啁啾和色散对光接收机灵敏度的影响研究

研究了啁啾高斯光脉冲信号对带前置放大器光接收机灵敏度的影响,进行了理论分析和数值摸拟,并以常见的G652A光纤为例研究了啁啾、群速度色散、光信号码元速率和高斯光脉冲信号的占空比对光接收机灵敏度恶化量的影响。研究表明,适当选取高斯光脉冲信号的占空比、啁啾、光接收机均衡滤波器输出的升余弦波形滚降因子的值可以提高光接收机灵敏度;群速度色散存在时,占空比的减小反而导致灵敏度恶化量的增加,说明光信号脉冲宽度并非越小越好。适当选取啁啾、群速度色散的参量β2和风以及占空比的值可以使光接收机灵敏度的恶化量降低。该研究结果对光接收机的分析和设计有一定的指导意义。     

非匀幅光束在浮雕光栅中的传输特性

利用角谱表示和逆规则傅里叶模式理论,研究了非匀幅光束的典型代表TE线偏振高斯光束在亚波长三角形面型浮雕光栅体内的传输.数值分析表明浮雕层内不同透射深度处的光强分布随着透射深度的变化而变化.最后讨论了入射角、周期等光学参数对出射光强分布的影响.这些结论对高衍射效率亚波长光栅的制作和高功率激光光学元件设计等都具有现实意义.     

非匀幅光束在浮雕光栅中的传输特性

利用角谱表示和"逆规则"傅里叶模式理论,研究了非匀幅光束的典型代表TE线偏振高斯光束在亚波长三角形面型浮雕光栅体内的传输.数值分析表明浮雕层内不同透射深度处的光强分布随着透射深度的变化而变化.最后讨论了入射角、周期等光学参数对出射光强分布的影响.这些结论对高衍射效率亚波长光栅的制作和高功率激光光学元件设计等都具有现实意义.     

双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线性传输.当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象,脉冲俘获效率在偏振角为45°时最小,当脉冲的入射角度互余时,小角度的脉冲俘获效率更高.此外,增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移.     

重复频率3Hz、100mJ高光束质量钕玻璃放大器的研制

研制了具有放大纳秒方形激光脉冲的高光束质量、高稳定的激光二极管(LD)抽运的钕玻璃激光放大器。为了获得较高的输出能量,采用LD泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,使之产生特定的空间分布,进而对后级放大器增益不均匀性进行光学预补偿。放大器工作波长为1 053nm,工作频率为3 Hz,输入1nJ的3ns方形激光脉冲,输出激光脉冲能量为100mJ、光束口径为10mm×10mm的方光斑,能量不稳定度小于2%(均方根),净增益大于109。光束的近场调制度小于1.3∶1,远场焦斑衍射极限小于2DL,远场角漂移小于9.5μrad。     

高阶非线性对光纤中基黑孤子演化特性的变分研究

从含修正项的非线性薛定谔方程出发,采用变分法,导出了光纤零色散附近高阶非线性微扰影响下,基黑孤子脉冲参数随传输距离变化的演化方程及其解析解.结果表明:在高阶非线性影响下,孤子脉宽比不存在高阶非线性时孤子有所展宽,但振幅、频率、脉宽不随传输距离变化而改变,因此基黑孤子能够保形传输,比明孤子具有更好的稳定性,在未来的孤子通讯中有着无比的优越性.     

融合降采样的复基带脉冲压缩算法研究

针对脉冲压缩过程运算复杂度高的问题,提出一种融合降采样的复基带脉冲压缩波束合成方法.该方法首先对波束合成信号进行频谱搬移及低通滤波,然后降采样得到复基带数据,再采用降采样的压缩滤波器实现脉冲压缩得到用于成像的扫描线数据.通过对所提出的脉冲压缩算法进行推导,并采用Chirp码进行脉冲压缩仿真成像与误差分析.实验结果表明:该方法不仅能够完整地保留编码激励信号各项特性,克服图像信噪比低的缺陷,还能大幅度降低脉冲压缩环节的运算复杂度,从而为超声编码技术的应用提供了一种高效的脉冲压缩方法.     

天津地区表层土壤PAHs多尺度空间分布特征

在空间尺度划分和区域化分量研究的基础上, 进一步分析了天津地区表层土壤PAHs不同空间尺度上区域化分量的空间分布特征,并分析了形成分布特征的原因.结果表明,在块金尺度上,16种PAHs的区域化分量的空间分布都比较零散,表现出局部小块的形式;与块金尺度相比,虽然在小尺度上PAHs区域化分量的空间分布上还是存在着较大的差异性, 但分布特征却存在着明显的规律性,空间递变规律较好;与块金尺度和小尺度空间相比,天津地区PAHs在大尺度空间上的区域化分量基本上均匀分布.在成因上,大气运移可能是决定土壤PAHs浓度空间递变方向和梯度的主要环境因素,河流是另外一个主要环境因素.     

亚波长偏振分束光栅的优化设计

采用模态法和严格耦合波法优化设计了矩形石英偏振分束光栅,分析了偏振分束特性.研究表明,当光栅周期约为0.61μm时,TM偏振光两低阶模的折射率差近似为零,而TE偏振光的两低阶传输模则存在一个较大的折射率差,此时石英光栅具有最佳的偏振分束效果,可以将TE偏振和TM偏振入射光分别衍射到-1级与0级透射光束中.对于1.053 μm和1.064 μm波长的入射光,经优化设计光栅的-1级与0级可分别获得超过99%和90%透射衍射效率,透射消光比分别高于28 dB和23 dB.     

用平衡式对数域积分器实现连续小波变换

为满足低电压、低功耗及实时处理等应用要求的需要,提出了一种新的基于平衡式对数域积分器的连续小波变换实现方法.小波变换实现电路由冲激响应为高斯一阶导数小波的模拟滤波器构成,其传输函数用Levenbery-Marquardt非线性最小二乘法求得.滤波器以工作在甲乙类状态的平衡式对数域积分器为积木块进行设计,通过改变平衡式对数域积分器的偏置电流而实现不同尺度下的小波变换.计算机仿真结果表明了该方法的可行性.