针对基于交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波(CO-FBMC-OQAM)通信系统的信道均衡问题, 提出了一种基于人工神经网络(CD-net)的信道均衡方法。CD-net融合了卷积神经网络和深度神经网络的优点, 能够完成CO-FBMC-OQAM通信系统的信道均衡任务。在CD-net中, 卷积神经网络模块首先对接收端畸变信号进行特征提取, 再由深度神经网络模块完成信号解调和信道均衡, 并恢复出原始信息。数值仿真结果表明: 与传统信道均衡方法相比, CD-net方法在误码率性能方面具有更大的优势, 能够较好地解决CO-FBMC-OQAM系统的信道失真问题。

软锰矿作为含硫化物废水、废气、沼气、工艺气体等脱硫材料已得到广泛应用，然而其脱硫产物的特性和应用还缺少深入研究。实验模拟废水脱硫、常温废气脱硫、工艺气体高温脱硫工况获得相应的软锰矿硫化产物，探究不同方式硫化软锰矿的物相组成、废水除镉效果及其作用机制。考察了溶液的pH值、初始镉浓度、反应时间、温度等因素对除镉效率的影响，通过X射线粉末衍射、扫描电镜对不同方式硫化软锰矿除镉前后样品进行表征。结果表明，废水脱硫、常温废气脱硫、工艺气体高温脱硫工况获得产物除镉能力分别为73.93、66.76、44.96 mg/g。脱硫产物除镉机理是其中的MnS与CdS在溶度积差推动下发生的溶解-沉淀反应。不同硫化方式导致形成的MnS晶体结构、形态、结晶度差异是其除镉效果不同的主要原因。软锰矿脱硫产物对重金属镉具有良好的去除效果，在环境污染治理中具有广阔的应用前景。

为了实现近红外波段的高灵敏度传感,设计并研究了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤(Surface Plasmon Resonance Photonic Crystal Fiber,SPR--PCF)折射率传感器。该光纤横截面的空气孔排列方式是圆形晶格,呈现出向日葵形状。光纤包层的外壁淀积了氧化锡铟(Indium Tin Oxide,ITO)纳米薄膜,通过圆形光子晶格的缺陷模与表面等离子体模的耦合感知周围环境折射率的变化。利用有限元数值仿真对这种传感器的光学性质和传感性能进行了详细研究。结果表明,该传感器同时具有较大的折射率感知范围和较高的灵敏度;折射率测量范围可达1.29～1.39,最大波长灵敏度为19659 nm/RIU,折射率测量精度为2.92×10-5 RIU。

为了解决受激布里渊散射快光在高吸收区产生损耗的问题, 通过分析普通单模光纤中双线泵浦产生的双布里渊增益线特性及在增益峰间实现脉冲的超光速传输理论, 利用有限元法数值模拟了双布里渊增益线处受激布里渊散射引起的快光特性。结果表明, 当频率分离因子大于0.596时, 可以观察到双增益峰; 当频率分离因子在1~5.25范围内时, 两个泵浦波产生的双增益峰之间可以明显地产生快光; 当频率分离因子为1.75时, 在双布里渊增益线之间的最大时间提前可达25 ps。当频率分离因子为2.42时, 三阶色散所对应的归一化色散长度为无穷大, 三阶色散可以得到完全补偿; 当频率分离因子大于2.464时, 脉冲展宽因子趋近于1, 可以实现无畸变传输, 但时间提前量小于13.52 ps。本文的研究结论对于在布里渊增益区实现快光具有一定的理论意义, 并对设计基于受激布里渊散射快光器件具有理论指导作用。

针对激光器频偏较大的场景,研究了相干光滤波器组多载波通信(CO-FBMC/OQAM)系统的一种整数频偏估计与补偿方法。对以前的分数频偏研究工作进行了扩展,设计了一种混合型的训练序列结构。利用这种训练序列,不仅能完成分数频偏的估计,也能够实现对整数频偏的准确估计。利用数值仿真研究了该方法在CO-FBMC/OQAM系统中的有效性,结果表明该算法的准确频偏估计范围可以达到12倍子载波频率间隔,经过频偏补偿后的系统误码率可以低于前向纠错(FEC)极限。所提方法能够为CO-FBMC/OQAM系统的研究和应用提供有益的参考。

基于Er3+的两个热耦合能级发光强度测量的荧光强度比测温技术由于不受光谱损失和激发强度波动的影响, 故能够提供准确的非接触式温度测量。但目前通用的荧光强度比技术都是基于上转换激发, 而上转换材料效率较低, 测温不准确。考虑到Er3+能级可通过不同激发源来布居, 本文利用高能光子激发的高效下转换光学测温方法, 来解决上转换发光带来的问题, 并以具有高测温灵敏度的钨酸盐NaGd(WO4)2为基质。研究发现, NaGd(WO4)2可成功用于下转换测温, Yb3+/Er3+共掺样品比Er3+单掺拥有更高的测温灵敏度, 且下转换测温灵敏度要高于上转换, 在掺杂浓度为20%Yb3+/1%Er3+时, 测温灵敏度高达3446×10-4 K-1。这证明了NaGd(WO4)2∶Yb3+/Er3+是理想的测温材料, 也很好地验证了其在高灵敏度下转换测温的可行性, 为荧光强度比技术的应用开辟了新的前景。

采用快速傅里叶变换算法, 数值模拟了双泵浦宽带布里渊吸收谱的受激布里渊散射快光.模拟结果表明信号脉冲的时间提前、衰减和脉冲展宽因子容易受到两个泵浦光的相对频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度的影响.优化设计频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度, 224 ps高斯信号脉冲实现了80 ps的最大提前量和0.87的最小展宽因子.研究结果可以提高光纤通信系统的数据速率, 降低脉冲失真.

采用全矢量有限元法和分步傅里叶法模拟计算了高非线性光子晶体光纤在近红外光谱区(特别是在850 nm)的飞秒脉冲孤子效应压缩, 提出了一种新的反常群速度色散(β2=-50.698 ps2/km)、小高阶色散和高非线性(γ=268.419 1 W-1/km)二氧化硅芯光子晶体光纤结构, 建立了包含高阶色散和拉曼散射的非线性薛定谔方程, 研究了高斯脉冲在此光纤中传输时, 光纤长度和孤子阶数对脉冲压缩的影响, 分析了光纤中2~5阶色散, 研究表明: 孤子阶数为8时, 品质因子和压缩因子均达到最大, 初始脉冲的峰值功率P0=3 357.8 W, 压缩效果最好; 优化光纤几何和光学参数, 可以得到了高品质因数、小底座的超短光脉冲。