基于BaLuF5∶Yb3+,E3+纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能,利用高温法合成了BaLuF5∶Yb3+,Er3+纳米晶,并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征.测试结果表明,纳米晶平均粒径为13 nm,并在1 530 nm处具有较强的发射,荧光半高宽为50 nm.将合成的纳米晶掺杂入SU-8聚合物作为光波导放大器的芯层材料,使用光刻显影等工艺,在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器.当980 nm波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm且功率为0.1 mW时,在长度为1.1 cm的光波导放大器中,获得了3.95 dB的相对增益.     

非线性光机械系统中的弱力探测

从理论上研究了包含光学参量放大器的非线性腔光机械系统的弱力探测性能.一方面,发现通过调节光学参量放大器的非线性增益以及输入光场与腔场之间的有效失谐,可以减小压缩正交中约14 dB的量子噪声,从而将弱力探测灵敏度提高2倍以上.另一方面,分析了非线性腔结合零差测量产生的反作用噪声相消现象并且实现量子非破坏测量的方法.     

基于数字锁相的激光光谱早期火灾预警系统

为了实现火灾的快速准确早期预警,研制了一种基于分布式反馈激光器(DFB)的早期火灾预警系统.该系统采用片上系统(SoC)芯片STM32H743为主控制器,结合波长调制(WMS)和数字锁相放大技术(DLIA)实现了CO高灵敏探测.通过单片机内部集成的12位数模转换器和16位模数转换器实现光信号的调制和光电信号采集,并根据内部2倍参考信号进行数字相关运算、积分运算及一阶无限长冲击响应滤波算法实现DLIA算法,从而得到光谱信号的2次解调信号.采用静态配气法进行了系统的标定试验,其线性相关系数达到0.998 8.利用该系统进行榉木,PVC,棉布,聚氨酯泡沫及A4纸的阴燃实验结果表明,阴燃产生CO体积分数达到5×10~(-6)所需时间分别为340、250、250、150、110 s.结果表明此系统具有快速、准确的早期火灾预警功能.     

Design of electric-field coupled underwater wireless power transfer system based on class E amplifier

针对单级LC谐振型电场耦合式水下无线电能传输(electrical-field coupled power transfer,ECPT)系统的输出功率低、谐振容量小、频率漂移大等关键问题,设计一种更适于海水环境下的无线电能传输系统。该系统基于CLC-S调谐网络,综合E类放大器效率高、频率高等优点,实现较大的功率输出。利用Maxwell有限元仿真软件,对海水环境下耦合机构的电容值进行了有限元分析。通过对水下耦合机构进行试验,分析负载品质因数Q、归一化频率μ对水下无线电能传输系统的影响规律,可为水下ECPT系统设计提供参考。     

便携式心电信号检测仪的研究

针对人体生物医学信号的特点,以ARM处理器LPC2138为核心,结合嵌入式操作系统研究了一种实用的便携式心电信号检测系统。设计了硬件检测电路,将微弱的心电信号进行采集、放大及滤波后提取出来传至ARM处理器进行处理与分析,并将心电波形显示在LCD显示屏上。实验测试表明,该系统能全面实现对心电信号的检测,具有较高的实际应用价值。     

低噪声放大器高线性度偏置的数学证明

通信技术日新月异,通信产品的更新换代越来越快,性能越来越优,客服体验要求越来越高,无疑对通信芯片的设计提出了更高的要求和挑战。通信芯片的核心在于接收机,而接收机的关键在于低噪声放大器。低噪声放大器的核心指标是噪声、增益和线性度。低噪声放大器线性度对整个系统的线性度起着重要作用,它的非线性越小越好。低噪声放大器的线性度受偏置电路的直流阻抗影响较大。文中对一种工作在S波段,能极好地提高低噪声放大器线性度的偏置电路给出了数学证明。     

一种应用于石英音叉增强型光谱的前置放大电路

针对目前石英增强光声光谱系统存在音叉输出高阻抗和受噪声辐射影响较大的不利因素,本文设计了一种高输入阻抗、高信噪比的前置放大器。该方案使用高输入阻抗运算放大器,减小音叉两级的信号线长度,使用两路信号相减的方式降低噪音和串接的音叉来提高信号,进一步提高信噪比。并在该放大器的基础上,使用压电陶瓷直接激发音叉的方法精确测量了音叉的共振中心频率和Q值。经实验检验,该放大器模块性能稳定、信噪比高且成本低。     

宽带平衡式低噪声放大器的研究与设计

为解决低噪声放大器设计时带宽和驻波的问题,提出一种结合平衡放大结构和负反馈技术设计宽带低噪声放大器的方法。采用ATF38143晶体管,利用ADS软件对其进行匹配优化,以自偏压的形式提供负压简化电路,通过并联谐振电路调节增益平坦度,设计出一个工作在1.5~2.5 GHz内、端口驻波小于1.4,噪声系数优于0.55、最大增益大于14 dB、带内增益平坦度优于2 dB的宽带低噪声放大器,很好地解决了低噪声放大器的带宽和驻波问题。