针对高速旋转设备分布式测量需求, 设计了一种单通道光纤旋转连接器(FROJ), 并进行了性能测试。以此单通道FROJ为基础, 采用磁光开关通过时分复用方式设计了四通道FROJ, 在静态和动态条件下分别测试了其插入损耗。实验结果表明: 该四通道FROJ的插入损耗小于4.5 dB,旋转变化量小于2 dB, 在转速不超过600 r/min时可以实现光信号的可靠传输。
光纤旋转连接器 磁光开关 时分复用 多通道光信号传输 分布式测量 fiber optic rotary joint magneto-optic switch time-division multiplexing multi-channel optical signal transmission distributed measurement
激光无线能量传输在为远距离设备供能方面有着潜在的应用前景，在激光无线传能的同时进行激光无线通讯，具有重要的应用价值。针对砷化镓太阳能电池，对激光传能系统在无线能量传输时激光无线通讯性能进行了测试。实验采用波长808 nm激光实现砷化镓太阳能电池的能量传输，采用波长650 nm激光作为信号的传输，分别对单能量传输、单信号传输以及能量和信号同步传输三种情况下的砷化镓太阳能电池的输出特性进行了测试。结果表明：当单能量传输时，太阳能电池的性能与激光功率密度的大小密切相关，激光功率密度在54.9~90 mW/cm2范围内光电转换效率最大值为46.6%；当单信号传输时，通过测量系统的频率响应得到砷化镓太阳能电池的3 dB带宽约为3.7 kHz，并通过设计放大电路提高系统的通信性能，优化输出波形，使得系统的通信速率从10 kbps提升至240 kbps，输出电压峰峰值达到7.2 V。最后实验测量了不同激光强度下可实现的通信速率，当激光功率密度为59.5 mW/cm2时可实现140 kbps的通信速率，使得激光充电系统在无线能量传输下可以进行信号的传输。
太阳能电池 能量传输 信号传输 频率响应 solar cell energy transmission signal transmission frequency response 红外与激光工程
2022, 51(2): 20210888
针对光纤旋转连接器(FORJ)普遍存在着结构复杂、损耗过大和转速低等问题，提出了一种高速单通道单模FORJ结构，并对其性能进行了相关的实验测试，对FORJ中光信号传输时的损耗进行了分析研究。实验结果表明：所设计的单通道单模FORJ能够在8000 r/min的高转速下传输光信号，损耗量为19.6 dB，且能承受的最大冲击载荷为20 m/s2，旋转输入轴的最大径向振幅为0.63 mm，能够适应较为恶劣的工作环境。
光纤旋转连接器 光纤准直器 高速 非接触光信号传输 fiber optic rotary joint optical fiber collimator high-speed non contactoptical signal transmission
Author Affiliations
Abstract
1 Institute for Electric Light Sources, School of Information Science and Technology, and Academy of Engineering and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 State Key Laboratory of Luminescence and Applications, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
Due to the bandwidth limitation of the ultraviolet-C (UV-C) optical communication system and strong channel attenuation, it is difficult to transmit high-frequency signals. In this paper, the temporal ghost imaging (TGI) algorithm was first applied to the UV-C communication experimentally, and we realized the transmission of a 4 GHz signal through 95.34 MHz system bandwidth. The study indicates that the TGI algorithm can significantly improve the signal-to-noise ratio (SNR) compared with the on–off keying method. Our research provides a new approach for alleviating transmission frequency limitation due to poor SNR and insufficient hardware bandwidth.
temporal ghost imaging UV-C communication ultra-high-frequency signal transmission Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 110602
重庆理工大学 电气与电子工程学院, 重庆 400054
针对室内复杂环境和室内照明节点拓扑结构对可见光定位精度的影响, 基于近似完美三角点测试(APIT)算法设计了一种多LED照明节点的可见光室内定位方法。该方法利用信号传输时间作为节点间距大小的判断凭证, 结合APIT定位算法, 实现室内可见光定位。仿真结果表明: 该定位方法的定位误差在0.24 m左右浮动, 在保证了定位精度的基础上, 精简了定位设备成本, 并提升了定位算法的计算效率, 使得定位系统在实际场景中的应用更具稳定性与适用性。
可见光定位 多LED照明节点 信号传输时间 近似完美三角点测试定位算法 visible light location multi-LED lighting node signal transmission time approximate perfect triangle point test positionin
1 重庆光电技术研究所，重庆 400060
2 四川压电与声光研究所， 重庆 400060
针对高压隔离光电耦合器的隔离电压提高到22kV后信号传输特性恶化的问题，提出了在光源和探测器间引入导光管结构的方法，利用导光管的聚光特性弥补间距增大导致的探测器对光源发散角的降低，使探测器接收到足够的光功率，以保证器件的信号传输特性满足要求。对探测器接收光功率占光源光功率的比例进行了对比计算，结果表明，使用导光管的22kV高压隔离光电耦合器可获得与10kV产品相当的信号传输特性，通过样品的制作与测试验证了该计算结果，表明上述方法可行。
高压隔离 光电耦合器 导光管 信号传输特性 highvoltage isolation optocoupler lightpipe signal transmission
提出一类数字信号N级采样滤波整形电路，该电路包括N级信号采样电路、采样信号状态比较电路、输出判决电路三部分。该电路在信号采样输出时，通过信号前后间的关系来判断信号的输出结果，避免了毛刺噪声被当作有用信号输出。该方案对信号传输过程中的毛刺噪声，特别是抖动频繁的毛刺噪声具有较好的滤波效果，可广泛应用于数字电路系统、PLD等系统设计中。
数字系统 毛刺噪声 数字信号传输 digital system burr noise digital signal transmission
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳621900
2 国防科学技术大学 理学院， 长沙 410073
采用理论与实验相结合的方法研究了激光二极管阵列泵浦的Cr4+:YAG被动调Q Nd：YAG激光器的输出特性。重点分析了调Q晶体小信号透过率和反射镜的反射率对激光器的输出能量、脉冲宽度的影响。对数值模拟结果进行了实验验证，数值计算与实验结果基本一致。研究结果表明，在特定的激光晶体参数下，Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出能量与脉冲宽度由调Q晶体的小信号透过率和输出镜的反射率决定：输出能量随着小信号透过率增加而减小，对应于一个调Q晶体透过率，有一个最佳反射率使输出能量最大；脉冲宽度随着初始透过率与反射率的增大而增大。of Cr4+:YAG passively Q-switched laser
调Q激光器 Cr4+:YAG晶体 小信号透过率 输出特性 Q-switched laser Cr4+:YAG crystal small signal transmission ratio output characteristics
安徽大学 计算智能与信号处理教育部重点实验室， 安徽 合肥 230039
在多模光纤线路上传输多路射频模拟信号会带来谐波失真和互调失真。文章通过推导多模光纤线路的谐波失真和互调失真表达式，分析了影响组合二阶失真的因素，进而得到接收功率的频谱特性。结果表明:在中短距离传输的多模光纤线路上，如果组合二阶失真的值小于-50 dBc，可以采用副载波复用技术传输多路射频信号。
多模光纤 光信号传输 副载波复用 组合二阶失真 multimode fiber optical signal transmission subcarrier multiplexing composite second-order distortion
巴克码是最常用的帧同步码组。为了实现巴克码组的有效检出, 利用DSP Builder设计了一种新的13位巴克码识别器电路。在Matlab/Simulink中对设计的电路进行了纯数字仿真, 然后将设计的系统载入到FPGA芯片中, 运用硬件在回路仿真技术进行半实物仿真。结果表明, 基于DSP Builder设计的巴克码检出电路简单易行、稳定可靠, 达到了预期的要求。
信号传输 帧同步 巴克码识别器 硬件在回路仿真 signal transmission frame synchronization Barker code recognizer DSP Builder DSP Builder hardware-in-loop simulation
