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关键词： 全光纤结构   自相似放大   超短脉冲  

摘要： 本文研究了1.5 μm波段基于全光纤结构的超短脉冲掺铒光纤自相似放大器。采用正常色散的掺铒增益光纤分析脉冲在放大过程中的自相似演化过程。实验将种子源输出的重复频率为44 MHz,脉冲宽度为797 fs的信号光经预放大级,用高增益正色散掺铒光纤将种子源输出的孤子脉冲整形成抛物线型脉冲,整形后的信号光通过主放大级使用双向泵浦方式将0.43 mW的种子光输出功率放大到60.14 mW,实现主放大级功率放大且光谱宽度为61.69 nm,脉冲宽度1.82 ps。最后经2.3 m长的普通单模光纤(SMF)进行压缩。最终实现了平均输出功率60.14 mW,脉冲宽度83 fs,峰值功率16.85 kW的高功率自相似超短脉冲输出。

关键词： 光学计量   保偏光纤环   偏振耦合强度   对轴角度误差   检偏器   光相干域偏振检测技术  

摘要： 为了分析检偏器偏振轴与光纤偏振主轴间的对轴角度误差对光纤环偏振耦合强度测量结果的影响,从理论上分析了采用光相干域偏振检测(OCDP)技术测试光纤环偏振耦合强度的基本原理,建立了光纤环中偏振耦合点耦合强度与检偏器对轴角度间的关系模型。根据模型仿真分析了耦合点偏振耦合强度测量值随检偏器对轴角度的变化规律。仿真结果表明:当检偏器偏振轴与光纤环偏振轴夹角为45°时测量误差最小,夹角偏离45°越大,产生的强度测量误差越大。当检偏器偏振轴与光纤环偏振轴的对轴误差为0.6°时,对轴误差引起的偏振耦合强度测量误差为0.18 dB。将对轴误差控制在3°以内,可使得偏振轴对轴误差引起的偏振耦合强度测量误差<1 dB。

关键词： 螺栓   相控阵   仿真  

摘要： 高强螺栓广泛应用在钢结构桥梁中的连接上,在役使用过程中承受复杂的应力、温度变化等的作用,容易引起螺栓断裂或失效,其失效断裂是导致结构完整性破坏的重要原因,因而其安全性受到越来越多的重视。如何在不拆卸螺栓的前提下,检测出螺栓的疲劳裂纹始终是个难题。对在役桥梁钢塔高强螺栓进行了应力分析,确定了主要高应力水平位置,通过仿真模拟技术,分别研究了相控阵超声环阵探头线扫和相控阵超声线阵探头扇扫检测桥梁螺栓的关键技术,制定了在役桥梁高强螺栓检测工艺和方案,使用专用试块进行了灵敏度和螺栓全体积覆盖确认,并在实验室、现场进行了测试和验证。结合理论分析,实现对在役桥梁螺栓检测的全覆盖,解决了在役桥梁高强螺栓检测难题。

关键词： 无线传感器   传感器网络   网络节点   老人智慧鞋   鞋履设计   无线控制  

摘要： 当前老人智慧鞋履的提醒程序多设定为单次结构,整体的提醒效率较低,为此提出基于无线传感器网络节点的老人智慧鞋履的设计与实践应用。根据当前测定,先进行传感器及无线传感网络节点接入多目标健康提醒程序的设计,进行实时数据采集与定点传输,设计多目标健康提醒程序,构建无线传感器网络节点老人鞋履总控系统,最终采用智能报警的方式完成智慧鞋履的设计。测试结果表明:针对选定的6名测试人员,结合制定的3个测试指令组,最终得出的智慧鞋履的响应时延均被较好地控制在0.3 s以下,说明此次在无线传感器网络节点原理的辅助下,所设计的老人智慧鞋履更加灵活、高效,应用效果更佳。

关键词： 泰伯像   光栅误差   光栅工艺加工   光栅装配   光栅衍射效率  

摘要： 双光栅泰伯像微位移传感器具有分辨力高、抗电磁干扰能力强等优势，但其精度易受光栅加工和装配误差的影响。本文利用COMSOL仿真软件，对光栅加工过程中的栅线宽度、光栅厚度、占空比以及双光栅装配过程中的层夹角、栅线夹角和双光栅间距进行误差仿真分析。最终结果表明，光栅周期加工可允许误差范围小于±0.1μm，光栅厚度对光栅衍射效率影响可忽略不计，光栅占空比最优参数为0.5；双层光栅层间夹角与栅线夹角对光栅衍射效率影响较大，双层光栅层间夹角可允许误差小于1°，栅线夹角可允许误差小于0.1°，光栅间距可允许误差小于±0.1μm。上述分析将有助于后续对各类误差进行补偿，进而保证双光栅泰伯像系统的高精度微位移检测。

关键词： 光纤通信工程   光缆线路   线路敷设   管理系统   系统设计  

摘要： 由于光纤通信工程的实施需要复杂的光缆线路敷设施工,难以保障光缆线路敷设的质量,设计面向光纤通信工程的光缆线路敷设管理系统。硬件上,选择树莓派3B+作为主控芯片,采用GTLD-5CAPDSU组合光器件作为OTDR的核心器件。软件上,在光纤通信工程准备阶段通过蚁群算法规划光缆线路敷设路径;在光纤通信工程施工阶段基于三点时间估算法对光缆线路敷设进度进行管控;在光纤通信工程竣工阶段使用OTDR探测技术检测光缆线敷设质量。测试结果表明,设计系统可以对光缆线路敷设故障作出响应,并根据OTDR探测信号对故障准确定位,进而保障敷设质量。

关键词： 微电子芯片   无线通信网络   无线网络   可穿戴设备   传感器网络   硅传感器   美国布朗大学   研究团队  

摘要： 据报道,美国布朗大学研究团队在最新一期《自然·电子学》上描述了一种无线通信网络。它可有效地传输、接收和解码来自数千个微电子芯片的数据。研究团队试图模仿大脑神秘且高效的工作方式。对传感器网络的新设计,使得芯片可植入体内或集成到可穿戴设备中。每个亚毫米大小的硅传感器都可模仿大脑中神经元通过电活动尖峰进行通信。

关键词： 目标检测   YOLOv5算法   烟火检测   帧差法   轨道交通  

摘要： 针对当前地铁车站安防监控智能化欠缺的问题,提出一种基于YOLOv5的烟火检测系统,以提高火灾检测效率。本系统以YOLOv5算法实现异常情况检测,支持对烟雾和火焰的动态检测;可通过多路视频并行推理监测,提高系统监测效率。在主干网络中加入CBAM注意力机制,基于火焰动态特性,提出基于帧差法的虚检抑制算法ODF-LOOK,降低静态虚检对输出结果的影响。经过实验测试,改进后算法识别精度提高到98.9%,语音警报和云端短信报警功能效果良好,对烟火异常情况检测有效而便利。该系统对于预防火灾事故、提高安全水平具有较高的实用意义。

关键词： 光栅   噪声   相位误差   相位展开可靠性  

摘要： 为了比较几种3维重建方法的优劣,采用一种评价方法进行理论分析和实验验证,建立了条纹噪声干扰的包裹相位误差模型,求出包裹相位误差的最大方差,然后对3种经典的双频相位展开算法的相位展开可靠性进行了分析和对比。结果表明,双频四步相移算法4f_(h)+4f_(l)的抗干扰能力最强,其重建物体表面平滑无褶皱;其次是3f_(h)+3f_(l)算法,其相位误差数量为4f_(h)+4f_(l)的169.7%和126.9%;3f_(h)+2f_(l)算法重建面形存在大量褶痕,测量精度最差;3f_(h)+2f_(l)算法的相位误差数量为4f_(h)+4f_(l)的442.6%和388.8%,但相比于4f_(h)+4f_(l)算法和3f_(h)+3f_(l)算法,测量效率提升了37.5%和16.6%。该研究为评价各双频相移法的优劣提供了一种方法,并为以上3种算法的选择提供了参考。

关键词： 甲烷气体传感   SnO_(2)-WO_(3)纳米材料   微光纤   干涉  

摘要： 提出并展示了一种用于甲烷浓度检测的SnO_(2)-WO_(3)纳米花涂覆微光纤双锥干涉仪(MFI)。采用多芯光纤熔融双锥法制备锥形MFI。采用水热法和浸渍法合成了甲烷敏感材料SnO_(2)-WO_(3)。采用滴涂法在MFI结构外部涂覆SnO_(2)-WO_(3)材料。当甲烷分子吸附在涂层材料上时,材料的折射率会发生变化,从而引起传感器的透射光谱发生变化。因此,可以通过测量光谱的波长漂移来检测甲烷浓度。实验结果表明,SnO_(2)-WO_(3)纳米花包覆MFI传感器具有较大的浓度检测范围和较高的室温稳定性。测量甲烷浓度范围为0~34%,灵敏度约为0.11nm/%。还对传感器的选择性进行了研究。对异丙醇、甲醇、乙醇和甲烷的反应进行了研究和比较。结果表明,该传感器对甲烷具有较高的吸附选择性,在矿井瓦斯检测与预警领域具有潜在的应用前景。