检索结果-内蒙古大学图书馆

基于光纤Bragg光栅F-P滤波器及复合双环腔滤波器的单纵模掺铥光纤激光器

发光学报 2021年第9期42卷 1419-1426页

作者：韩文国延凤平冯亭程丹李挺白卓娅秦齐杨丹丹张鲁娜郭颖王伟关彪张璇北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室光波技术研究所北京100044 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心河北保定071002 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室北京100190

提出了一种基于光纤Bragg光栅Fabry-Pérot(F-P)窄带滤波器和复合双环腔滤波器的单纵模掺铥光纤激光器。通过对复合双环腔进行数值仿真并实验制作,结合光纤Bragg光栅F-P滤波器的窄带滤波特性,实现了光纤激光器的单纵模选取。激光器... 详细信息

提出了一种基于光纤Bragg光栅Fabry-Pérot(F-P)窄带滤波器和复合双环腔滤波器的单纵模掺铥光纤激光器。通过对复合双环腔进行数值仿真并实验制作,结合光纤Bragg光栅F-P滤波器的窄带滤波特性,实现了光纤激光器的单纵模选取。激光器输出波长为1941.56 nm,光信噪比为55.8 dB,70 min内的波长和功率波动分别小于0.019 nm和1.464 dB。由自制的基于非平衡迈克尔逊干涉仪线宽测试系统测量了所提出的掺铥光纤激光器输出单纵模激光的频率噪声特性,并用β线方法由频率噪声谱估计了不同测量时间下的激光线宽,2 ms测量时间下的典型激光线宽值为14.194 kHz。

关键词：光纤激光器掺铥光纤单纵模光纤光栅

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M型少模光纤中模间受激布里渊散射特性及其温度和应变传感特性

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物理学报 2020年第11期69卷 116-124页

作者：李雪健曹敏汤敏芈月安陶洪古皓任文华简伟任国斌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

少模光纤的受激布里渊散射对于分布式温度/应变传感具有重要应用价值.本文提出一种纤芯折射率呈M型分布的少模光纤,详细研究了光学模式LP01和LP11模式内及模式间的布里渊增益谱.研究结果表明:LP01-LP11模式对的布里渊增益谱中,其相邻两... 详细信息

少模光纤的受激布里渊散射对于分布式温度/应变传感具有重要应用价值.本文提出一种纤芯折射率呈M型分布的少模光纤,详细研究了光学模式LP01和LP11模式内及模式间的布里渊增益谱.研究结果表明:LP01-LP11模式对的布里渊增益谱中,其相邻两个布里渊散射峰的频率间隔较宽、增益峰值较大且峰值相差较小.通过优化光纤结构参数,提高了基于LP01-LP11模式对布里渊增益谱的温度和应变传感性能,最小误差分别为0.23℃和5.67μe.该研究对探究少模光纤中模式内及模式间的受激布里渊散射特性具有一定的指导意义,对提升同时温度和应变传感测量的性能具有一定参考价值.

关键词： M型少模光纤受激布里渊散射布里渊增益谱传感温度和应变

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类星链卫星星座轨道的分析及设计

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天文学报 2023年第5期64卷 34-49页

作者：汤靖师屈颖莹王琦南京大学天文与空间科学学院南京210023 现代天文与天体物理教育部重点实验室南京210023 南京大学空间环境与航天动力学研究所南京210023 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

卫星星座对于通信、导航、对地观测等卫星系统中有比较广泛的应用,可以提供较好的地面覆盖,更好地满足系统的需求.在各类卫星星座中, Walker星座的应用比较广泛.这类星座设计相对简单,地面平均覆盖性能较好,可用于导航卫星、低轨通信卫... 详细信息

卫星星座对于通信、导航、对地观测等卫星系统中有比较广泛的应用,可以提供较好的地面覆盖,更好地满足系统的需求.在各类卫星星座中, Walker星座的应用比较广泛.这类星座设计相对简单,地面平均覆盖性能较好,可用于导航卫星、低轨通信卫星的星座设计.虽然Walker星座的地面平均覆盖性能较好,但卫星的星下点轨迹一般并不重合.更重要的是,当多个Walker星座协同工作时,如果要保证星座间整体同步且轨道平面具有相同的进动速率Ω_(1),那么即使稍稍改变其他星座的轨道倾角,轨道半长径α也会出现相当大的变化.据此,美国太空探索(SpaceX)公司在其星链(Starlink)卫星星座中调整了设计思路,以不同星座间具有相同的回归周期(N_(day)天内完成N_(orb)个轨道周期)为依据,实现了多层(shell)运动同步的星座设计,并且在同层星座内所有卫星具有相同的星下点轨迹.根据SpaceX公司公布的专利, Starlink星座第2期3层轨道的星座即采用这种设计方案.SpaceX在其专利文档中公布并主张了上述理念和特性,但没有提供设计思路和技术细节.以此为基础,探讨可能的“类星链”星座设计思路,并在此基础上分析这类星座中星间链路的选择策略及特性.

关键词：天体力学:卫星轨道天体力学:星座设计空间飞船:星链卫星

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光纤干涉传感器相位生成载波解调算法研究

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激光技术 2022年第2期46卷 213-219页

作者：胡雨润王目光孙春然张静邴帆陈德胜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 中国北方工业有限公司北京100053 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

为了解决传统的相位生成载波解调算法中由调制深度漂移引起的解调结果失真现象,采用微分交叉相除的信号解调方法进行了相关的理论分析及仿真验证,得到了一种不受调制深度限制的高性能相位生成载波解调方案。结果表明,在采用不同幅值和... 详细信息

为了解决传统的相位生成载波解调算法中由调制深度漂移引起的解调结果失真现象,采用微分交叉相除的信号解调方法进行了相关的理论分析及仿真验证,得到了一种不受调制深度限制的高性能相位生成载波解调方案。结果表明,在采用不同幅值和频率的待测信号进行仿真时,改进算法的解调性能始终十分优异;且当调制深度的值为典型值2.63rad和2.37rad以及非典型值1.5rad和3.0rad时,使用该算法得到的解调信号都没有发生失真;同时,当调制深度在0.5rad~3.5rad范围内变化时,与传统解调算法相比,改进算法中解调信号的幅值始终与待测信号保持一致,且高次谐波分量始终非常小。该研究解决了传统解调算法中调制深度变化带来的失真现象,为光纤干涉型传感系统的解调方案提供了参考。

关键词：传感器技术信号解调微分交叉相除调制深度

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高功率掺铥光纤激光器及其在生物组织切割中的应用

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发光学报 2021年第5期42卷 708-716页

作者：韩文国延凤平冯亭张鲁娜秦齐李挺郭颖程丹白卓娅王伟关彪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 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心河北保定071002

搭建了一个连续波高功率掺铥光纤激光器,并进行了生物组织切割研究。利用自制光纤光栅搭建了线形腔掺铥光纤激光种子源,种子源输出波长为1941.10 nm,光信噪比为75 dB,50 min内的波长抖动和功率抖动分别小于0.04 nm和0.265 dB,斜率效率... 详细信息

搭建了一个连续波高功率掺铥光纤激光器,并进行了生物组织切割研究。利用自制光纤光栅搭建了线形腔掺铥光纤激光种子源,种子源输出波长为1941.10 nm,光信噪比为75 dB,50 min内的波长抖动和功率抖动分别小于0.04 nm和0.265 dB,斜率效率和最大输出功率分别为5.6%和186 mW。基于主振荡功率放大结构,分别搭建了前置光放大器和主光放大器,两放大器的斜率效率分别为14.3%和35.86%,经过两级放大后得到21.9 W的激光输出。利用经光束整形后的激光光束进行了生物组织切割实验。设计了多组实验观察该激光器在不同功率和移动速度情况下,切割深度的变化情况。实验表明该掺铥光纤激光器具有良好的切割作用,在生物医学领域具有应用潜力。

关键词：光纤激光器掺铥光纤高功率组织切割

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Mamyshev同步光谱可重叠多波长脉冲光纤激光器

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中国激光 2020年第8期47卷 8-19页

作者：李荣华马泽航唐城田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

采用基于多级级联的非线性展宽和偏移滤波的Mamyshev腔,提出了同步光谱可重叠多波长光纤激光器,该单腔环形结构解决了传统多波长激光器中增益竞争和同步输出困难的问题。通过数值仿真,实现了中心波长分别为1035,1040,1045,1050 nm的四... 详细信息

采用基于多级级联的非线性展宽和偏移滤波的Mamyshev腔,提出了同步光谱可重叠多波长光纤激光器,该单腔环形结构解决了传统多波长激光器中增益竞争和同步输出困难的问题。通过数值仿真,实现了中心波长分别为1035,1040,1045,1050 nm的四波长脉冲的输出,每个波长的脉冲光谱宽度均为7 nm(大于相邻中心波长的间隔),峰值功率(在外部线性压缩之前)为0.9~1.0 kW,脉冲宽度约为0.28 ps。通过优化滤波器,讨论了对应的多波长输出,并分析了波长排列顺序对传输函数以及系统效率的影响。

关键词：激光器多波长 Mamyshev腔增益竞争同步输出光谱重叠

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利用神经网络实现多模光纤传输散斑的识别

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光学学报 2020年第13期40卷 8-15页

作者：卢顺谭中伟刘艳杨婧雅张利伟牛慧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

搭建实验平台,把26个字母的图像传入光纤,并在输出端采集散斑图.把散斑图展开到HSV色彩空间中,单使用V分量进行分类能达到不错的分类准确率,且能缩减训练时长.在预处理后,分别使用具有不同层数卷积结构的神经网络、卷积神经网络和支持... 详细信息

搭建实验平台,把26个字母的图像传入光纤,并在输出端采集散斑图.把散斑图展开到HSV色彩空间中,单使用V分量进行分类能达到不错的分类准确率,且能缩减训练时长.在预处理后,分别使用具有不同层数卷积结构的神经网络、卷积神经网络和支持向量机(CNN+SVM)算法、SVM算法对散斑图进行分类.测试结果发现,使用4420张散斑图作为训练集,3层卷积结构的神经网络的识别准确率为88%,4层卷积结构的神经网络的识别准确率为95%,CNN+SVM算法的识别准确率为98%,而SVM算法的识别准确率达到了100%.实验结果表明,把机器学习算法应用在光信号上,同样可以对多模光纤散斑图进行分类,当图像特征相对明显时,直接使用SVM算法对光纤输出散斑进行识别,可以大大提升多模光纤输出散斑图的识别准确率.

关键词：光纤光学光纤成像散斑图深度学习 SVM算法

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异质结构的低串扰少模多芯光纤设计

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中国激光 2020年第11期47卷 210-216页

作者：刘畅裴丽解宇恒王建帅郑晶晶宁提纲李晶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

设计了一种基于异质结构的低串扰3-LP模12芯光纤,纤芯采用异质无沟槽辅助的环形折射率分布,结构简单且能增大纤芯的有效模场面积。利用COMSOL软件分析了异质纤芯的芯间串扰、有效模场面积等性能,结果表明,异质纤芯LP01,LP11,LP21模的芯... 详细信息

设计了一种基于异质结构的低串扰3-LP模12芯光纤,纤芯采用异质无沟槽辅助的环形折射率分布,结构简单且能增大纤芯的有效模场面积。利用COMSOL软件分析了异质纤芯的芯间串扰、有效模场面积等性能,结果表明,异质纤芯LP01,LP11,LP21模的芯间串扰分别低于-0.78,-0.66,-0.4 dB/km,有效模场面积分别为150,166,200μm 2。使用方点阵型纤芯排布方式,可实现包层直径约为213.8μm、相对纤芯复用因子为26.9的低串扰3-LP模12芯光纤设计,为通信容量的升级扩容提供器件支持。

关键词：光纤光学少模光纤多芯光纤少模多芯光纤低串扰

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基于超材料的太赫兹高灵敏度传感器的设计

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中国激光 2020年第8期47卷 322-331页

作者：霍红延凤平王伟杜雪梅郝梦真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

提出了一种以双开口谐振环和金属短线组合结构为基本单元的太赫兹高灵敏度传感器。具有不同辐射损耗的谐振环和金属短线的电磁波在远场的相消性干涉,使得反射谐振的线宽压窄,呈现出典型的非对称Fano型反射谱。数值模拟表明:通过改变双... 详细信息

提出了一种以双开口谐振环和金属短线组合结构为基本单元的太赫兹高灵敏度传感器。具有不同辐射损耗的谐振环和金属短线的电磁波在远场的相消性干涉,使得反射谐振的线宽压窄,呈现出典型的非对称Fano型反射谱。数值模拟表明:通过改变双开口谐振环与金属短线之间的耦合距离,可以调谐传感器的品质因子;当耦合距离为22μm时,品质因子可高达83。研究了所提超材料传感器对外加有机物厚度的敏感性,结果发现,频率偏移随有机物厚度增加呈指数增长,并在厚度超过10μm之后逐渐达到饱和。此外,对外加有机物传感器的折射率传感进行了研究,结果发现,当有机物厚度为22μm时,传感器的灵敏度约为171GHz/RIU,FOM值约为18.3,表现出极高的灵敏度。这种高灵敏度的传感器在生物化学检测方面具有广阔的应用前景。

关键词：传感器超材料高灵敏度太赫兹折射率传感

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高功率掺Tm^(3+)自相似脉冲激光器的仿真优化设计

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发光学报 2020年第6期41卷 719-728页

作者：石郑楠延凤平韩文国张鲁娜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

利用非线性薛定谔方程(NLSE)为2μm掺Tm3+自相似脉冲激光器建立了一种新的数值模型。模型中,用NLSE描述脉冲在激光器中的产生和传播,利用MATLAB软件模拟了脉冲在激光腔内的演化特性,优化了腔内净色散、增益系数和可饱和吸收体等参数,得... 详细信息

利用非线性薛定谔方程(NLSE)为2μm掺Tm3+自相似脉冲激光器建立了一种新的数值模型。模型中,用NLSE描述脉冲在激光器中的产生和传播,利用MATLAB软件模拟了脉冲在激光腔内的演化特性,优化了腔内净色散、增益系数和可饱和吸收体等参数,得到了典型的2μm自相似脉冲的产生区域和特点。在最佳运行范围内,通过仿真得到了能量为7.87 nJ、脉宽为30.58 ps的具有严格正啁啾的高功率抛物线型脉冲。同时,分析了腔内净色散、增益系数和可饱和吸收体等参数对自相似脉冲产生的影响,并模拟了光栅器件进行色散补偿,使输出脉宽达到547 fs,脉冲峰值功率达到20.85 kW。本文为获得高功率自相似脉冲提供了指导性意见。

关键词： 2μm自相似脉冲非线性薛定谔方程数值模拟光纤光学

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