耦合

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微球腔谐振频率的锁定及频移测量实验

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红外与激光工程 2014年第8期43卷 2644-2649页

作者：郑永秋任勇峰薛晨阳焦新泉安盼龙张建辉闫树斌刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 北京理工大学自动化学院北京100081

对微球腔耳语回廊模式下的谐振特性所表现出的光学非线性进行了分析,对直径1mm的SiO2微球腔的谐振谱线和解调曲线进行了仿真;搭建了微球腔耦合测试系统,得到了微球腔半高全宽值为78.42MHz、Q值为2.5×106的谐振谱线;基于正弦波相位... 详细信息

对微球腔耳语回廊模式下的谐振特性所表现出的光学非线性进行了分析,对直径1mm的SiO2微球腔的谐振谱线和解调曲线进行了仿真;搭建了微球腔耦合测试系统,得到了微球腔半高全宽值为78.42MHz、Q值为2.5×106的谐振谱线;基于正弦波相位调制技术对谐振谱线进行了同步解调,以减小相位复位脉冲噪声的影响;采用环路锁频技术实现了谐振频率的跟踪和锁定,对锁定精度和锁定时间进行了分析,实验结果为锁定透射谱强度至1%的时间为8 ms,锁定后可测频移分辨率为375 kHz,为微球腔的传感测量提供了实验依据。

关键词：微球腔谐振频率锁定耳语回廊模式高品质因数

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SOI多环级联光学谐振腔滤波器

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发光学报 2013年第5期34卷 645-649页

作者：王晓倩马可贞赵宇冯薪霖薛晨阳张文栋闫树斌中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 山西大学物理电子工程学院.山西太原030006

利用MEMS工艺制备了基于SOI的小尺寸、高集成光波导多环级联谐振腔滤波器,理论分析了多环级联微环腔的光场传输特性与光谱响应特性,实验验证并得到了不同级联环数与谐振谱线滚降垂直度的关系。研究表明:当波导宽度为450 nm、半径为5μm... 详细信息

利用MEMS工艺制备了基于SOI的小尺寸、高集成光波导多环级联谐振腔滤波器,理论分析了多环级联微环腔的光场传输特性与光谱响应特性,实验验证并得到了不同级联环数与谐振谱线滚降垂直度的关系。研究表明:当波导宽度为450 nm、半径为5μm时,单环、双环和十环滤波器响应谱线的-3 dB带宽分别为0.313,0.279,0.239 nm,相应结果与理论吻合,即随着级联环数的增多,谐振谱线顶端趋于平坦,滚降垂直度增高。设计制备了环形与跑道形两种级联谐振腔滤波器,研究了相应的透射谱特性。

关键词：光波导多环级联滤波器滚降垂直度

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基于随机非均匀采样的重叠双光栅动态应变传感实验研究

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中国激光 2013年第7期40卷 122-127页

作者：马游春刘红雨杨远洪李锦明中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

利用重叠多光栅的随机非均匀采样来实现动态或静态应变信号传感与解调。给出了基于可调谐滤波器的重叠双光栅解调系统组成及其随机非均匀采样的实现方法,重叠多光栅可在动态应变信号测量时产生时域上的非等间隔传感脉冲,解调系统采用质... 详细信息

利用重叠多光栅的随机非均匀采样来实现动态或静态应变信号传感与解调。给出了基于可调谐滤波器的重叠双光栅解调系统组成及其随机非均匀采样的实现方法,重叠多光栅可在动态应变信号测量时产生时域上的非等间隔传感脉冲,解调系统采用质心法硬件解算,结合平滑滤波方法,可同时满足测量速度与解调精度的需要。实验中通过产生周期随机变化的三角波可调谐滤波器扫描电压来实现重叠多光栅的随机非均匀采样,在重叠双光栅与平均500Hz可调谐滤波器扫描速率条件下可产生2kHz随机分布的传感脉冲,最大可实现1.9kHz的动态应变信号测量,动态应变信号的测量带宽相当于单光栅解调系统的8倍。

关键词：光栅解调非均匀采样动态应变

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基于基线偏移的加速度积分速度与位移的方法

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电测与仪表 2021年第9期58卷 142-146页

作者：郑高铭焦新泉贾兴中中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对航天试验过程中,箱体动态振动位移及永久位移测量的问题,通过对比传统的频域二次积分、时域二次积分、频域—时域混合积分和wang-zhou法,提出了基于时域积分的数据分段法,将数据分为三段,根据每一段物体振动情况对数据进行不同的处... 详细信息

针对航天试验过程中,箱体动态振动位移及永久位移测量的问题,通过对比传统的频域二次积分、时域二次积分、频域—时域混合积分和wang-zhou法,提出了基于时域积分的数据分段法,将数据分为三段,根据每一段物体振动情况对数据进行不同的处理,最终利用时域积分得到位移曲线。通过对两组数据的处理与标准位移计实测数据对比,位移曲线最大峰值误差低于20%,永久位移误差低于8%,实验结果表明利用数据分段法能较好地反映箱体真实振动位移趋势。

关键词：计量学振动位移永久位移分段法时域积分频域积分频时域混合积分基线偏移

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PEM-FTS非线性干涉信号的快速光谱反演算法

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中国激光 2013年第5期40卷 236-241页

作者：张敏娟王召巴王志斌李晓王明艳李晋华中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)的调制光程差是高速、正弦变化的,每秒可产生10万张干涉图。为了实现等时间采样干涉信号的快速、低误差光谱反演,三次样条插值算法、带有相位补偿的离散傅里叶变换(NDFT)算法和加速非均匀快速傅里叶... 详细信息

弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)的调制光程差是高速、正弦变化的,每秒可产生10万张干涉图。为了实现等时间采样干涉信号的快速、低误差光谱反演,三次样条插值算法、带有相位补偿的离散傅里叶变换(NDFT)算法和加速非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)分别被应用到PEM-FTS的数据处理系统中。研究发现,对等时间采样弹光调制干涉数据进行光谱反演,加速NUFFT算法数据处理速度比较快,较相位补偿的NDFT算法高一个数量级,是三次样条插值后快速傅里叶变换算法的2倍,且采样点数越多此算法优点越突出;有比较高的精度,其偏差小于0.00054。该算法可以应用于弹光调制傅里叶变换光谱仪中。

关键词：信号处理弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM—FTS) 非线性干涉信号三次样条插值非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)

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