检索结果-内蒙古大学图书馆

光电子．激光 2023年第1期34卷 10-18页

作者：李培鑫王春灿杜志勇北京交通大学光波技术研究所北京100044 北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

为设计具有大模场面积和正常色散的光纤,提出了一种新型的同轴双芯光纤。通过在中心纤芯内引入空气孔,光纤能够拥有红移的零色散波长和提升的有效模场面积。进一步分析了光纤参数对光纤群速度色散和有效模场面积的影响。据此分别设计了... 详细信息

为设计具有大模场面积和正常色散的光纤,提出了一种新型的同轴双芯光纤。通过在中心纤芯内引入空气孔,光纤能够拥有红移的零色散波长和提升的有效模场面积。进一步分析了光纤参数对光纤群速度色散和有效模场面积的影响。据此分别设计了具有三种不同参数条件的光纤,光纤具有宽带的正常色散工作区域,可分别覆盖1 400—1 800 nm, 1 700—2 000 nm, 2 000—2 300 nm,具有大于-5 ps/(nm·km)的群速度色散,有效模场面积可高达296μm2。提出的光纤在高功率超短脉冲光纤激光源中具有潜在的应用价值。

关键词：光纤光学正常色散大模场面积双芯光纤

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基于注入锁定激光器的低噪声微波光子变频技术

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光电子．激光 2024年第1期35卷 7-14页

作者：柳杨湄谭中伟北京交通大学、电子信息工程学院、光波技术研究所、全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

提出并仿真论证了一种利用马赫-曾德尔调制器(Mach–Zehnder modulator,MZM)以及注入锁定激光器的微波光子变频方法。上支路激光经射频(radio frequency,RF)信号调制实现载波抑制调制后经过滤波器滤出光边带,下支路激光经本振(local osc... 详细信息

提出并仿真论证了一种利用马赫-曾德尔调制器(Mach–Zehnder modulator,MZM)以及注入锁定激光器的微波光子变频方法。上支路激光经射频(radio frequency,RF)信号调制实现载波抑制调制后经过滤波器滤出光边带,下支路激光经本振(local oscillator,LO)信号调制实现单边带调制后通过注入锁定激光器实现光的滤波放大,两束光耦合后进入光电探测器(photodetector,PD)拍频实现上下变频。该结构充分利用了注入锁定激光器能够被输入激光锁定的特性,可以获得完美的本振光,因此,能够通过差频产生更好的微波信号。仿真结果表明,该系统无杂散动态范围(spurious free dynamic range,SFDR)大于90dB·Hz^(2/3),噪声系数(noise figure,NF)小于30dB。

关键词：变频马赫-曾德尔调制器(MZM) 微波光子注入锁定激光器

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基于准正交啁啾脉冲调制的φ-OTDR干涉衰落抑制研究

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光子学报 2025年

作者：刘鹏冲李东辉李琦赵元亨武蓓蕾刘艳张建勇陈德胜王目光北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京理工大学信息与电子学院

针对相位敏感光时域反射仪中存在的干涉衰落问题，提出一种基于准正交啁啾脉冲调制的干涉衰落抑制方案，利用准正交啁啾脉冲以及对应频段的匹配滤波器产生不同强度的瑞利散射曲线，再采用旋转矢量和法对双频段信号进行平均处理，即可抑... 详细信息

针对相位敏感光时域反射仪中存在的干涉衰落问题，提出一种基于准正交啁啾脉冲调制的干涉衰落抑制方案，利用准正交啁啾脉冲以及对应频段的匹配滤波器产生不同强度的瑞利散射曲线，再采用旋转矢量和法对双频段信号进行平均处理，即可抑制干涉衰落，减缓相位噪声。结果表明，在2 km的传感距离中，该方案可以将瑞利散射曲线的强度波动降低20 dB，干涉衰落概率降低至0.25%，极大地减少虚假的相位，同时解调振动信号的信噪比可达36 dB。该分布式光纤振动传感方案可以减少干涉衰落的影响，提高系统定位以及扰动信号恢复的准确性，在地震监测、入侵监测、管线检测等领域具有应用价值。

关键词：光纤传感准正交啁啾脉冲干涉衰落旋转矢量和脉冲压缩

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基于非本征光纤光栅法布里-珀罗滤波器与光电振荡器的高灵敏磁场传感

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光学学报 2024年第13期44卷 63-69页

作者：刘仟高浦峰蔡诗怡尹彬武蓓蕾朱明健陈德胜王目光北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 北京理工大学信息与电子学院北京100081

提出并实现一种基于非本征光纤布拉格光栅法布里-珀罗(EFBG-FP)滤波器与光电振荡器(OEO)相结合的高灵敏磁场传感系统。EFBG-FP滤波器由两个端面研磨良好并插入陶瓷插芯进行轴向对准的光纤布拉格光栅(FBG)构成,然后将其与具有凹槽结构的... 详细信息

提出并实现一种基于非本征光纤布拉格光栅法布里-珀罗(EFBG-FP)滤波器与光电振荡器(OEO)相结合的高灵敏磁场传感系统。EFBG-FP滤波器由两个端面研磨良好并插入陶瓷插芯进行轴向对准的光纤布拉格光栅(FBG)构成,然后将其与具有凹槽结构的磁致伸缩合金(MA)结合形成磁场传感单元。该EFBG-FP滤波器具有窄带滤波特性,将其放置在OEO环腔中,OEO振荡频率将由光源载频和EFBG-FP滤波器陷波中心频率的差值决定。当外界磁场变化时,EFBG-FP滤波器空气腔的长度会随MA长度的变化而变化,进而使EFBG-FP滤波器陷波波长发生漂移,最终引起OEO振荡频率发生改变。因此,可以通过监测振荡频率的变化实现对外界磁场的测量。实验结果表明,在20.2~21.8 mT磁场范围内,该系统磁场灵敏度为4.258 GHz/mT。所提出的传感系统具有高灵敏度、高分辨率、低成本和易于制作等优点,在医疗检测、地球物理、资源勘探和航空航天等领域中具有潜在的应用价值。

关键词：光纤光学光纤传感器微波光子学光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔光电振荡器磁场测量

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基于机器学习的光纤多参量探测

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光学学报 2022年第20期42卷 25-33页

作者：马泽航龚睿李彬裴丽魏淮北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 中国传媒大学信息与通信工程学院北京100024

提出一种借助机器学习算法从信号非完整信息提取待测参量的方法,该方法以只包含信号部分信息的功率谱幅度数据取代包含脉冲幅度和相位全部信息的数据来完成参量提取,克服了复杂光信号相位信息测量困难的问题。通过模拟仿真,验证了使用... 详细信息

提出一种借助机器学习算法从信号非完整信息提取待测参量的方法,该方法以只包含信号部分信息的功率谱幅度数据取代包含脉冲幅度和相位全部信息的数据来完成参量提取,克服了复杂光信号相位信息测量困难的问题。通过模拟仿真,验证了使用机器学习算法实现从脉冲演化提取传输介质参量信息的能力以及利用缺失相位信息的脉冲功率谱实现光纤多参量探测的可行性。仿真结果表明,采用适当的机器学习算法,所提方法的均方误差可控制在0.3%以内。

关键词：光纤光学光纤多参量探测超短脉冲机器学习算法非线性系统

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基于光载微波干涉与游标效应的光纤布拉格光栅磁场传感

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光学学报 2025年

作者：陈慧蔡诗怡高浦峰武蓓蕾张建勇刘艳延凤平陈德胜张晗王目光北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京理工大学信息与电子学院中国科学院声学研究所噪声与音频实验室

提出并实现一种基于光载微波干涉（OCMI）与游标效应的光纤布拉格光栅（FBG）磁场传感系统。传感系统中引入三臂马赫曾德尔干涉仪，结合OCMI解调技术，分别获得多个重构的传感干涉谱，通过叠加干涉谱，可以产生游标效应。其中当磁场变... 详细信息

提出并实现一种基于光载微波干涉（OCMI）与游标效应的光纤布拉格光栅（FBG）磁场传感系统。传感系统中引入三臂马赫曾德尔干涉仪，结合OCMI解调技术，分别获得多个重构的传感干涉谱，通过叠加干涉谱，可以产生游标效应。其中当磁场变化时，向相反方向移动的两个干涉频谱导致增强游标效应；当环境温度变化时，向同一方向移动的两个干涉频谱导致游标包络灵敏度非常小甚至为0。因此，传感系统的磁场灵敏度得到提高，温度交叉灵敏度降低。实验结果表明，磁场灵敏度为6.79MHz/mT，是基于双抽头微波光子滤波器的FBG传感器的42倍；温度串扰引起的磁场解调误差减小至5.9μT。所提出的传感系统具有高灵敏度、配置简单、低温度交叉灵敏度等优点，在磁场传感领域中具有潜在的应用价值。

关键词：光纤传感器微波光子学光载微波干涉游标效应温度交叉敏感磁场测量

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高空间分辨率大带宽分布式光纤振动传感系统

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光学学报 2022年第19期42卷 23-31页

作者：赵艳夺王目光张静李东辉陈德胜黄晓砥北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

基于频分复用和同相/正交(I/Q)接收技术,提出了一种具有高空间分辨率的大带宽分布式光纤振动传感解调方案,并对其进行了理论分析和数值仿真研究。该分布式振动传感结构包含马赫-曾德尔干涉仪(MZI)与时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR)... 详细信息

基于频分复用和同相/正交(I/Q)接收技术,提出了一种具有高空间分辨率的大带宽分布式光纤振动传感解调方案,并对其进行了理论分析和数值仿真研究。该分布式振动传感结构包含马赫-曾德尔干涉仪(MZI)与时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR),其中,MZI输出信号的相位采用零差法解调,用于检测振动信号的频率与幅度;而TGDOFDR则是通过外差探测技术实现振动信号的定位。数值仿真结果表明,所提系统的可测振动频率上限达兆赫兹量级,4 km传感光纤上的空间分辨率可达0.5 m。该分布式振动传感系统同时具有高空间分辨率与大检测带宽的优势,在民用基础设施健康监测和石油天然气管道泄漏监测等领域具有潜在应用价值。

关键词：光纤光学光纤传感分布式振动传感时间门控数字光频域反射仪光纤干涉仪空间分辨率

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基于线性啁啾光栅简化设计和频率-时间映射理论的任意波形产生技术研究

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中国激光 2021年第20期48卷 85-98页

作者：李敏牟宏谦王目光韦新航官祥帅北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

基于频率-时间映射理论,提出一种简单、全光纤任意波形产生方法。该方法简化了具有任意反射谱的线性啁啾光栅设计方法,结合啁啾光栅的色散特性,能够实现用户定义的任意波形脉冲信号。利用由传输损耗公式推导的折射率调制幅度与光栅反射... 详细信息

基于频率-时间映射理论,提出一种简单、全光纤任意波形产生方法。该方法简化了具有任意反射谱的线性啁啾光栅设计方法,结合啁啾光栅的色散特性,能够实现用户定义的任意波形脉冲信号。利用由传输损耗公式推导的折射率调制幅度与光栅反射率的关系,可实现具有任意形状反射谱的啁啾光栅的逆向设计;微调折射率调制幅度伸缩因子和折射率调制顶点的归一化光谱位置可优化反射谱形状,在保证高反射率的情况下(≥90%),设计误差可降低至10%以下。阐明啁啾光栅色散特性引入的频率-时间映射关系,将设计的光谱形状映射到时域波形,改变光栅设计参数,可灵活控制输出脉冲的形状和脉宽。基于Matlab和Optisystem仿真软件,以常用重要波形(三角形、锯齿形、矩形、梯形、高斯型、抛物型脉冲)为例验证了系统的可行性。该方法简单灵活,对任意波形产生和应用研究具有一定的参考价值。

关键词：光通信任意波形产生频谱整形频率-时间映射啁啾光栅三角形滤波器

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基于遗传算法的少模光纤放大器增益均衡

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光学学报 2021年第9期41卷 19-26页

作者：王文笙宁提纲裴丽郑晶晶王建帅魏淮北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

根据少模掺铒光纤放大器的放大理论,对四模式复用信号和五模式复用信号进行增益仿真研究。通过遗传算法分别优化三层掺铒的四模式群组少模光纤放大器和四层掺铒的五模式群组少模光纤放大器。仿真优化的结果表明,利用980 nm的两模式复用... 详细信息

根据少模掺铒光纤放大器的放大理论,对四模式复用信号和五模式复用信号进行增益仿真研究。通过遗传算法分别优化三层掺铒的四模式群组少模光纤放大器和四层掺铒的五模式群组少模光纤放大器。仿真优化的结果表明,利用980 nm的两模式复用泵浦并以芯层泵浦前向抽运的方式对1550 nm四模式复用信号进行放大,得到的信号各模式的平均增益为24.48 dB,模间增益差值为0.103 dB;以980 nm三模式复用泵浦并对五模式复用信号进行放大,得到的信号各模式的平均增益为23.31 dB,模间增益差值为0.016 dB。通过优化泵浦模式组合及光纤掺杂结构,提高了四模式群组与五模式群组少模光纤放大器在C波段的增益性能。

关键词：光通信模分复用少模光纤放大器增益均衡遗传算法

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偏振及角度不敏感类电磁诱导透明超材料研究

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中国激光 2021年第23期48卷 184-194页

作者：吕宇玲延凤平杜雪梅王伟北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

研究了一种由十字形石墨烯图案和4L形石墨烯图案构成且对偏振及角度不敏感的类电磁诱导透明超材料结构,而图案的对称性会导致该超材料结构在太赫兹波段表现出优异的偏振不敏感特性。结果表明,在横电(TE)偏振和横磁(TM)偏振的条件下,当... 详细信息

研究了一种由十字形石墨烯图案和4L形石墨烯图案构成且对偏振及角度不敏感的类电磁诱导透明超材料结构,而图案的对称性会导致该超材料结构在太赫兹波段表现出优异的偏振不敏感特性。结果表明,在横电(TE)偏振和横磁(TM)偏振的条件下,当太赫兹波的入射角度在0°~60°之间变化时,透射峰的强度均可保持在0.75以上,表现出良好的入射角不敏感特性。通过对拆分结构的透射谱、谐振频率处电场强度及表面电流分布进行分析,研究类电磁诱导透明效应产生的物理机制,进一步分析谐振单元的长度对类电磁诱导透明窗口的影响。结果表明,该超材料结构在太赫兹波段具有明显的慢光效应和较高的折射率灵敏度。通过改变石墨烯的费米能级可以同时对透明窗口、群延时及折射率灵敏度进行调控,该性质在光缓存器件和传感器领域有重要的应用价值。

关键词：材料超材料类电磁诱导透明太赫兹石墨烯偏振及角度不敏感

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