作者单位
摘要
1 中国科学院上海高等研究院上海 201204
2 上海科技大学上海 201210
利用高精度磁电式速度传感器可以测量超导腔在低温环境下的振动。定量描述低温环境对超导腔位移振动特性的影响,是实现超导直线加速器亚微米级束流稳定性要求并抑制机械振动导致腔频偏移的基础,这对模组机械和低温系统设计具有重要意义。上海光源机械团队以目前承建的“硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)”1.3 GHz超导加速模组为研究对象,在超导腔常温振动测试基础上,采用频谱分析方法研究了超导腔在300.0 K、125.0 K、2.0 K三种温度下的位移功率谱密度、位移均方根和频响函数。测试结果表明:在上海光源地面本底振动下,2.0 K低温环境引起的超导腔垂向振动影响为本底的9.4%,横向振动影响为本底的4.5%。低温环境下新增振源为冷质流动,流体工质的状态对超导腔垂向和横向振动具有不同的影响。研究成果可用于指导模组测试以及结构设计优化。
超导加速模组 2.0 K低温 振动测量 频响函数 硬X自由电子激光 Superconducting cryomodule 2.0 K Vibration measurement Frequency-response function Hard X-ray free-electron laser 
核技术
2024, 47(2): 020101
作者单位
摘要
武汉邮电科学研究院,武汉 430074
掺铒光纤放大器(EDFA)对相同波长、不同频率的信号放大时,因频率响应不同导致信号失真。为了提高通信质量,介绍了一种EDFA频率响应测试方法,并编写了一套基于Python的数据处理系统。实验结果表明:该测试方法能够完成频率响应测试任务,且能够快速准确地处理数据并实现数据可视化,提高了测试效率。
掺铒光纤放大器 频率响应 数据处理 erbium-doped fiber amplifier, frequency response, 
光通信技术
2023, 47(5): 0088
作者单位
摘要
四川大学 电气工程学院,成都 610000
为了满足复杂的工程现场环境对相敏光时域反射仪(φ-OTDR)的各项性能指标的需求,提出基于自适应卡尔曼滤波(AKF)和频分复用(FDM)的高性能φ-OTDR,利用FDM提升系统的频响带宽,引入AKF对线性响应于外界振动的相位状态的噪声统计特性进行实时估计和修正,抑制了衰落和串扰导致的相位失真。实验结果表明,改进后φ-OTDR系统的传感线性度被有效提升,系统本底噪声降低到-83.7 dB2/Hz,应变分辨率达到了0.28 pε/Hz1/2。
分布式光纤声波传感技术 自适应卡尔曼滤波 频分复用 频响带宽 distributed fiber acoustic sensing φ-OTDR φ-OTDR adaptive Kalman filter frequency division multiplexing frequency response bandwidth 
半导体光电
2023, 44(4): 609
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电学院,北京 100081
2 北京遥测技术研究所,北京 100084
载波调制水下探测激光雷达利用散射光和信号光在频域特性上的差异来抑制杂散光,而不同水质中的散射光的截止频率是载波调制水下探测激光雷达设计中的重要参数。测量散射杂波的频率响应需要将目标回波与散射杂波分开,尤其是前向散射,与目标回波空间上重合,不容易被分开。文中提出了一种在载波强度调制激光雷达中分别测量水下目标和散射杂波的频率响应方法,利用散射光和目标反射的信号光在空间相干性上的差异,在回波光路上使用螺旋相位板将其分开并分别采集,再通过傅里叶变换得到它们的频谱。实验结果表明,前向散射杂波具有低通特性,而目标回波的响应是平坦的。将信号与散射在频谱中调制频率处的幅度之比定义为“信杂比”,并且用其来表示探测的有效性:当信杂比大于1时,认为探测到了目标。在较浑浊的水中,为了获得大于1的信杂比,载波的调制频率需要更高,基于蒙特卡洛方法对光子在海水中的传播进行了仿真模拟,结果与实验相符。测距实验也证明了,提高调制频率可以减小浑浊水中的测距误差。当信杂比小于1时,提高调制频率,测距误差降低明显。
散射杂波 涡旋光 频率响应 载波调制 scattering clutters vortex beam frequency response carrier modulation 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20220831
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,脉冲功率科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621999
为测量4 MV感应电压叠加器的电压,设计和标定了多个D-dot电压探头。频响测试结果表明探头频率上限大于270 MHz,满足待测电压信号频率响应需求。标定中,由于分压器与探头的安装位置不同,为了避免传输线阻抗失配导致快前沿电压信号在不同测量点的电压波形差异,采用前沿数百纳秒的脉冲信号开展标定。由于探头的低频特性同时满足标定与实测的需求,因而标定的准确性得以保证。考虑装配结构及精度对探头灵敏度的直接影响,次级电压探头采取了在感应腔逐级安装过程中的在线标定方法。由于靠近二极管的电压探头受到电子等影响导致波形畸变,因此直接测量负载电压存在困难。4 MV装置的多发实验结果表明,输出端传输线上电压波形与其下游位置电压波形之差,与用两者之间电感计算的电压波形相吻合,说明采用二极管上游电压探头的测量结果来计算二极管电压是行之有效的。
感应电压叠加器 脉冲电压 D-dot探头 频率响应 标定 induction voltage adder voltage pulse D-dot sensor frequency response calibration 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 095002
Author Affiliations
Abstract
Although the 5G wireless network has made significant advances, it is not enough to accommodate the rapidly rising requirement for broader bandwidth in post-5G and 6G eras. As a result, emerging technologies in higher frequencies including visible light communication (VLC), are becoming a hot topic. In particular, LED-based VLC is foreseen as a key enabler for achieving data rates at the Tb/s level in indoor scenarios using multi-color LED arrays with wavelength division multiplexing (WDM) technology. This paper proposes an optimized multi-color LED array chip for high-speed VLC systems. Its long-wavelength GaN-based LED units are remarkably enhanced by V-pit structure in their efficiency, especially in the “yellow gap” region, and it achieves significant improvement in data rate compared with earlier research. This work investigates the V-pit structure and tries to provide insight by introducing a new equivalent circuit model, which provides an explanation of the simulation and experiment results. In the final test using a laboratory communication system, the data rates of eight channels from short to long wavelength are 3.91 Gb/s, 3.77 Gb/s, 3.67 Gb/s, 4.40 Gb/s, 3.78 Gb/s, 3.18 Gb/s, 4.31 Gb/s, and 4.35 Gb/s (31.38 Gb/s in total), with advanced digital signal processing (DSP) techniques including digital equalization technique and bit-power loading discrete multitone (DMT) modulation format.
GaN-based LED LED array VLC V-pit sidewall quantum well high-frequency response 
Opto-Electronic Science
2023, 2(5): 230005
作者单位
摘要
1 吉林大学 仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130061
2 华东理工大学 化工学院, 上海 200237
近年来, 压电薄膜振动传感器发展十分迅速, 已被广泛应用于结构健康监测、医疗电子、加速度、器件振动等测量。该文针对压电薄膜振动传感器的性能检测, 设计了一套以可调频激振台作为核心的压电传感器灵敏度与频响特性标定装置。振动信号由可调频激振台提供, 标准压电传感器与自制传感器同步进行振动测试。测试结果表明, 该装置可方便地实现对被测传感器灵敏度和频率响应特性的标定。标定系统整体设计简单, 操作方便。同时系统体积小, 稳定性高, 测量误差小, 便于对各种类型的压电振动传感器进行检测, 具有很强的实用性和广阔的发展空间。基于该系统对自制压电薄膜传感器性能的标定, 研究了压电薄膜传感器灵敏度的影响因素。
压电薄膜 振动传感器 灵敏度 频响特性 标定 piezoelectric film vibration sensor sensitivity frequency response characteristic calibration 
压电与声光
2022, 44(6): 925
作者单位
摘要
西安中科华芯测控有限公司,陕西 西安 710019
数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应,对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中,传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题,不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理,提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先,分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理,通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性;其次,根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法,提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法;最后,利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明:采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%,该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统,在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。
数字闭环光纤电流传感器 频率响应 阶跃响应 调制激励 digital closed-loop fiber optic current sensor frequency response step response modulation excitation 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210615
作者单位
摘要
1 西北工业大学 物理科学与技术学院 陕西省光信息技术重点实验室,西安 710129
2 西安石油大学 理学院 陕西省油气资源光纤探测工程技术中心,西安 710065
3 西北大学 物理学院,西安 710069
针对油气开采微地震监测高频检波器的要求,提出了一种基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器结构,分析了该检波器的振动传感原理,利用仿真软件分析了该结构模型的谐振频率,同时对检波器的幅频特性、加速度响应灵敏度、横向抗干扰性能、冲击响应等性能进行了实验研究。实验结果表明:基于对称铰链结构的光纤布拉格光栅检波器谐振频率为1 200 Hz,与利用软件仿真的谐振频率1 191 Hz结果一致;在工作频率20~800 Hz,加速度灵敏度约为10.2 pm/g,线性系数为0.999 8;交叉轴灵敏度约为主轴的5%;在谐振频率附近有很好的冲击响应特性。该检波器加工工艺简单、可靠性高、工作频带宽、灵敏度高、横向抗干扰性好,在石油开采等领域有很好的应用前景。
光纤布拉格光栅 应变传感 加速度检波器 铰链 幅频响应 Fiber Bragg grating Strain sensing Accelerometer Hinge Amplitude-frequency response 
光子学报
2022, 51(10): 1006003
作者单位
摘要
暨南大学理工学院广州市可见光通信重点实验室,广东 广州 510632
针对AR光学系统中虚像视距(VID)测量方法基于主观判断、易受摄影系统的景深干扰等问题,从VID的测量原理出发,提出了利用景深特性使AR虚像视距与参考实物物距保持一致的方法,通过构建实验系统和分析算法,采用基于边缘的空间频率响应检测同一摄影系统在拍摄虚像和参考实物过程中图像清晰度的相对变化,将VID转换为摄影系统在相应对焦位置时的远景距离,实现对AR光学系统VID的定量测量。实验结果表明:设计的VID测量系统的测量结果(1397 mm)与所测的AR波导镜片样品的理论设计值(1400 mm)相符,说明了该测量系统的有效性;测量误差为10~40 mm,即将理论误差降低到传统测量方法的1.6%~6.45%,显著提高了VID的测量精度。该方法仅基于常用实验器件即可实现AR光学系统VID的测量,有利于将VID检测系统更便捷地投入到AR设备的生产和研发环境中,助力AR设备设计和生产工艺的进步。
增强现实 虚像视距 景深 图像清晰度 空间频率响应 
激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011017

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