课程文献中心 更多>>

关键词： 激光器   中红外激光   稀土离子   拉曼激光器   超连续谱   氟化物光纤  

摘要： 2～5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值，一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理，包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器，并对2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。

关键词： 空芯反谐振光纤   单模特性   宽带传输   光纤制备   光纤预制棒  

摘要： 从制备可行性出发，在六管嵌套空芯反谐振光纤（hollow-core anti-resonant fiber,HC-ARF）包层管外添加连接管，提出一种单模、宽带且弯曲特性好的新型HC-ARF，并基于所构建的虚拟制备模型完成制备。在对六管嵌套HC-ARF包层结构改进的基础上，建立起虚拟制备模型，完成制备工艺的优化探索，并讨论制备工艺参数的控制偏差对成纤工作特性的影响。所制光纤在1.40～1.65μm波长范围250 nm带宽内高阶模抑制比（high-order mode extinction ratio,HOMER）大于100，可保持单模传输，总损耗小于0.2 dB/km。最小损耗0.01 dB/km在1.50μm波长处且HOMER高达2 626，弯曲半径不小于10 cm条件下损耗低于0.4 d B/km。制备分析结果表明，所提出的HC-ARF具有良好的宽带单模工作特性，并对制备工艺参数影响具有很好的鲁棒性。研究结果对于HC-ARF结构创新设计及制备技术发展，均具有重要的借鉴意义。

摘要： 堡盟EB360无轴承编码器是一款基于磁原理的编码器，外形小巧但坚固耐用，具有对冲击震动免疫，同时防护等级高等优良特性。EB360无轴承编码器采用密封的电子元件，无论是在严寒还是酷暑天气下，都能随时随地可靠检测旋转运动，而且适用于狭小安装空间。

关键词： 淬硬层   超声检测   数值仿真   信号处理   无损评价  

摘要： 表面淬火作为金属热处理的重要工艺,其目的是提高金属材料的表面硬度和耐磨性,同时保持内部的韧性。对于表面淬火后的工件,为了达到热处理质量控制目的,需对工件表面、近表面的各项指标进行有效检测。其中,金属表面淬硬层厚度及其均匀性对工件性能影响巨大,直接决定了工件的机械性能和使用寿命。传统的破坏性检测方法由于存在检测周期长、效率低及成本高等缺点,目前已成为制约车轴等汽车零部件制造质量及生产效率提升的重要因素。为此,发展快速、准确的金属材料淬硬层形态无损检测技术尤为必要,在实际工业生产中具有巨大的实用价值及广阔的应用前景。 本文针对商用车合金钢驱动轴淬硬层形态无损检测的实际需要,研究了基于脉冲超声波的淬硬层形态无损检测原理及方法,在此基础上确定了探头型式、耦合方式、超声激励-接收模式及检测信号获取方法;设计了基于工业计算机、超声激励接收模块和机械运动模块的淬硬层超声检测硬件平台,开发了包含参数设置、运动控制、数据采集、显示和存储等功能的软件系统,实现了超声波收发控制、探头运动扫查、信号分析及检测图像数据处理等基本功能。 采用数值仿真手段,对超声检测过程合金钢材料内部的瞬态声场进行了有限元计算,研究了不同检测条件下材料内部超声波的散射、衰减等传播机制。在此基础上,分析了过渡层厚度、晶粒度等差异对超声波传播过程的影响以及其在超声检测信号上的表现形式,为后期信号特征提取及淬硬层形态量化表征提供依据。 从时域、频域等多个角度出发,本文对超声A扫描信号进行细节分析,确定了能够有效表征合金钢淬硬层形态的信号特征;为进一步凸显信号特征,采用db6小波对超声A扫描信号进行3层分解,分析了各频带子信号的细节特征,建立了基于小波分解的滤波算法对信号进行降噪,并综合采用局部最大值法、阈值法和滑动窗口法完成特征值的识别与提取。 建立了工件淬硬层横截面超声B扫描图像,根据信号特征分析结果,研究了图像分割、边缘识别等处理技术,对检测图像特征进行定位、分割及计算处理,实现了淬硬层形态量化计算与评估的目的。验证性对比试验结果表明,合金钢淬硬层厚度的超声评价结果与破坏性检测基本相符,检测误差均值小于0.2 mm,证明该方法具有较高的精度和稳定性。

关键词： 光纤通道   交换系统   数据收发通道   数据交换平台   现场可编程门阵列  

摘要： 随着互联网技术的快速发展,现有的网络已发展成多种信息混合传输的大规模网络,由此带来了数据传输量的爆炸式增长,这对互联网相关设备提出了更高的性能需求。而光纤通道(Fiber Channel,FC)由于其优秀的传输特性,广泛应用于大量数据的传输应用中。基于FC协议的交换机技术也受到越来越多的关注和研究。而国内对FC技术的相关研究和设计,整体水平仍落后于国外。 本文在上述的背景下,基于对FC协议及其相关技术的研究,设计了一个光纤通道交换片上系统,并依据FC协议的分层特点,将其分为交换系统和数据收发通道两大部分。交换系统实现了数据的高速转发,本文基于4端口的交叉矩阵结构,通过合理的信元格式设置优化了整体的交换性能。交换系统通过采用多级缓存的方式,可以基于分布式调度算法进行数据的转发控制,降低了算法的复杂度。在调度算法的设计上,本文结合权重仲裁的调度策略对输入调度进行优化,充分利用了硬件的并行性,实现了对最长队列的预测,在各种流量背景下,均能达到100%的吞吐率,实现了性能的提升。此外,本文通过共享缓存单元的设置将存储资源的利用率提高了75%,有效降低了存储资源的消耗。数据收发通道完成了数据包的高速传输,使用了GTP收发器与SFP光模组构成了物理接口,并设计了一个多通道高速接口模块,实现了FC-1到FC-2层的功能。 最终,本文在实验室定制的FPGA板卡上搭建了一个光纤通道数据交换平台,并在VIVADO平台上对设计模块进行了仿真,并进行了综合和实现。在该平台中,结合了以太网用于配置和管理交换片上系统,通过软件设计,可以实现不同终端之间的大量数据通过光纤网络进行高速传输,并具有较低的传输延时。

关键词： 危险化学品仓储   锥形长周期光纤光栅   交叉敏感   湿度传感   温度传感  

摘要： 随着危险化学品仓储行业的快速发展,对仓库内温湿度环境的实时监测需求日益迫切。为确保仓储安全,急需一种能够连续在线监测、安全可靠的温湿度传感方法。因此,本论文针对危险化学品仓库的温湿度监测需求,研发了一种高灵敏度、良好线性度和重复性的锥形光纤温湿度传感器。研究内容主要包括以下几个方面: 首先,基于马赫-增德尔原理,深入探讨了锥形光纤的传感长度与纤芯与包层之间的有效折射率差对自由光谱范围的影响,通过湿敏膜引起的纤芯与包层有效折射率变化,分析了透射谱的波长漂移和强度的变化,为锥形光纤温湿度传感器的设计奠定了理论基础;同时,研究了湿敏膜的特性,结合其湿敏性和温敏特性,设计锥形光纤湿度响应实验,之后利用光纤光栅的固有特性,进一步提出了锥形长周期光纤光栅结构,同时检测危险化学品仓库内的温度和湿度。 其次,利用光束传播法分析了锥区结构参量对透射谱的影响,构建了锥形光纤湿度传感等效模型。该模型有效指导了传感器的结构设计和实验优化,其有效性也通过湿度传感实验得到了验证。实验结果显示了相对湿度与输出波长、透射强度之间的密切关系。基于实验结果,优化了光纤拉锥方式和湿敏膜的制备方法,制备了若干锥形光纤湿度传感器,并对其性能进行了详细分析。 接下来,研究了长周期光纤光栅的耦合模理论与温度传感特性。推导了光纤纤芯基模和包层模的有效折射率、传输常数以及模场分布,得到了LPFG的耦合模方程、谐振波长和透射率的表达式。通过数值仿真探讨了光栅参数对透射谱的影响,并成功制备了优化结构的锥形长周期光纤光栅。该制备方法能够灵活调节光栅特征参数,为后续温湿度响应实验提供了有力支持。 最后,采用熔接机制备了锥形长周期光纤光栅,并在锥区表面涂覆海藻酸钙水凝胶,研究了其温湿度传感特性。实验表明,相对湿度30%-80%RH范围,在1545-1555nm波段内,透射强度随相对湿度的增加而减小,湿度灵敏度为-0.017d Bm/%RH;温度0-50℃范围,在1525-1530nm波段,透射强度随温度的增加而增加,温度灵敏度为0.025d Bm/%℃。此外,通过对比实验揭示了聚乙烯醇/聚乙二醇湿敏膜在温湿度传感方面的优势。同时,解决了锥形长周期光纤光栅在温湿度同时变化时的交叉敏感问题,验证了传感器的重复性和可靠性。 综上所述,本研究不仅为危险化学品仓库的温湿度监测提供了一种创新型的解决方案,还为光纤传感技术在环境监测领域的应用拓展了新的思路。