科研反哺教学的光纤通信原理与系统教学改革与实践

光纤通信原理与系统作为光电信息科学与工程专业的重要课程,其开设旨在使学生充分了解光纤通信的基础知识,培养学生对光纤通信的基本技能素养和新科技、新方法的运用技能,近年来光纤通信技术的飞速发展也导致了光纤通信系统的容量和速度的巨大提升。光纤通信科研与教学之间的协同已经成为培养学生科研创新思维能力与实践能力的重要抓手,本文阐述了将科研融入教学的若干尝试,包括引入光纤通信系统仿真软件Optisystem;构建光纤通信系统光发射端、光纤传输线路和光接收端的详细可视化结构;通过Optisystem仿真软件分析光纤通信系统信号眼图和误码率动态特性。通过科研反哺教学的方式,将光纤通信科研实践成果引入教学中,一方面可以使光纤通信原理与系统课程中的基本概念与工作流程更加直观;另一方面可以培养学生的科研创新思维与实践能力。该教学改革与实践对具有创新精神与创新意识的光电信息科学与工程学术型人才培养有一定的意义。

基于FBG的波长可调谐环形掺铒光纤激光器

在介绍光纤光栅波长调谐原理的基础上，设计了一种环形腔掺铒光纤激光器。利用光纤光栅（FBG）作为波长调谐元件，在20～170℃的温度范围内，实现了输出激光波长在1547．7～1556．5nm内的连续可调，调谐线性度达99．96％，激光光谱的3dB带宽均小于0．05nm，20dB带宽均小于0．08nm，边模抑制比大于52dB，输出功率可达21．2mw。结果表明：可调谐掺铒光纤激光器具有可用带宽较宽、功率高、线宽窄、与光纤元件天然兼容等优点。

驻波法测量空气绝热指数的研究

利用驻波法测量超声波在空气中传播速度的测量原理 ,测得常温状态下空气的绝热指数 ,该方法有别于传统测量方法 ,使用仪器简单 ,误差小 ,适用于任何气体 .

新颖的高功率L-波段掺铒光纤超荧光光源

研究了L-波段超荧光在光纤中的产生机理,设计了一种带光纤圈反射器的双级双程前向输出L-波段光源结构,通过对两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化其长度及两级泵浦光功率,实验中获得了功率高达19.86mW(12.98dBm)、中心波长为1577.421nm的L-波段(1555-1620nm)超荧光光源。实现了低浓度掺铒光纤起诱导光及改善光谱的作用,高浓度光纤为主要发光源,采用光纤圈反射器提高了泵浦光的利用效率、光源的平坦度及稳定性。同时分析了结构中各个参量对光源各方面性能的影响,对光源的设计具有指导意义。

光纤光栅压力传感器及其温度效应研究

根据Bragg光栅方程,讨论了光纤Bragg光栅(FBG)压力传感机理及温度对光纤光栅反射波长的影响;通过裸光栅的罐状聚合物封装,在0～20MPa的范围内,使光纤光栅的压力灵敏度提高为-42.0am/Pa,是裸栅的17.3倍,可作为恒温时较高压力环境下使用的传感器;经实验结果分析,100℃以下的温度范围内,封装后的FBG受温度影响效应变为裸栅的4倍,反射波长与温度亦具有良好的线性关系。指出非恒温环境下的压力测量应考虑对传感器反射波长随压力变化曲线进行线性修正,以实现对压力的准确测量。

光纤激光器波长调谐技术研究

介绍了可调谐掺铒光纤激光器的工作原理和几种可调谐滤波器的工作特性及其调谐技术方法,重点介绍了光纤光栅作为滤波器的特性及其反射波长调谐技术。概述了掺铒光纤激光器输出波长调谐技术的现状,分析了有待解决的技术问题。

光纤布拉格光栅折射率传感研究进展

在介绍短周期光纤光栅(FBG)和微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)折射率传感原理的基础上,围绕如何提高FBG折射率传感灵敏度,详细论述了腐蚀法和抛磨法两种折射率传感技术方案的研究进展,对比分析了两种方案的优缺点。同时综述了微纳光纤和微纳光纤光栅应用于折射率传感的研究现状,指出了目前研究所面临的技术难题与解决方案,展望了FBG折射率传感技术的发展趋势,可为进一步开展基于光纤光栅器件的折射率传感研究提供参考。

基于白光干涉的三维表面形貌拼接方法研究

白光干涉测量技术由于具有非接触、无损伤、量程大、精度高和灵敏度高等特点,被应用于微纳米结构三维表面形貌测量中,但存在受限于显微物镜视场限制测量范围问题。提出了一种可以有效提高测量范围的三维表面形貌拼接方法。通过对多次采集的小范围高分辨率白光干涉图样进行域划分,采用三维形貌数据拼接配准方法,利用模板匹配算法对图像的二值化矩阵进行匹配计算,实现了待测元件的表面形貌的有效表征。研究发现,当采用不同的图像拼接方式即上下拼接、左右拼接和2&2拼接方式时,图像拼接效果有一定差异,其准确度和产生的误差不同。三种拼接方式中,2&2拼接方式能够有效减小操作误差,实现大范围和高分辨干涉图样拼接,在白光干涉三维形貌表征中具有广阔应用前景。

一种基于微孔FP腔结构的光纤温度传感器

利用准分子激光器在普通单模光纤上加工微孔,制作了一种微孔结构型的光纤Fabry-Perot(FP)腔,并对该微孔型光纤FP腔的温度特性进行了理论和实验研究。研究表明,当外界环境温度变化时,FP腔腔长和腔中介质的折射率会发生变化,致使传感器输出光谱发生漂移。通过观测光谱对应的峰值或谷值的漂移量,即可实现对环境温度的传感检测。实验结果发现,随着温度的升高,波长逐渐向短波方向方发生漂移,且波长的漂移量温度变化呈线性关系,其对应的温度灵敏度和线性度分别为-0.152 nm/℃和98.8%。该微孔结构型光纤F-P腔温度传感器具有结构简单、成本低廉、实用性好等优点,可以适应不同温度的需要,研究结果可为该种器件在传感中的应用提供一定参考。

超急性脑梗死磁共振成像表现的再认识

目的进一步认识超急性脑梗死磁共振成像(MRI)表现。方法对19例超急性脑梗死患者进行磁共振T_1WI、T_2WI、T_2FLAIR和磁共振扩散加权成像(DWI)扫描,根据各个序列和指数表观扩散系数(eADC)信号的表现对超急性脑梗死进行研究。结果超急性早期脑梗死4例,其中2例超急性早期伴发超急性中期;超急性晚期脑梗死15例,其5例超急性晚期伴发急性早期。结论 MRI各扫描序列的综合运用能详细显示超急性脑梗死。

《医学心理学》教学改革研究

在《医学心理学》的教学改革中,学生自主完成对所学知识的理解,并对学习效果进行有效的评价.在教师的指导下,通过情境创设和协作学习,充分调动学生的学习能动性,培养学生自主创新能力,达到现代医学教育的培养目标.

动态捆绑的客户服务器崩溃解决方案

以往研究人员分析客户崩溃引起的孤儿问题,采用终止孤儿方法来实现孤儿的安全清除。文中介绍了分布式系统中远程过程调用的失败语义,重点分析了通过新的动态捆绑器来培养利用孤儿,给出了解决客户服务器崩溃的新途径。

基于光纤Fresnel反射原理的溶液浓度测量方法研究

针对传统溶液浓度测量方法的不足,提出了一种基于光纤端面反射原理的溶液浓度测量方法。通过Fresne(l菲涅耳)定律以及折射率与溶液浓度关系,建立了反射光强同溶液浓度的函数关系,分析了反射光强变化的规律特征,指出反射光强随溶液浓度变化应具有保持线性关系。并且通过蔗糖溶液和葡萄糖溶液的实验研究,验证了反射光强随溶液浓度变化符合线性关系特性,线性拟合度达到99%以上。该方法可用于蔗糖、葡萄糖等溶液浓度的在线测量,具有线性度高、操作简单、易于实现特点。

耳部部分裂窝管的CT表现

目的:研究耳部部分裂窝管的正常CT表现。方法:通过64排螺旋CT扫描,以横轴位和矢状位互相结合对33侧正常耳进行研究。结果:岩鼓裂和鼓鳞裂有内外部之分,前者内外部相通,矢状位呈现弧线状;外鼓鳞裂横轴位近似三角形,矢状位近似牛角形;成人岩鳞裂呈细线状;内鼓鳞裂、岩鼓裂和岩鳞裂三者横轴位近似横置的Y形结构;鼓索隆起内后鼓索小管呈短细线状;砧骨窝深约1.5 mm左右,包含砧骨短脚尖和砧骨后韧带,横轴位近似楔形;镫骨肌管通过镫骨肌神经管与面神经管相连,分为乳突段和锥隆起段,乳突段横轴位近似圆形,锥隆起段近似弧带状。结论:64排螺旋CT能满意地显示耳部裂窝管。

3G业务体系结构分析

本文从3G多媒体IP网络体系结构出发,回顾了移动智能业务的发展历程,分析各个发展阶段代表技术与相应业务的体系结构,并指出相关技术的优缺点。本文重点分析了业界流行的Parlay/OSA技术;兼顾移动智能终端的发展,根据下一代业务开放、分布全业务的特点,提出3G移动多媒体IP业务系统发展方向。

基于光纤粗锥型马赫-曾德尔干涉仪的高灵敏度温度传感器的研制

光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一。制作了一种基于两个单模光纤粗锥串接的全光纤型马赫-曾德尔高温高灵敏温度传感器。纤芯中传输的光通过第一个光纤锥耦合，一部分进入纤芯传输，另一部分进入包层形成包层模，纤芯模和包层模具有不同的有效折射率，经过干涉臂的传输产生了光程差。纤芯和包层传输的光再经过第二个光纤锥耦合，形成干涉进入输出光纤传输。对不同长度的传感器进行实验研究，得出传感臂长度与干涉周期之间的关系。研究了传感器温度响应特性，给出了温度响应灵敏度。实验结果表明，在30～400℃温度范围内，长度为35 mm的传感器可以得到较高的温度响应灵敏度，其响应灵敏度为0．115 nm·℃^-1。利用傅里叶变换对传感器透射谱进行了分析，可以确定在长度为35 mm的传感器中仅有基模LP01和高阶模LP08两种模式，透射谱就是由这两种模式干涉形成的。该传感器体积小、精度高、抗电磁干扰，具有易于制作、对比度大、质轻、灵敏度高、耐高温等优点。可用于高温气体温度测量及油气井测井等领域的高灵敏度温度传感测量。

光纤光栅温度传感的非线性现象

对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取样计算表明 :多项式能更好地反映ΔλC/λC 与ΔT的关系 ,证明了温度灵敏度系数 η不是常量 ,而是随温度增加缓慢增大 .

大范围光纤Bragg光栅压力传感器增敏实验研究

鉴于钛合金材料具有低弹性模量、受温度影响小等特性，设计制作了一种以钛合金管作为光纤Bragg光栅应变增敏衬底元件的高压压力传感器件．通过与电阻应变计实时监控的对比，从实验上研究了光纤Bragg光栅的中心波长偏移对调谐压强的响应．结果表明：这种增敏设计，具有良好的线性响应和可重复性，且与理论推导结果吻合较好．增敏后对压力的响应灵敏度可达0．034nm／MPa，测压量程可达0～40MPa，甚至更宽．

高平坦度的三级双泵浦结构C+L波段超荧光光源

为了使掺铒光纤超荧光光源C波段与L波段光谱匹配良好,实现高平坦度的C+L波段宽带光源,提出了一种三级双泵浦光源结构。首先,使用三段不同型号、不同长度的掺铒光纤,两个980nm激光二极管,波分复用器,隔离器以及3dB耦合器构成的光纤环形镜搭建宽带光源实验装置;然后,通过不断优化三段掺铒光纤的长度,调节两级抽运源功率获得高平坦度C+L波段光源输出;最后对其产生机理进行分析。实验结果表明,当三段掺铒光纤的长度分别为11.5m、53m和6.5m,两级抽运源功率分别为65mW和115mW时,输出光谱的3dB带宽为75.68nm,在1543～1603nm波段光谱的平坦度<±1.3dB(不加任何滤波器的条件下)。获得的高平坦度C+L波段宽带光源可以更好地满足光纤传感、光纤通信系统等领域的应用要求。