利用超材料模拟原子系统中的电磁诱导透明现象受到了人们的持续关注,而在超材料中实现主动式电磁诱导透明是其中一个重要的研究方向,在许多领域有着潜在的应用价值。在太赫兹波段上提出了一种新型的主动式电磁诱导透明超材料,其由石墨烯和金属微结构复合而成,其原理是利用金属微结构的场增强特性,结合石墨烯在强场太赫兹下电导率的非线性变化行为,实现对电磁诱导透明效应的非线性调制。为了提升该非线性调制深度,在金属微结构中引入了小开口间隙的谐振单元,以实现更强的近场增强,从而提升石墨烯非线性电导率的变化范围。在0.5 μm开口间隙下,模拟获得了高达360.7的场增强因子和49.3%的非线性调制深度。设计思路为实现紧凑的非线性慢光器件提供了参考。

提出一种基于注入锁定技术增强高次谐波的任意波形产生方案。通过注入锁定技术放大并增强高次和偶次谐波,将获得的高次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加,可合成高阶的三角波、矩形波。将注入锁定增强的偶次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加可合成高阶锯齿波和反锯齿波。通过实验,本文成功产生了频率为5 GHz的五阶三角波、五阶矩形波、三阶锯齿波和三阶反锯齿波。理论与实验结果表明:五阶三角波与矩形波的方均根误差比同时产生的三阶相同波形提升了10%~37%;可以通过增加注入锁定的支路数来获得更高阶近似的波形。

由于超声导波难以准确检测非金属管道的早期损伤, 本文提出了一种非线性超声导波延时方法对非金属管道结构损伤进行测试和定位。基于非线性超声调制机理分析了非金属管道损伤状态, 使用同侧非线性超声的混频信号激励方式并根据超声导波传播速度的差异产生激励信号延时, 然后在管道损伤处实现混频信号的非线性调制。采用HHT(Hilbert-HuangTransformation)提取混频延时信号的瞬时特征量, 并通过分析非线性分量延时分组进行损伤区域检测, 实现了对非金属管道裂纹损伤的定位。PVC(Ployninylchloride)非金属管道实验显示, 无损伤状态下延时信号分组的标准化基准值为0.518 8; 单裂纹状态下延时信号分组标准值为0.593 7, 损伤定位相对误差为3.277%; 双裂纹损伤状态下的标准化瞬时平均幅值为0.580 1与0.607 3, 损伤定位值绝对误差小于4 mm。相对于利用小波包络分解的非线性延时定位检测法, 实验得到的单裂纹损伤准确度提高了36.4%。结果表明该方法能够对非金属管道裂纹损伤准确定位, 并能够检测早期多裂纹损伤。

分析了非线性电光调制来实现光混频的方法，设计了一种基于级联非线性调制的光混频方案，通过改变调制信号相位关系，有效地抑制了高阶交调分量，提升了非线性光混频的转换效率。使用了光学仿真软件Optisystem 进行包含噪声的混频性能仿真，展现了这种级联非线性调制的性能优势。

激光显示中常采用高速宽带声光调制器(AOM)调制激光光强,以此控制图像每个像素的灰度.AOM衍射效率的非线性使显示图像的灰度失真,必须实时校正.为此,提出了一种实时校正的方法:实测AOM调制电压与衍射效率的调制特性数据,通过六阶多项式拟合后再插值的方法建立了校正非线性的查询表;通过查询电路实时查找视频图像中每个像素的灰度对应的调制电压值,从而达到间接校正AOM调制非线性的目的.实验证明了该校正方法的可行性.

二值化联合变换相关器,通过对联合变换的功率谱进行二值化操作,可以提高联合变换相关器的图像识别能力。本文正是基于此观点,首次提出利用液晶光阀本身的饱和区实现反转二值化联合变换功率谱。实验表明,利用液晶光阀的反转二值化调制,相关性能得到很大提高。计算机模拟的结果与实验相符。系统简单,全光学,无需加入电子阈值系统调制联合变换功率谱。