基于反馈环全光纤干涉的一种新型光声检测方法

提出了一种光声检测的新方法,这种检测方法的拾音器部分主要采用了单模光纤,通过带有反馈环的全光纤干涉系统来放大光声信号.气体吸收腔则采用了在气体吸收红外指纹区具有较宽低损窗口的空芯光纤作为谐振光声池.基于光纤应变传感器的基本原理和弹光效应推导出光声换能公式,并搭建了整个实验系统进行测量,得到干涉信号的强度与声信号衰减趋势相同.根据实测结果进行了干涉信号强度与声信号强度的指数衰减曲线的拟合,得到了平均为0.98的较高的拟合度.比较了不同内径的空芯光纤光声池的实验结果,发现内径较大的光声池灵敏度更高.     

脉冲固体光声的实验研究

描述了用于固体脉冲光声的实验装置。对高锰酸钾固体薄膜和女贞树叶的实验结果表明,自制压电传感器的灵敏度高,信号幅度达100mv以上。分析了脉冲光声激励的最佳条件和对生物医学样品进行光声研究的方法。     

Nb_5N_6 microbolometer太赫兹检测器

随着太赫兹科学技术的快速发展,太赫兹检测器件的性能也在不断提高,为微弱信号的检测和太赫兹成像奠定了坚实的基础.本文针对Nb5N6薄膜材料,研制了Nb5N6microbolometer阵列芯片及其基于这种芯片的太赫兹准光型接收机.单个Nb5N6 microbolometer的直流电压响应最高达760V/W,对应的直流噪声等效功率(NEP)为1.3×10-11 W/√Hz.在实际系统中,由串联结构的Nb5N6 microbolometer构成的准光接收机,光学电压响应率高达428V/W,对应的光学噪声等效功率(NEP)为2.3×10-11 W/√Hz.Nb5N6 microbolometer太赫兹检测器室温工作、工艺简单、检测灵敏度高,响应时间快,便于集成超大规模阵列,为太赫兹信号检测提供了一种有效的途径.     

气体红外激光光声光谱的研究

本文对气体红外激光光声光谱的理论进行探讨,并以分子运动论的物理模型对气体光声信号进行推导。为了提高气体光声系统灵敏度,设计了亥姆霍兹共振光声池,并作了实验验证,其实验数据与理论值基本相符。对乙烯、苯、甲醇、二氯甲烷、氨等微量气体进行了实验检测,得到了它们的光声光谱。实验结果证明,我们建立的气体红外激光光声光谱装置,可对痕量气体进行检测。为大气污染的检测提供了一种先进的高灵敏而又可靠的检测方法。     

利用现代光声光谱技术进行高灵敏度痕量气体分析

研究了一种应用于光声光谱技术的极其灵敏的微压探测方法。一种二氧化硅悬臂梁替代原来的电容式声传感器,利用紧凑的迈克尔逊激光干涉仪来测量此二氧化硅悬臂梁的位移。对光声光谱测量技术进行了较大的改善。例如:采用黑体辐射作为光源,采用传统式光声光谱测试装置并使其工作在非共振模式下,甲烷气体测量灵敏度达到亚ppb量级。利用分布反馈式半导体激光器作为光源的新的光声光谱仪测量CO2的浓度。其灵敏度达到4.6×10-9cm-1WHz-1/2。此外,我们还实现了一个将光声光谱法和长吸收程吸收谱法相结合的选择式差动方法。     

基于声学散射透镜的低成本光声断层成像方法

光声断层成像需要使用换能器阵列及多通道系统，硬件成本较高，制约了其广泛应用.为降低成本，设计了一种基于声学散射透镜的光声断层成像方法，利用声学多重散射过程中的多路径效应达到增大探测阵列等效数值孔径的作用，从而减少信号探测过程所需换能器数量.通过数值模拟实验，首先分析了散射透镜格林函数的精确测量方法，随后利用四个散射透镜共同作用实现了高质量光声断层成像，并对影响成像质量的相关因素进行了具体研究.提出的散射透镜无须复杂制作工艺或特殊材料，系统只需四个超声换能器即可实现快速成像，可降低光声断层成像系统的硬件成本.     

微弱气体光声光谱监测光声信号影响因素分析

气体光声光谱检测技术灵敏度高,不消耗被测气体,能很好地应用于变压器油中溶解微弱气体的在线监测。检测中,微音器输出的光声信号是进行气体浓度分析的唯一特征量。基于光声光谱技术的基本原理,构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置。在分析气体光声信号激发机理的基础上,结合实验深入探讨了影响气体光声信号的多种因素,获得气体光声信号与压力、温度、激光功率、气体浓度、背景气体、斩波频率及谐振频率漂移之间的关系曲线,理论及实验结果为进一步完善油中气体光声光谱在线监测系统提供了技术参照和支撑。     

基于连续波激光器衰荡腔吸收光谱的痕量气体探测方法

本文描述了一种采用连续波激光激发衰荡腔光谱测量痕量气体浓度的实验装置。CRDS是基于比尔定律的吸收光谱技术,通过将光耦合到含有样品的高精细度光学谐振腔并测量光衰减速率来测量样品浓度的。它提供了绝对的和高精度的分子浓度的测量方法。这种技术只需要激光二极管提供单一模式的适度的激光功率,使系统易于运输。近红外区域,很容易与周围环境温度二极管访问包含了泛频振动能级和禁止的许多重要物体的电子跃迁。我们的研究重点是研究连续波激光激发衰荡腔光谱的性质,以增加这些物体的检测灵敏度。具体来说,我们正在研究在范围从ppb到ppt范围湿度测量。最近,我们获得了比吸收谱测量方法更好的检测极限灵敏度1x10-11cm-1Hz-1/2。我们将讨论该设备及其应用,目前的表现数据。     

光子噪声受限的波前传感器的实验研究

以自适应塑远镜技术中应用最广的哈特曼(Hartmsnn)型波前传感器为例,利用光子计数技术对单孔径望远镜在光子噪声受限条件下所能探测到的目标星等极限、探测灵敏度极限以及探测速率极限等基本问题作了实验和理论研究。结果表明,利用文中所述的刀口式哈特曼波前传感器,在光子噪声受限条件下,在1ms探测时间内,在波前误差探测灵敏度为十分之一波长的情况下,可探测到八等星目标。为了在光子计数技术基础上准确标定实验目标的星等,研究分析了进入波前传感器的光通量与探测到的对应光电子通量之间的关系,给出了计算模式、计算机模拟结果和实验结果。     

16-QAM调制的双偏振100-Gb/s码分复用-正交频分复用信号的产生和传输

基于码分复用-正交频分复用（CDM-OFDM）和光残留边带调制,提出并实验演示了一种直接探测的光通信系统。结果显示,在采用双边带调制时,CDM-OFDM信号相对于普通OFDM信号而言,具有更大的色散容忍度。通过采用16-QAM调制、偏振复用（PDM）以及光残留边带滤波,速率为100 Gb/s的PDM CDM-OFDM信号在标准单模光纤中成功传输了24.4 km。同时研究了CDM-OFDM信号的编码增益。仿真和实验首次证明,CDM-OFDM相对于普通OFDM调制,更适用于短距离光通信系统中。     

基于偏振复用和反射式半导体光放大器的WDM-RoF-PON系统设计

基于偏振复用原理和反射式半导体光放大器RSOA(reflective semiconductor optical amplifier)的再调制特性,融入了光载无线RoF(radio over fiber)技术,设计了一种新型的可以实现多种信号混传的波分复用无源光网络WDM-PON(wavelength division multiplexing passive optical network)系统。在中心站,无线信号和有线信号同时调制到两个偏振态正交的光载波上,并耦合到标准单模光纤中传输。在基站,将两个偏振态正交的信号分离后,一方面可以探测得到四倍频毫米波信号和有线信号,另一方面还可以通过RSOA实现载波重用。通过Optisystem软件对该系统进行模拟仿真,得到了调制信号的光谱和接收端信号的眼图,分析了传输信号误码率与接收光功率的关系,结果表明,该系统传输性能良好。     

简易数字存储示波器

本系统基于等效采样原理,以8051单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心,具有实时采样和等效采样两种方式,能以不大于1MSa／s的采样率对10Hz-10MHz范围内的周期信号进行采样显示,并能进行单次触发和存储／调出波形。     

固定三维电极法与二维电极法处理餐饮废水的比较研究

为考察固定三维电极法处理餐饮废水的效果,使固定三维电极法与二维电极法在相同实验条件下处理餐饮废水﹒单因素实验结果表明固定三维电极法对NH_3-N、COD_(cr)和SS的去除率均较高﹒通过正交实验,确定各影响因素对处理效果的影响顺序为:活性炭投加量废水初始pH电解时间电流密度;最佳实验条件为:活性炭投加量为30 g?L~(-1),电流密度为50 m A?cm~(-2),废水初始pH为6,电解时间为40 min﹒在最佳实验条件下,NH_3-N去除率为51.92%,COD_(cr)去除率为81.90%,SS去除率为88.76%﹒     

基于Σ-Δ调制和DirectFET器件的D类功放设计

音频功率放大器是电子设备的重要组成部分,其输出功率、效率和非线性失真要求越来越高﹒为解决D类功放效率和失真之间的矛盾,引入Σ-Δ调制减小非线性失真,使用DirectFET开关管提高功放效率,并设计制作了一台D类功放机﹒文章对Σ-Δ调制原理进行了详细地阐述,并设计了前置放大电路、调制电路、功率变换电路和滤波电路等,仿真结果达到预期要求﹒测试结果显示:该机器在4Ω负载上输出功率达100W,总谐波失真小于1%,效率最高可达94%﹒相比PWM调制和其它常规封装开关管设计的装置,失真和效率均有一定改善﹒     

共焦法布里珀罗干涉仪灵敏度和稳定性研究

共焦法布里－珀罗干涉仪（Confocal Fabry-Perot Interferometer,CFPI）是用光学方法探测固体表面超声振动的解调器件,它的灵敏度和稳定性决定了整个系统的灵敏度和稳定性。通过使用干涉仪的共轭输入光,使系统探测超声振动的灵敏度可提高至少2倍;同时详细给出通过干涉环来粗调干涉仪的共焦点,并提出使用单片机（MCS－51）反馈控制系统来稳定最佳工作点的方法。利用该系统实现了对铝样品表面压电超声振动的检测,得到了较好的实验结果。     

三能级∧-型原子系统探测、泵浦光场频率调制效应研究

从量子角度出发,应用Bessel函数将频率调制项展开。研究探测光和泵浦光频率调制对三能级系统的影响。适当地调节调制频率以及调制系数．可得到粒子数捕获随时间周期性变化的结论。并得到系统稳态的极化率解析式。     

三能级Λ-型原子系统探测、泵浦光场频率调制效应研究

从量子角度出发,应用B esse l函数将频率调制项展开,研究探测光和泵浦光频率调制对三能级系统的影响。适当地调节调制频率以及调制系数,可得到粒子数捕获随时间周期性变化的结论,并得到系统稳态的极化率解析式。     

基于FPGA的多功能函数发生器

以C8051F040高性能单片机、AD9850和Altera Cyclone EPIC3T144 FPGA为核心,由控制模块、信号产生模块、放大模块、调制模块、键盘及LCD显示等模块组成的系统.实现了频率范围为20 Hz-20 MHz、步进为10 Hz.电压峰～峰值为6 yopp的正弦波信号输出;用FPGA产生的1 kHz的调制信号控制AD603放大器增益实现模拟幅度调制(AM)信号输出;根据调制信号幅度改变AD9850频率控制字实现模拟频率调制(FM)信号输出;用FPGA实现了2ASK和2PSK数字调制信号输出.     

光声气体检测系统中半导体激光器的波长调制

在光声光谱法气体检测中,因为激光器发光波长需与待测气体吸收峰严格匹配,所以需对激光器波长精确调谐.由于半导体激光器发光的波长与温度、驱动电流间有确定的关系,采用波长调制的方法,在一定精度的温度控制下,对波长进行扫描,可确保激光器驱动信号在一个周期内能够产生稳定的光声信号.实验表明,该方案能满足光声气体检测系统的要求.     

亚铁-2,2’-联吡啶络合物的光声光谱和微量分析

一、引言固体物质光声光谱法是近年发展起来的先进分析方法。如物质置于密闭容器中,受斩波器调制后的断续光照射,无辐射衰减的部分转变为热,物质周围就会产生气体压力的增减,从而产生与断续光频率相同的声波信号,可用微音器检测,这种现象称为光声效应,是Bell在1880年发现的。把光声信号作为入射光波长的函数加以记录,就得到反映物质内