1 石家庄铁道大学机械工程学院，河北省工程机械动力与传动控制重点实验室，河北 石家庄 050043
2 中国电子科技集团公司信息科学研究院，北京 100041
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院，光电信息科学与技术教育部重点实验室，天津 300072
针对传统光栅耦合器在耦合过程中需要入射光倾斜一定角度且耦合效率低的缺点，提出了一种双层Si3N4减反射垂直光栅耦合器结构。基于时域有限差分法，对双层Si3N4薄膜结构的上、下层Si3N4厚度，下层Si3N4与光栅的距离及上、下层Si3N4之间的高度进行了详细讨论。分析结果表明，对于双层Si3N4减反射垂直光栅耦合器结构，横电波（TE）模式下在1550 nm波长处可以获得超过94%（-0.26 dB）的垂直耦合效率，3 dB带宽为107 nm（1485~1592 nm），具有良好的低损耗特性和带宽特性。同时，在现有加工工艺基础上，对该器件进行了容差分析。分析得知，当光纤光栅对准容差在-1.92~1.92 μm范围内、对准角度容差在-1.8°~1.8°范围内时，双层Si3N4减反射垂直光栅耦合器可以获得超过80%的耦合效率。
垂直光栅耦合器 Si3N4薄膜 减反射 耦合效率
1 青岛科技大学海洋科学与生物工程学院, 山东 青岛 266011
2 广西大学轻工与食品工程学院, 广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室, 广西 南宁 530004
在能源紧缺和环境恶化的双重压力下, 利用农林生物质替代化石资源生产生物燃料、 生物基化学品和材料逐步发展成为世界范围内的研究热点, 而细胞壁中纤维素、 半纤维素、 木质素以及其他少量组分的空间分布不均一性和化学结构复杂性构成了天然抗降解屏障, 严重阻碍生物质的转化效率, 因此需要对木质纤维原料进行预处理, 以期破坏细胞壁的宏观壁垒, 实现生物质的低成本高效转化。 在此过程中, 全面了解木质纤维细胞壁的化学组成、 结构特性及其在生物质转化过程中的解构机理是高效利用农林生物质的重要前提。 由于拉曼光谱具有样品制备要求低、 灵敏度高、 且能在原位状态下对样品进行定性、 定量分析等特点, 使得拉曼光谱成为研究木质细胞壁结构的有力工具。 尤其与显微技术相结合时, 可以同时获得木质纤维细胞壁主要组分的微区分布与超分子结构信息, 实现生物质转化过程中化学组分动态变化的可视化研究。 首先介绍了拉曼光谱成像的工作原理, 并对纤维素、 半纤维素和木质素的拉曼特征信号进行了归属。 其次, 总结了近几年拉曼光谱在生物质转化领域内的应用与研究进展, 综述了拉曼光谱在未处理状态下以及稀酸、 水热、 稀碱等不同预处理过程中的分析方法, 对细胞壁主要组分的分布进行表征, 以揭示预处理过程中各组分的溶出过程及迁移规律, 为在细胞及亚细胞水平探究预处理诱导细胞壁主要组分动态溶解机制提供了有效路径。 此外, 针对检测中收集的光谱数量过多、 分析难等问题, 文章重点介绍了主成分聚类分析法和顶点成分分析法两种拉曼数据分析方法, 用于提取特征信息并对光谱进行分类研究, 以深入探究特定组分的空间分布和分子结构。 最后, 根据上述分析展望了拉曼光谱在生物质转化领域的研究趋势, 为相关研究提供技术参考。
拉曼光谱 细胞壁 局部化学 预处理 光谱分析方法 Raman spectroscopy Cell wall Topochemistry Pretreatment Spectra analytical method
海军航空大学信息融合研究所，山东 烟台 264001
针对单时刻雷达网距离多假目标鉴别可靠性低的问题，提出了一种基于空时特性的雷达网距离多假目标鉴别方法。首先，通过雷达网目标量测预处理，将各组网雷达目标量测转换至地心直角坐标系，以实现目标量测的坐标系统一；然后，基于真-假目标量测的空间分布特性构建检验统计量，通过单时刻的关联检验实现真假目标的初步鉴别；最后，对多个时刻检验进行积累，以增强目标量测判别的可靠性。仿真结果表明，利用多个时刻检验积累与单时刻检验相比能够提高距离多假目标鉴别的可靠性。
雷达网 距离多假目标鉴别 空时维特性 单时刻检验 多时刻检验积累 radar network multi-range-false-targets discrimination space and time characteristics single moment test multi-moment test accumulation
海军航空工程学院信息融合研究所, 山东 烟台 264001
针对雷达网在鉴别距离多假目标干扰过程中, 鉴别效果随距离多假目标密集程度增大而变差的问题, 提出了一种基于目标径向速度估计的距离多假目标干扰鉴别方法。首先, 选定基准雷达并进行量测分组预处理, 将其他组网雷达目标量测转换至基准雷达局部坐标系下进行基于位置信息的量测关联, 以初步排除不相关的虚假量测与杂波, 同时减小计算量; 然后, 基于坐标转换后量测的位置信息估计出目标径向速度, 与基准雷达径向速度量测进行检验, 以实现虚假目标的鉴别。仿真结果表明, 此方法在距离多假目标密集程度较大的情况下具有较高的正确鉴别率, 且能够对目标进行稳定跟踪。
雷达网 距离多假目标干扰 坐标转换 位置信息 径向速度检验 radar network multi-range-false-target deception jamming coordinate transformation position information radial velocity testing
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室 微光机电系统技术教育部重点实验室, 天津 300072
提出一种基于新型多芯少模光纤模式干涉原理的位移传感器，该传感器由两段单模光纤和一段多芯少模光纤组成。研究了该传感器的实现原理，并实验验证。实验结果表明当光纤轴向被拉伸0~60 μm时，该新型传感器的检测灵敏度为-61.17 pm/μm，与理论计算结果之间的误差小于3.9%。因此，当使用高分辨率光谱仪作为接收器时，该传感器可检测17 nm的位移变化。
传感器 光纤传感器 多芯少模光纤 模式干涉 位移变化量检测
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
可集成、易调谐的光编解码器是光码分多址(OCDMA)系统集成化的关键模块之一。基于耦合双环阵列提出了一种新型的光编解码器。该编解码器通过调谐双环下载端反射波长以及集成于总线的相移器的相位，实现了OCDMA系统的二维相干编解码。基于耦合模理论，建立了耦合双环阵列的传输矩阵方程。用于编解码器的双环半径分别为50 μm和48 μm，阵列中四组双环的反射中心波长分别为1535，1535.2，1535.4，1535.6 nm，信道宽度为17 GHz，反射谱3 dB带宽约为0.14 nm，信号基本上不会出现干扰，保证了用户发送和接收信号的准确性。相应的自相关峰值旁瓣比(P/W)约为5，互相关峰值比(P/C)约为7，可以容纳用户数为96个。
光通信 光码分多址 环形微腔 光编解码器 二维相干编解码
1 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
2 武警太原指挥学院训练部部队管理和后勤教研室,山西 太原 030051
介绍了高品质因子(Q) 回音壁模式(WGM)SiO2光学微球腔和锥形光纤耦合器的制备方法。应用窄线宽(300 kHz) 单模NewFocus可调谐激光器(1520-1570 nm)作为激发光源,使用直径1.2 μm锥形光纤激发直径150 μm的SiO2微球腔的光学模式,得到了其形貌共振谱线。从微球腔的温度分布出发,结合SiO2材料的热膨胀以及热光效应折射率变化机理,分析了微球腔在高功率光激发下热效应引起的共振谱平移(2.5 GHz/℃)。实验表明,控制WGM 激发功率,可有效抑制微球腔的热效应,且易于实现稳定的高Ｑ模式。调整锥形光纤耦合激发角度,可以较好地抑制微球腔高阶模式,测得其共振谱线宽为22 MHz,对应的微球腔Q值为107。
激光技术 光学微腔 回音壁模式 品质因子 倏逝场激发 热效应
