天津市知识产权局推荐项目(2005年第二批)

本发明包括光纤分束器、光开关和可调谐激光器。将光纤分束器与光电变换模块、本地处理模块顺序连接，本地处理模块由导体与光开关相连，并经微带线与可调谐激光器相连。采用波分复用技术，在一根光纤中传输多个波长的光信号，实现了通道复用，扩展了数据传输速率；采用可调谐激光器进行数据发送，可根据网络的通信状态，选择网络中当前未采用的波长进行数据传输，减小了数据传输中地址；中突的概率；通过采用固定中心波长的光电变换模块电路构成的光电探测器，对特定波长光信号进行接收，降低了系统的成本：装置构造极为简单，操作使用也十分方便，市场前景广阔，社会和经济效率显著。     

SWFM-IM彩色电视双伴音光纤传输系统

本文叙述SWFM-IM彩色电视双伴音光纤传输系统的基本原理和主要性能。该传输系统可以在一根光纤上同时传输1路彩色电视视频信号和2路伴音信号或数字信号,具有接收灵敏度高、传输距离长、失真小的特点,且能满足传输立体声的质量要求。     

阶跃型单模石英光纤中受激喇曼散射的模式分析

在以YAG倍频激光器为光源进行阶跃型单模订英光纤的受激喇曼散射实验中发现，随斯托克斯波级次的增高，产生的模式为光纤所能传输的最高阶模式。由于光纤中介质对不同的波长具有不同的色散效应，因此，要求形成导模的斯托克斯波能同时满足色散效应和受激喇曼位相匹配这两个条件，才能在光纤中传输．根据理论计算能够很好的解释实验现象。     

光纤中基于交叉相位调制的基孤子压缩

提出了一种在单模光纤负群速度色散区由基孤子产生超短光脉冲的新方法，即当波长位于光纤负色散区的基孤子信号脉冲和波长位于光纤正色散区的泵浦脉冲在光纤中共同传输，光纤零色散波长位于基孤子波长与泵浦脉冲波长中间附近时，交叉相位调制能使基孤子压缩．数值计算表明，入射泵浦脉冲越强，由基孤子信号脉冲产生的光脉冲的宽度越窄，峰值功率越高，而且所需的光纤长度越短，但是压缩质量减小．当泵浦脉冲的阶数不变、泵浦脉冲脉宽减小时，信号脉冲的压缩因子增大．     

一种基于ZnO随机激光的采集与解调系统

针对目前随机激光的选模研究状况,根据光纤光栅的反射特性,采用光纤光栅阵列结构设计了一种可调谐的紫外激光器的采集与解调系统并进行了相关实验。通过实验结果可以看出该系统可以通过计算机扫描电压调节PZT驱动参考光栅,较理想地实现随机激光器的单模输出,系统的波长解调精度可达5 pm以内。该系统的提出,是随机激光和可调谐紫外激光器研究中的一种很有价值的尝试。     

基于VFC和FVC的模拟电压信号远程传输电路的设计与研究

为了解决电压模拟信号的远程传输和光隔离问题,利用AD7740构成VFC,再将信号通过HFBR1521转换为光信号通过光纤进行传输,利用HFBR2521接收光信号,通过AD650构成FVC,从而实现电压信号的远程安全传输．信号发送端采用AD7740,在保证V—F转换线性度的同时提高了性价比,接收端采用AD650从而保证了F—V转换线性度．通过光纤传输信号一方面解决了电隔离问题。另一方面可以有效降低环境干扰,实现远程传输．根据上述原理设计了性能良好、结构简单和精确度较高的信号转换及传输电路．该电路创新之处在于实现了模拟信号的远程传输并保证了良好的准确性,同时实现了电隔离．实验证明设计电路线性度良好,远端接收端能够精确再现0—5V模拟电压,因此设计电路能够满足多数场合下电压控制信号远程传输需要．     

半导体激光器阵列发光面光束均匀度的特性测试

针对高功率的半导体激光器阵列,提出一种测试其发光端面均匀度特性(包括光强分布均匀度及光谱特性均匀度)的测试方法和测试系统.激光光束通过光纤传输后由光纤尾端的探测器或光谱仪接收用以获得测试点的光强或波长,利用电移台带动光纤扫描整个发光面得到发光面上每一点的光强或波长,从而获得其发光面光束均匀度特性.实验表明该方法和系统是可行的,可以作为评价半导体激光器阵列光束质量和性能的一种有效手段.     

双FBG双波长掺铒光纤激光器设计与实验研究

波长可调谐的双波长光纤激光器由于带宽较宽、线宽窄,与光纤元件天然兼容等特点,可作为DWDM光纤通信及光纤传感系统的理想光源。设计并实验研究了一种双波长环形腔掺铒光纤激光器,该激光器采用两根FBG和一个3dB耦合器构成可调谐Y型光滤波器,并通过对FBG施加轴向应力改变布拉格中心波长,从而获得波长可调谐的双波长激光输出。实验结果表明:当轴向负载在0～100 N范围内变化时,双波长光纤激光器的波长差在0.638～1.616 nm范围内线性调谐,调谐灵敏度为0.009 6 nm/N。利用增益均衡方法独立调节激光腔内的增益和损耗,光纤激光器可在单波长和双波长两种运转状态之间切换。     

掺镱（Yb3＋）双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱（Yb3＋）双包层光纤吸收的泵浦光。采用20w的半导体二极管激光器作为泵浦源,5m长掺镱（Yb3＋）双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19w时,获得10．42W的激光输出,激光波长1062nm,光一光转换效率约54．8％。     

近场扫描光学显微镜中光纤探针的成象原理与设计

介绍了新近发展的近场扫描光学显微镜系统中光纤探针的成象原理和作用,并从光纤探针的结构、截止频率的估算和耦合效率等方面对影响探针中成象信号传输的几个设计因素进行了理论探讨。     

交流接触网导线带电磨耗检测仪

针对铁路交流接触网导线传输电压27.5 kV,导线磨耗面为空间非平行(对大地)任意平面的特点,利用光纤隔离高压、传输测量信号,光栅式远端自适应自动机械测头实现离地高7 m左右的交流接触网导线磨耗带电检测的方法以及基于此方法的系统设计与校正,实现了带电高压导线磨耗的测量,实测表明该方法x及系统完全满足接触网导线磨耗检测的需要,对其他高压带电体几何量检测也有借鉴意义。     

一种光电混合式电流传感器

描述了一种光电混合式电流传感器 ,它由三部分组成 :第一部分是磁位计及积分电路 ,其输出电压信号正比于高压线路的被测电流 .第二部分是电压 /频率转换器 ,它将电压信号转换成频率调制信号 ,并驱动安装在高压端的发光二极管 ,进而转换成光脉冲信号 ,通过多模光纤传输到低压端 ,在光纤出射端经光电二极管转换成调频信号 ,由信号处理电路还原为被测电流 .第三部分是工作电源 ,它通过一个小型的电流互感器从电网获取能量 ,其输出再经整流、滤波和稳压提供积分电路和电压 /频率转换器的工作电压     

原位叶绿素a光纤荧光传感器研制

运用荧光检测技术,设计了一款用于海水中叶绿素a含量检测的在线式光纤传感器。该传感器基于光纤传输与荧光分析法,通过对激发荧光信号的捕捉、传输以及解析达到在线快速检测叶绿素a的目的。实验结果表明,该传感器的响应值与叶绿素a的浓度具有良好的线性关系,检测性能稳定,且具有体积小、传输速度快等特点,初步具备了海水中叶绿素a含量的现场检测能力。     

应用于高频低功耗系统的1.2V10GHz注入锁定分频器

设计了一个高频低功耗的注入锁定二分频器.该分频器通过将输入信号注入到LC振荡器的二次谐波点来实现注入锁定并对输入信号二分频.电路采用TSMC 0.18μm RF-CMOS工艺设计,分频器可以将幅度为300 mV的输入信号在8.6~11.2 GHz频率范围内进行二分频.在1.2 V的电源电压下,分频器核心电路的功耗为1.3 mW.该分频器可以被用于光电收发机以及其他高频低功耗系统.     

光推动光电混合式电流互感器的研究

研究了一种用于测量高压电站中输电线电流的光电混合式电流互感器 .采用传统的电流互感器作探头 ,设计了一个微功耗测量电路 ,把被测信号转化为脉冲宽度的变化 ,用光纤把信号传输到单片机系统进行处理 .可以在常规环境中实现光推动     

基于光通信的语音传输系统的设计

光纤语音传输是以光波为信息载体,以光纤为传输媒介的一种新型通信方式。提出了一种基于光通信语音传输系统的设计方案,该设计以光纤通信技术为核心,进行语音传输系统中音频信号产生、话路滤波、音频放大、数据采集单元的电路设计。提供了系统各个组成单元的优化选择以及最终的设计方法。     

一种新型的调频同频信号插入器

调频同频信号插入器是有线调频、有线电视信号传输系统上的重要设备。让其实现低功耗、低成本并且接入方便维护简单是一个重要的课题。对此,提出了一种新型的调频同频信号插入器,适用于光纤与同轴电缆相结合的混合网络,可以广泛应用于现有广播电视系统。它主要采用了频率陷波技术,在滤除前端特定频率信号的同时,接入传输与前端同频的本地模拟与数字信号,有效地利用了本地区域内原有的有线广播电视设备。实验表明,该设备对原有线路没有任何干扰,并且能构建一种新颖简洁的调频播出系统模式,相比区域无线调频广播与区域有线共缆广播方式有很大的优势,具有很高的经济与实用价值。     

基于改进的电流传送器的模拟乘法器设计

为优化四象限模拟乘法器的电路性能, 以满足现代模拟信号处理电路高频低噪的应用要求, 提出了一种新 型低压四象限模拟乘法器。 该乘法器以基于改进的电流传送器(MDDCC: Modified Differential Difference Current Conveyor)的模拟平方器为基本电路, 采用台湾积体电路制造公司的 0. 18μm CMOS 工艺的 PSPICE(Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)计算机软件进行仿真。 仿真结果表明, 该四象限乘法器具有良 好线性, 输入电压的范围为-0.1 V ~ +0.1 V, 截止频率为451.307 MHz, 当输入电压峰值为100 mV 时, 输出噪声 电压小于150 nV。 与已有乘法器比较, 该乘法器电路具有较好的线性特性以及较高的截止频率和带宽, 输出噪声 电压有所减少, 在高频信号处理系统中性能更优。     

光纤电参量传感器的研究

介绍了几种光纤电参量传感器（包括光纤电流传感器、光纤电压传感器和光纤电功率传感器）的工作原理及基本特征，分析了目前研究的主要问题，介绍了作的研究成果，指出了它们的若干发展方向。对改进电力系统适用光纤传感器的设计，提高光纤电参量传感器的性能具有指导作用。