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关键词： 光纤通信传输技术   现代通信工程   光放大器   发光二极管(LED)发射器  

摘要： 为全面优化现代通信工程传输质量水平,共建稳定、科学及合理的信息传输通道,根据现代通信工程规范管理部署要求,全面分析光纤通信传输技术,有效发挥光纤接入、光交换以及长波单模光纤等技术的应用优势,配合发光二极管(Light Emitting Diode,LED)发射器建立更加可控的信息传输模式,利用加装光放大器的方式优化光纤通信过程的稳定性。通过完善光纤通信传输技术的应用结构,促进现代通信工程的可持续发展。因此,研究现代光纤通信技术在广播电视网络传输中的应用具有重要的实践意义。

关键词： 主动加热   分布式测温   光纤   含水率   堤防渗漏  

摘要： 长距离堤防渠道工程运行期间易发生渗漏现象,如何实现快速、高效、大范围渗漏监测是保障堤渠工程运行安全的技术难点。基于土体热传导原理,提出了反映光缆温升值ΔT与加热时间t关系的温度临界特征值f。开展基于加热型分布式光纤技术监测不同含水率砂土与黏土的加热升温试验,研究了不同含水率工况下分布式传感光纤在砂土和黏土中温升值与加热时间的关系,同时利用非线性曲线拟合,计算了不同含水率工况下砂土和黏土对应的f值。结果表明,土体温升值和f值均随含水率增加而减小,且与含水率变化趋势的相关性较强,能够借助拟合f值监测并反演不同土质的含水率值,用以实现堤防渠道工程的渗漏险情预警。

关键词： 分布式光纤传感   扰动定位   相关性   瑞利散射   光时域反射  

摘要： 针对瑞利散射信号的随机性以及光纤衰减导致分布式光纤传感系统扰动定位困难、事件误报率高的问题,根据瑞利散射曲线的时域相关性,提出了基于滑动窗的相关系数的扰动事件校验与定位算法。该算法根据在发生扰动事件时相邻周期的光时域反射曲线、扰动点及后续位置相关性骤降的特征,在相邻两周期的光时域反射曲线末端设置数据窗并计算相关系数,设定相关系数的阈值校验有无扰动事件发生。若判别存在扰动事件,则向前滑动数据窗并计算相关系数,然后与定位阈值对比从而定位事件。文中搭建了分布式光纤振动传感系统,在25 km长的光纤范围内实现了±3 m的定位误差、±5 m的空间分辨率,系统响应时间仅为0.15 s。

关键词： 环形   分簇   无线传感器   密钥管理  

摘要： 针对分簇无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)能量不均衡、连通率低和效率低等问题,提出一种方形环状密钥管理方案,详细描述了密钥管理全过程,包括:初始化、簇节点身份信息(identity document,ID)、簇间密钥管理、簇内密钥管理、节点通信、密钥更新和节点加入与退出等。其中,簇间密钥管理使用改进椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换(elliptic curve Diffie-Hellman key exchange,ECDH)的密钥协商方案,簇内密钥管理使用基于中国剩余定理的密钥分配方案。形式化安全分析证明方案的正确性和安全性,对多种已知攻击的非形式化分析证明方案可抵抗各种安全攻击;能耗分析表明方案具有较低的存储、计算和通信开销。因此,该方案在兼顾安全性的同时能有效降低能耗,适用于资源受限的WSN。

关键词： 光纤激光器   非线性效应   功率提升   掺镱光纤  

摘要： 高功率掺镱光纤激光器在精密加工、国防、科研等领域有重要的应用价值,然而随着功率的提升,光纤内部的非线性效应开始凸显。在此,详细分析了受激布里渊散射(SBS)、受激拉曼散射(SRS)、非线性折射率、横模不稳定(TMI)等非线性效应的产生过程,并提出抑制方法。另外,从光纤振荡器和主振荡功率放大器两个角度,简述了近几年学者们在抑制非线性效应基础上不断提升掺镱光纤激光器输出功率的研究进展。目前,全光纤结构的掺镱振荡器输出功率达到8kW;单纤主振荡功率放大器激光系统输出功率已突破20kW。

关键词： 继电保护   电场传感器   MEMS   硬压板  

摘要： 在继电保护实际运行中,屏柜内部一些隐性故障将造成压板投退失效,严重威胁着电网的安全可靠运行。为了能够可靠、有效地监测出口压板的带电状态或电气导通性,设计了一种SOI差分电容式MEMS电场传感器。所设计的传感器以微机械元件物理设计为基础,构造出可靠的运行结构,并且依靠一个低噪声、高动态范围的接口IC来完成操作。所设计的接口集成电路在应对脉冲式的间歇性操作的同时,组织互补设备阵列以感应各种不同的测量信号。通过COMSOL Multiphysics仿真实验可以看出,所设计的传感器能够很好地满足压板状态监测的需求。

关键词： 半导体靶材   超声波   缺陷   检测系统  

摘要： 为了检测半导体靶材内部氧化物杂质、未焊合、空隙等缺陷,且在检测过程中不对产品造成损伤,提出了一种利用超声波的半导体靶材自动检测系统。该系统采用相控阵探头水浸检测,三轴移动系统中X轴和Y轴检测速度达到1000 mm/s,可对铜、铝、钴、镍等靶材内部夹杂、分层、气泡、内裂等细小缺陷进行检测,可判断缺陷大小、位置和深度并形成报告。实验结果表明:该系统可以发现靶材内部当量直径0.3 mm大小的缺陷,且具有较高的检测效率、稳定性和可靠性。

关键词： 单法兰液位变送器   浮标液位计   单机料位监测   沥青罐料位  

摘要： 针对沥青罐料位测量误差大、监控数据不精准、库存计算不准确等问题,本文基于单法兰液位变送器,结合物联网技术设计了拌合站沥青罐检测系统。该系统综合运用物联网、云计算等信息技术,有效解决了高温高压有毒等环境下沥青罐料位检测不准确的难题,从而实现对沥青罐料位的精细化检测。

关键词： 受激布里渊散射   双包层   掺铥光纤   放大器  

摘要： 理论分析了波长为2μm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)对激光输出性能的影响,研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1μm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率,数值计算了在1.9~2.1μm的激光工作波段双包层掺铥光纤中的布里渊频移和布里渊增益谱等SBS特性。利用增益光纤中的受激布里渊散射理论模型,研究了受激布里渊散射对掺铥光纤放大器激光输出性能的影响。在DTDF-10/130双包层掺铥光纤中,使用功率为100 W、波长为793 nm的连续光作为泵浦,可对波长为2μm、功率为0.01 W的连续信号光进行放大。当泵浦光功率填充因子为0.01、0.02和0.03时,信号光的最大输出功率分别为25.27 W、31.08 W和34.06 W。对应的最佳双包层光纤长度为2.66 m、2.02 m和1.75 m,由受激布里渊散射产生的斯托克斯光功率分别为1.68 W、1.39 W和1.14 W。结果表明,在掺铥光纤放大器中使用泵浦光功率填充因子大的双包层光纤可以降低光纤长度,从而减小受激布里渊散射对信号激光输出功率的影响。本文的数值模型可以对光纤放大器的光纤长度进行优化,对提高实验效率、降低实验成本具有重要价值。

关键词： 大学物理实验   霍尔效应   教学设计   光场调控  

摘要： 从霍尔效应的发现及历史发展出发,介绍了磁感应强度、载流子浓度及迁移率的测量原理,进而拓展引入了前沿科学研究内容——光场调控霍尔效应及动力学演化过程。教学内容由浅入深、由古及今,引发学生的思考,拓宽学生的视野,使学生对霍尔效应有一个全面的认识,为培养追求卓越、引领未来的领军人才奠定基础。