光斑位置抖动对空间光到单模光纤耦合效率的影响分析

空间光到单模光纤耦合效率高低对激光通信系统误码率有重要影响。基于模场匹配原理分析了光斑与光纤间径向偏移、光斑与光纤模场半径之比对单模光纤耦合效率的影响。从随机角抖动与光纤对准误差两方面综合讨论了径向偏移对耦合效率的影响,通过Matlab得到了仿真结果。搭建单模光纤耦合实验,得到了径向偏移与耦合效率的实测数据,确定了本系统最大耦合效率为62%,径向偏移容差为1.52μm。     

非线性光纤光栅双稳特性研究

从非线性耦合模理论出发,对非线性光纤光栅双稳特性作了理论研究,并采用数值模拟的方法研究了非线性布喇格光栅双稳态对光栅内部参数的依赖性.结果表明:非线性光纤光栅双稳特性对光栅本身的耦合系数和光栅长度具有一定的依赖性,合理选择光栅的长度和耦合系数可以改善双稳的开关阈值、环的宽度以及开关对比度.     

PMD对NOLM光开关性能的影响及其补偿措施

基于耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法分析了一阶和二阶PMD对NOLM光开关性能的影响,指出PMD造成NOLM开关性能钝化,引起消光比严重恶化,采用合适的码型能在一定程度上减少PMD的影响.提出了一种在NOLM光纤环中内置保偏光纤以补偿PMD的方法,其补偿位置位于光纤环中点时对开关性能影响最小.     

传输紫外激光空芯光纤的研究

该文通过对传能光纤的传输特性分析和模式分析,并通过两种实验方法对发散角进行测量,从而得到空芯传能光纤的输入和输出的激光模式的关系,这为传能光纤的应用及耦合装置的设计提供了依据。     

基于数字信号处理器的磁耦合谐振式无线电能频率跟踪特性

磁耦合谐振式的传能方式是目前最具发展前景的无线电能传输方式之一。在磁耦合谐振无线电能传输系统中,系统的频率变化对系统效率影响十分明显。为了提高无线电能传输系统的效率,利用DSP锁相原理设计了一套频率跟踪系统,采用基于第一频率校正和后频率相位同校正的频率跟踪方法,解决了系统在高频或频率变化比较大的情况下,频率跟踪缓慢的问题。仿真与实验结果表明:与未加跟踪的系统对比,效率提升明显,系统传输更加可靠。具有频率跟踪的系统有更好的传输性能,以及更高的传输效率。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统改进

在三线圈磁耦合谐振无线电能传输系统的基础上,改进了系统线圈结构。根据电路互感耦合理论,推导出改进三线圈磁耦合谐振无线电能传输系统传输功率和传输效率的数学理论表达式,阐述了耦合因数对传输功率与传输效率的影响。应用Or CAD与MATLAB软件对传输系统各个影响因素进行仿真分析,设计并制作了试验平台。仿真与试验结果表明:系统存在最佳功率传输和最佳效率传输,并提高了系统整体的传输距离。     

LCL型CPT系统的参数设计方法及频率特性分析

针对 LCL 型电场耦合无线电能传输（capacitive power transfer,CPT）系统现有的参数设计方法运算复杂且计算量大、系统不能运行在软切换状态的问题,提出了一种基于阻抗变换原理的参数设计方法。在此基础上采用频闪映射建模方法和周期不动点理论,求解了使得系统处于零电流切换（zero current switching,ZCS）的软开关频率。分析了耦合机构的等效电容以及负载阻值的变化对 ZCS 频率造成的影响,给出了软开关运行条件下耦合电容和负载的可变化范围。通过仿真与实验验证了系统参数设计方法和软开关频率的准确性,实验样机整体传输效率可达87％。     

多负载感应耦合电能双向传输的仿真

针对多负载感应耦合电能传输系统中由于单向传输特性所产生的电能回馈困难与系统传输效率低下的问题,提出一种多负载感应耦合电能双向传输模式,以实现能量发射端与接收端之间的能量双向传输。阐述在软开关工作状态下运行于能量注入模式和自由振荡模式双工作模式的多负载感应耦合电能双向传输原理,并提出基于谐振软开关的多负载高频电能双向变换拓扑。以状态空间法构建并分析系统数学模型,通过仿真实验,实验结果论证了本文所提的多负载能量双向传输模式的可行性。     

具有防烧蚀功能的球端面光纤的实验研究

用射线理论对半导体激光器与球端面光纤耦合光路作了计算和分析.对大功率半导体激光器与三种不同直径球端面光纤耦合界面的防烧蚀进行了实验研究.实验结果表明,大功率半导体激光器对光纤的烧蚀主要集中在粘接剂区,且大直径的球端面光纤能有效地减小烧蚀对系统耦合效率的影响.     

磁耦合谐振式无线电能传输系统多负载特性研究

针对发射线圈面向两个平行的小型接收负载线圈电能传输情况进行研究,搭建带有频率跟踪装置的双线圈结构磁耦合谐振式无线电能传输装置平台,并在该平台上对单/双负载线圈的发射线圈间距离（以分米级为单位）与传输效率之间的关系进行实验.单负载实验结果与仿真结果吻合度很好,但实测效率普遍比仿真效率要差;多负载实验仿真模型能正确反映传输效率随线圈间距的变化情况,实际实验测量数据与仿真数据相吻合.表明,应用磁耦合谐振式技术的双负载无线输电系统在分米级的传输距离下能够达到较高的传输效率.     

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。     

太阳光光纤传导系统聚光效率研究

光纤聚光系统具有非常重要的应用前景,因此,提出以光纤为传输介质的太阳光光纤传导系统的聚光方案,将太阳光经菲涅耳透镜-锥棒两级汇聚以实现高效聚光。利用光学模拟软件研究添加锥棒进行二级汇聚的系统聚光效率,并通过改变锥棒参数进行效率变化的对照分析。研究了锥棒接收端半径、输出端半径、锥棒的圆柱体部分和锥体部分比例等因素对系统聚光效率的影响。结果表明,锥棒在有效增大耦合进入到光纤的光通量、提高汇聚耦合效率的同时,还可以减小太阳光入射偏角带来的耦合效率降低的影响。     

基于磁共振的最大效率无线电能传输系统设计

为优化无线电能传输系统参数对传输效率的影响,提高传输效率,首先,分析无线电能传输系统的电路等效模型的频率响应,求解出系统传输效率与参数之间的关系,验证了过耦合条件下的频率分叉导致系统传输效率降低;其次,提出了一种基于自动控制获取最佳系统共振频率及线圈方向角的最大传输效率无线电能传输系统设计方法.Multisim仿真结果表明,在过耦合情况下,本系统能够有效提高系统的传输效率,其传输效率可提高43%以上.     

3阶色散对双折射光纤中光孤子全光开关的影响

运用分裂步长傅立叶方法数值模拟耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光纤中光孤子全光开关的性质.研究发现通过改变初始脉冲输入条件和双折射光纤参数可以实现光孤子全光开关的开和关,同时研究了3阶色散对双折射光纤中光孤子全光开关的影响,得出较大的3阶色散能够破坏光孤子的稳定性,进而对光孤子全光开关产生影响,而较小的3阶色散不会改变光孤子全光开关的性质.     

基于线偏振模的多模耦合分析

利用线偏振模特征方程的特征参数U,W和光纤功率分布函数,得到光纤内不同模式功率在纤芯中的分布.根据光纤模耦合方程,给出各个模式的耦合系数,并计算了在不同条件下,多模光纤的模式对耦合效率和耦合长度的影响,归纳出提高模耦合效率的要点.计算结果表明,在制作光纤耦合器或合束器时,要根据采用的光纤参数设计耦合长度以达到最佳的耦合效果.     

基于新型E类放大器的磁耦合谐振式无线传输在负载变化时效率的研究

研究了在负载变化时的新型E类放大器磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率。首先,对新型E类放大器进行了理论分析和数学建模。然后,通过在新型E类放大器上采用前端阻抗转换器实现了放大器的开关管的ZVS、ZDS条件;并采用后端阻抗转换器实现了负载变化时效率的稳定性。最后,通过MATLAB对该系统进行仿真研究。仿真结果表明,在新型E类放大器中加入双端阻抗转换器后,放大器在负载变化的情况下,负载效率更加稳定。     

球锥形端面光纤在光耦合中的作用

本文叙述了球锥形端面光纤在与双异质结面发光二极管耦合中的作用。这种端面光纤与平端面光纤、球形端面光纤相比,耦合效率高,而且可扩大装配容差。具有这种形式端面的单模光纤在与光纤耦合中也能得到满意的结果。     

色散和非线性效应对拉曼放大器性能的影响

从耦合振幅方程组出发,研究了色散和非线性效应对光纤拉曼放大器性能的影响。通过系统仿真,得到色散参量的变化对拉曼放大器的性能影响较大,而非线性系数对其影响较小。还仿真了采用不同光纤作为传输媒质时拉曼放大器的性能,并与传统方法的仿真进行了比较。结果表明:当仿真距离较短时,两种仿真方法的结果基本符合。但是,当仿真距离较长时,结果出现显著偏差。采用G.653光纤作为传输媒质,两种仿真方法的结果偏差较小;而采用G.652光纤,结果偏差较大。     

基于新型E类放大器的磁耦合谐振式无线传输在负载变化时的效率

研究了在负载变化时的新型E类放大器磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率。首先,对新型E类放大器进行了理论分析和数学建模。然后,通过在新型E类放大器上采用前端阻抗转换器实现了放大器的开关管的ZVS、ZDS条件;并采用后端阻抗转换器实现了负载变化时效率的稳定性。最后,通过MATLAB对该系统进行仿真研究。仿真结果表明,在新型E类放大器中加入双端阻抗转换器后,放大器在负载变化的情况下,负载效率更加稳定。     

毫米波ROF光通信系统中信号传输色散影响的研究

简述了Radio over Fiber (ROF)通信技术,从理论和VPI仿真实验两方面系统地分析研究了光纤色散问题对ROF光通信系统的影响。理论分析和仿真结果吻合。最后,对ROF单、双波长各调制情况的光纤色散影响给出了归纳、比较和总结。