安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241001
为探究聚焦扭曲厄米-高斯-谢尔模光束对瑞利粒子的捕获特性, 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和瑞利散射理论, 推导了扭曲厄米-高斯-谢尔模光束经过聚焦透镜后光强和辐射力的解析表达式, 并数值模拟分析了扭曲厄米-高斯-谢尔模光束对瑞利粒子的辐射力随光束阶数、扭曲因子等光束参数和透镜焦距的变化规律。结果表明, 扭曲厄米-高斯-谢尔模光束的光场分布在传输过程中逐渐分裂并绕着传输轴旋转; 梯度力和捕获稳定范围随着光束阶数和扭曲因子增大而增大; 通过选择合适的光束参数和透镜焦距, 可以实现对不同折射率的两种瑞利粒子的稳定捕获。研究结果对扭曲厄米-高斯-谢尔模光束在光镊技术中的应用具有一定的参考价值。
激光技术 扭曲厄米-高斯-谢尔模光束 惠更斯-菲涅尔原理 辐射力 laser technology twisted Hermite-Gaussian-Schell model beam Huygens-Fresnel principle radiation force
1 安徽师范大学 物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241002
2 光电材料科学与技术安徽省重点实验室，安徽 芜湖 241002
3 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
4 安徽华东光电技术研究所有限公司，安徽 芜湖 241000
设计一种L波段雷达功率放大器。对功率放大器的输出功率、脉冲顶降、热设计等关键参数进行了理论分析，结合电路输出功率的仿真结果对功率放大器的工作效率以及输出功率的带内波动进行评估。研究了脉冲顶降对输出信号的品质影响，探讨了功率放大器热设计的半定量的制约问题。给出系统主要参量的优化设计方法，完成了L波段雷达功率放大器的样机制作。在极限温度下对功率放大器的输出功率、脉冲顶降、脉冲上升下降时间、功率谱主副瓣功率比以及主杂波功率比等频域特性参数进行了测试与优化。测试结果表明，在极限温度范围下，系统主要技术指标不受温度的影响。与国内外同类产品相比，该功率放大器具有体积小、可靠性高、效率高、稳定性好等特点，同时较低的相位噪声有利于提高接收机的灵敏度。因此，该L波段雷达功率放大器可广泛应用于民用和军用雷达领域，具有很好的应用前景。
L波段 功率放大器 脉冲顶降 雷达 L-band power amplifier pulse top down radar
1 安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽省光电材料科学与技术重点实验室, 安徽 芜湖 241002
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
基于拓展的惠更斯-菲涅尔原理,推导出了圆对称阵列光束在各项异性湍流大气中传输的束腰宽度和光束漂移解析表达式,并对此表达式进行了数值模拟。结果表明:圆对称阵列光束在各项异性湍流大气传输时,阵列光束的高斯光束个数对光束漂移的影响较小,而高斯阵列所围成圆环的半径对光束漂移的影响较大,半径越大,阵列光束的漂移越小;各项异性湍流大气的幂律参数和各项异性因子也是影响光束漂移的主要因素。在相同条件下,阵列光束受到各项异性湍流大气的扰动比高斯光束小。
大气光学 光束漂移 拓展的惠更斯-菲涅尔原理 圆对称阵列光束 atmospheric optics beam wander extended Huygens- Fresnel principle radial array beams
安徽师范大学 物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241000
传统的光纤应变传感技术无法在满足高精度和强环境适应性的同时实现稳定的动态应变传感.为了解决该问题, 本文将光干涉原理应用于光纤应变传感, 设计了一种强环境适应性的基于干涉结构的高精度光纤应变传感系统, 基于扫频干涉信号的互相关系数, 该系统可以稳定地探测应变.本文还提出一种动态探测算法, 该算法弥补了系统只能探测较小应变的缺陷, 大大提升了实际应变的探测范围, 同时还实现了动态的应变检测; 采用三次样条插值算法, 提升了小应变探测的精度.理论分析和仿真模拟表明, 在加入白噪声的信号信噪比为15 dB时, 插值后的探测精度是未插值探测精度的2.3倍, 插值后本系统探测结果的最大误差只有约9 nε.
光纤传感器 动态 光干涉 应变 探测算法 Optical fiber sensors Dynamic Optical interference Strain Detection algorithm 光子学报
2016, 45(11): 1106007
1 上海华魏光纤传感技术有限公司,上海201103
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
3 深圳供电局有限公司,广东 深圳518000
4 上海电力学院 电子与信息工程学院,上海200090
研究分布式光纤振动传感技术及光纤振动信号的模式识别技术。通过M-Z干涉原理实现对振动信号的检测,通过信号双向时延定位技术实现光纤振动信号的定位。运用不同的数学方法对光纤振动信号进行分析,找出不同事件产生的振动信号的特征信息,并运用MATLAB进行仿真分析。通过仿真分析,证实了系统能找到挖掘机、车辆及人员走动的特征参数,从而能将这三种不同的事件区分开来。
光纤振动传感器 定位 M-Z干涉 模式识别 optical fiber vibration sensor locating M-Z interference pattern recognition
1 上海华魏光纤传感技术有限公司,上海201103
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
3 深圳供电局有限公司,广东 深圳518000
4 上海电力学院 电子与信息工程学院,上海200090
研究一种基于分布式光纤振动传感原理和电缆局部放电原理的电力电缆故障定位技术。通过在电缆上施加高压脉冲,使得电缆上有故障的位置产生局部放电,从而产生振动信号。并将放电脉冲信号同步传输给分布式光纤振动监测系统。通过分布式光纤振动传感技术来探测电缆沿线放电产生的振动信号,并对振动信号进行定位。将该故障定位技术应用于电力电缆沿线上监测电缆故障的状态分布,并进行试验验证。实验结果表明,该系统可实现监测多回路30 km电缆线路的故障分布状况,并对故障点进行准确定位。
分布式光纤传感 后向散射 电力电缆 故障定位 distributed optical fiber sensing backscattering power cable fault positioning
基于光中继传感技术提出一种超远程分布式光纤拉曼温度传感器方案，采用在分布式光纤传感器的多段传感光缆之间嵌入多级光中继放大传感装置的方式，利用中继放大传感装置的增益克服光纤损耗，增强了光纤中自发拉曼散射光的强度，传感光缆分段分时进行测量。当在多段传感光缆之间引入N个远程光中继放大传感装置进行级联时，可实现分布式光纤传感器的N×L(L为每段传感光纤的长度)超远程监测。文章最后给出了实际测量结果，结果表明，该系统能在60 km 的传感探测长度上获取具有较高信噪比的传感信号。
分布式光纤拉曼温度传感器 超远程 光中继传感技术 distributed optical fiber Raman temperature sensor ultra-range optical repeating and sensing technology
上海华魏光纤传感技术有限公司， 上海 201103
基于Φ-光时域反射计提出了一种超远程定位型全光纤周界安防系统方案。该传感器利用Φ-光时域反射计的干涉机理，从光纤中不同部分反射回来的瑞利散射光发生干涉，同时采用在分布式光纤传感器的多段传感光缆之间嵌入多级光中继放大传感装置。利用中继放大传感装置的增益克服了光纤损耗，增强了光纤中自发瑞利散射光的强度，传感光缆分段进行测量。当在多段传感光缆之间引入N个远程光中继放大传感装置进行级联时，可实现分布式光纤传感器的N×L(L为每段传感光纤长度)超远程监测。
传感器 安防系统 超远程 Φ-光时域反射计 光中继传感技术 激光与光电子学进展
2011, 48(5): 050603
1 上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海200240
2 上海华魏自动化设备有限公司, 上海200023
文章基于M-Z(Mach-Zehnder)干涉原理, 提出了一种新型光纤振动传感器方案, 该传感器能判断振动事件发生的位置。仿真分析研究了该定位式传感器的信号处理技术, 通过增大信号的带宽、延长信号的持续时间、增大信噪比和改善定位算法, 实现了较好的定位性能, 验证了该定位式光纤振动传感器方案的可行性。
光纤振动传感器 定位 M-Z干涉 时延 optical fiber vibration sensor locating M-Z interference delay
上海华魏光纤传感技术有限公司， 上海 200023
文章介绍了一种高分辨率分布式光纤温度传感系统，该系统利用光波在光纤中传输时的拉曼散射效应，探测其背向拉曼散射光强度，并根据反射光强与温度的关系来进行传感光纤沿途温度的探测。文章详细探讨了系统的工作原理，搭建了实验平台，并进行了温度传感实验。实验证明，系统的温度精度达到0.1 ℃，空间定位分辨率为1 m。
分布式 温度 光纤 传感 拉曼散射 distributed temperature fiber sensing Raman scattering
