时间分辨动态LIBS测量方法

针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到达探测器,而后采用面阵ICCD相机对同步到达的多通道光谱信号进行高时间分辨探测。该方法单次测量即可获得LIBS辐射不同时刻的时间分辨光谱。为了验证基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法,研制了具有19个通道的光纤束,光纤束中包含的各个单根光纤长度呈等差数列排布,长度差设置为10 m,对应测量的时间间隔约为50 ns,单次测量记录的总时间长度近900 ns。分别基于短脉冲激光光源和标准光源,开展了系统时间响应和光谱响应特性研究,获得了系统的时间响应数据和光谱响应曲线。用YAG激光器的二倍频激光(532 nm)诱导Si产生等离子体辐射光谱,在线测量了辐射光谱的时间演化历程,获得了Si等离子体辐射过程中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm谱线从0~898 ns时间范围内19个时刻的光谱信息,获得了特征光谱的演化规律,验证了该测量方法的可行性。结果表明,利用该测量方法,单次测量可以获得瞬态LIBS辐射过程中19个时刻的光谱参数,具有很高的测量效率。对于实验成本较高、运行频率低的激光诱导等离子体实验研究,采用该方法可以大大降低了测量成本,有效提升等离子体时间分辨动态光谱测量能力。

双支路注意力特征融合的卷积稀疏编码目标检测

针对现有目标检测模型在实际运用中会受到各种噪声的影响而导致性能退化的问题,提出一种双支路注意力特征融合(double branch attention feature fusion,DBAFF)的方法。基于CenterNet的结构设计,引入卷积稀疏编码(convolutional sparse coding,CSC)去噪模块。通过双支路互补学习,自适应选择不同模态的有效信息,使融合特征达到最优化,有效解决该类模型的退化问题。实验结果表明,该方法在噪声数据集VOC-Nosiy上mAP50、mAP75、mAP性能分别达到了57.9%、29.8%、24.5%,检测速度FPS达到111帧,综合性能优于原网络和仅添加卷积稀疏编码的去噪网络。

基于LR-ODCNN的物联网设备射频指纹信号识别方法

为了解决物联网环境下设备众多且终端资源有限带来的安全问题,提出了一种基于轻量级全维动态卷积神经网络(LR-ODCNN)的物联网设备射频指纹信号识别方法。首先,设计了LR-ODCNN模型;然后,利用光传输系统采集设备的基带信号,从基带信号中提取I、Q信号作为网络的输入;最后,LR-ODCNN模型根据多维注意力机制来适应不同设备的信号特征,并进行信号特征的提取和识别。实验结果表明,当传输距离为10 m、400 m、1.7 km和8.6 km时,LR-ODCNN模型的平均识别准确率为94.35%,比Mc AFF模型、Oracle模型分别提高了5.35%、10.13%,且具有鲁棒性强、轻量化的优点。

基于改进PSO算法设计的TFLN平台偏振不敏感光栅耦合器

针对光栅耦合器存在偏振依赖性问题,在薄膜铌酸锂(TFLN)平台上相继设计了标准型和改进型偏振不敏感光栅耦合器。在设计过程中,首先对粒子群(PSO)算法进行了改进,然后利用改进后的PSO算法对光栅参数进行了优化,包括光栅周期、占空比、刻蚀深度以及入射角等关键参数。最后,设计了偏振不敏感啁啾光栅耦合器,并通过线性啁啾调节有效折射率,从而显著提升了耦合效率和偏振不敏感带宽。仿真结果表明:在波长为1 544 nm时耦合效率最高,偏振不敏感啁啾光栅耦合器的横电(TE)、横磁(TM)模式耦合损耗分别为-4.88、-5.05 dB;在1 500~1 580 nm波长内偏振相关损耗(PDL)小于0.5 dB,偏振不敏感带宽为45 nm。

基于10 km弱耦合七芯光纤的信能共传技术

随着5G微基站建设密度急剧增加,因采用传统电缆供电方式,5G网络的建设成本和部署难度将大幅提升.光纤信能共传技术作为一种新型供电方式,利用光纤作为传输介质,实现1064 nm能量光和1550 nm信号光的共同传输,同时满足高速信号的5G前传和5G微基站的集中化能量管理.本文提出一种基于空分复用技术的光纤信能共传方案,基于10 km弱耦合七芯光纤实验实现了10 W能量光和1.5 Gbit/s速率5G新空口(New Radio,NR)信号光的共同传输,远端通过光电转换效率为35%的光伏电池获得了0.42 W的电功率,可驱动一个远端天线单元(Remote Antenna Unit,RAU),7 h连续监测接收能量光功率的波动范围小于0.4%.与此同时,接收到的5G NR信号误差向量幅度值(Error Vector Magnitude,EVM)仅为0.38%,创纪录地实现了6.3 W·(Gbit/s)·km电功率-容量-距离积.

基于X切薄膜铌酸锂的4×4 MMI耦合器的设计和制造

针对多模干涉(MMI)耦合器存在尺寸大、插入损耗高、工艺复杂的问题,在基于X切薄膜铌酸锂(X-cut TFLN)平台上设计了一种基于横电(TE)模式的4×4 MMI耦合器,采用三维时域有限差分(FDTD)方法对MMI区域长度及宽度进行仿真优化,最后根据优化结果并利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法在该平台上制造4×4 MMI耦合器。仿真结果表明,优化后的4×4 MMI耦合器总插入损耗为0.36 dB,实际测量插入损耗为0.78 dB。

非齐度量测度空间上的Herz-Morrey-Hardy空间及其应用

在一个既满足上双倍条件又满足几何双倍条件的非齐度量测度空间上,引进了一类Herz-MorreyHardy空间,讨论了它的分解.作为应用,利用非齐度量测度空间的性质,借助于非齐度量测度空间上CalderónZygmund算子的L q有界性,在非齐度量测度空间上证明了Calderón-Zygmund算子是从Herz-Morrey-Hardy空间到Morrey-Herz空间有界的.

基于荧光谱分辨的煤油燃烧场OH分布测量

燃烧流场浓度、温度空间分布的精细测量对发动机燃烧室设计、计算流体动力学模型建立以及数值仿真软件的验证具有重要意义,其中平面激光诱导荧光(PLIF)技术具有对象选择性、高测量灵敏度、测量信息量丰富、实验开展简单等优势,尤其是OH-PLIF浓度及温度测量技术以其理论成熟性及技术方便性得到更为广泛的应用。但该技术在煤油燃烧场的应用受到较大限制,原因在于煤油燃烧场残余煤油对OH荧光信号造成较大干扰。针对OH荧光分布测量时煤油干扰问题,开展了OH及煤油吸收谱及荧光发射谱理论及实验对比分析。其中煤油蒸汽吸收谱由氘卤灯通过煤油蒸汽前后的光强强度比获得,相比于OH在260~320 nm波段的孤立吸收线,煤油吸收为宽带吸收,煤油吸收线完全覆盖OH激励线,在煤油燃烧场在此波段对OH激励测量时,激励煤油产生荧光不可避免。另一方面,通过调节激励波长,测量获得OH/煤油混合荧光与煤油荧光发射谱。煤油蒸汽荧光发射谱为中心分别位于290及340 nm的宽带信号,OH荧光主要集中于波长300~320 nm,煤油荧光发射谱范围覆盖OH荧光,结合吸收谱测量结果,说明在煤油燃烧场燃烧不充分时,在280 nm波段激励测量OH无法通过频域滤波的方式测量获得纯OH荧光信号。通过对煤油信号的测量并扣除实现OH荧光信号的准确测量,主要从选择性探测方面入手,在OH荧光测量系统基础上增加一台探测相机,采用两台ICCD相机,分别结合(315±15)和(360±6)nm的带通滤光片进行OH/煤油混合荧光和煤油荧光的选择性探测,通过对应点扣除的方式,在煤油本生灯及发动机模型煤油燃烧混合荧光信号中去除煤油荧光获得了受干扰较小的OH分布结果,证实了干扰消除方法的可行性,为后续煤油燃烧场浓度及温度分布测量奠定了基础。

浅谈人畜共患病对基层畜牧兽医工作者的危害影响及其防控研究

基层畜牧兽医工作者身处畜牧业生产前线,与各类动物有着密切的接触,因而面临着一个不可忽视的职业风险—人畜共患病的感染,这类疾病对其身体健康造成潜在威胁,且长期心理压力与健康隐患也会影响其工作效率与生活品质。本文对人畜共患病给基层畜牧兽医工作者带来的危害进行了系统分析,强调预防以及控制策略的紧迫性。通过本文的探讨,期望能够提升公众对这一职业群体的健康与安全问题的认识,为相关部门提供科学防控建议,以减轻这一职业群体的健康风险。

基层畜牧兽医动物防疫工作重点及提升质量的关键措施

基层畜牧兽医动物防疫工作是畜牧业健康发展的基石,关乎动物疾病的预防与控制,直接影响动物产品的质量与安全,当前,此项工作正面临一系列挑战,诸如防疫设施建设不到位、防疫意识不足、畜牧兽医专业性不足等。本文旨在探讨这些问题的根源,提出针对性改进策略,建议通过提高防疫思想的认识,改善防疫工作环境,引进先进的防疫技术,加强防疫队伍的建设,以及完善动物防疫机制与完善动物防疫机制,提升动物防疫工作的效能。期望通过本文的分析研究,进一步推动畜牧业的稳定与可持续发展,也给相关工作人员的实际工作带来必要帮助。

分光比可调的光功率分束器的设计

传统的解析理论设计方案存在计算复杂度高、有限解析解、耗时长等问题。为了解决以上问题,在传统的光器件设计基础上,提出一种依据逆向设计方法的分光比可调的光功率分束器方案。在1.92μm×1.92μm的紧凑区域内,引入Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1)(GSST)相变材料改变器件的折射率分布。利用直接二进制搜索算法搜索GSST晶态和非晶态的最优状态分布。设计实现同一种器件结构,分光比可调的T型光功率分束器。仿真分析了器件的初始结构、分光比、相变材料区域状态分布、制造容差以及光场分布。结果表明:分光比分别为1∶1、1.5∶1、2∶1的3种光功率分束器在波长1530 nm−1560 nm之间的最小相对误差分别为0.004%、0.14%和0.22%,在制造容差范围内传输曲线最大波动分别是0.95 dB、1.21 dB、1.18 dB。该分光器结构紧凑,在光通信和信息处理领域有着较大的应用潜力。

应用于光通信网络的高精度双频时间间隔测量方法

为了解决传统的时间间隔测量方法受到时钟分辨率和硬件成本高的限制,提出了一种双频时间间隔测量方法。该方法通过在接收机处对接收到的时钟信号进行相位扰动或等效相位扰动,使得接收到的时钟信号在一个待测信号周期内具有确定的相位概率分布。然后,通过多次采样和统计计算,消除了由低时钟分辨率引起的读数误差。仿真和实验结果表明,双频时间间隔测量方法的测量误差为0.06 ns,达到了亚纳秒级的测量精度,突破了时钟分辨率的限制。

在异构系统上基于权重和复制的调度算法

动态电压和频率扩展技术(DVFS)的发展使异构系统可以实现低功耗,然而DVFS通过降低处理器的执行频率来降低功耗,大大增加了处理器临时故障风险,应用的可靠性受到极大威胁。针对先前算法在任务调度过程中容易出现调度失败的问题,提出一种基于权重和复制的调度算法(SAWR),以在异构系统上完成应用调度,满足并行应用的可靠性目标,同时降低系统功耗。仿真结果表明,与先前的算法相比,所提算法可以实现良好的性能。

应用于C波段的二维光栅耦合器的设计与优化

针对二维光栅耦合器存在耦合效率低、偏振相关损耗大、结构复杂等问题,提出了一种应用于C波段的基于绝缘体上硅(SOI)材料的新型二维光栅耦合器,该耦合器由具有45°倾角的四孔交错菱形刻蚀晶胞单位周期排列组成,采用倾斜耦合方式对耦合器的周期、刻蚀深度、刻蚀圆孔的相对位置、刻蚀圆孔半径进行优化,并对其进行仿真验证。仿真结果表明:该耦合器在1540 nm处耦合损耗低至-2.4 dB,C波段的偏振相关损耗低于0.2 dB,1、3 dB工作带宽分别是36、58 nm。

集成光功率分配器的优化设计

针对光子集成技术中,理论优化光功率分配器结构的方法存在复杂度高、耗时长、尺寸大等不足。利用逆向设计思维,提出一种E-DBS算法,研究并优化出了结构紧凑,大小仅为2.16μm×2.16μm,能实现多种分光比、高效率输出的集成光功率分配器。通过仿真设计,验证了1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶2四种不同分光比的集成光功率分配器。在波长为1 400~1 600 nm, 4种光功率分配器在仿真条件下,分光比的误差绝对值均控制在0.605 dB之内,仿真实验结果符合预期目标。

一种集成接收机的信号处理方法

针对在光接入网中传统相干接收机存在成本高、算法处理复杂的问题,提出一种低成本的简化相干接收机(SCR)信号处理方法。发送端使用四电平脉冲幅度调制(PAM4)高阶码型进行信号调制,接收端对输出信号先后采用不平衡度补偿算法、反馈式全数字时钟恢复算法进行处理,并通过帧同步、码元判决后计算误码率。仿真及实验结果表明:所提方法在系统中有着良好性能,在输入信号光功率为-9 dBm时,系统误码率为10^(-4)量级,低于硬判决前向纠错(HD-FEC)门限的误码率判决。

基于SOI的类梅花型二维光栅耦合器

为设计出高效率且低偏振耦合相关损耗的二维光栅耦合器(2D-GC),提出一种基于绝缘体上硅(SOI)的类梅花型2D-GC。该2D-GC由多个单元周期排列而成,每个单元的图案呈类梅花型,该结构中的晶胞由2对圆形图案构成,并采用时域有限差分(FDTD)法对2D-GC结构参数进行数值仿真优化。仿真结果表明:在最佳优化参数结构时,所提2D-GC的有效工作波段为1.525~1.6μm,最佳耦合效率为56%,对应的耦合损耗为-2.4 dB,偏振相关损耗为0.18 dB。

BOXCARS测量燃烧场的温度

介绍了用BOXCARS技术测量CH4/air火焰的温度。给出了甲烷气体不同流量下和火焰不同高度处的温度测量结果,分析了温度随甲烷气体流量变化和火焰高度变化的变化趋势,根据实际的实验参数计算了相应的空间分辨率。实验结果表明:利用BOXCARS技术可进行高精度、高空间分辨的温度测量。

自发喇曼散射技术对燃烧场的诊断

介绍了利用NdYAG激光的三倍频激发自发振动喇曼散射技术对燃烧场的诊断及相关的实验原理,测量了不同配比条件下的CH4air预混火焰内的主要组分(N2,O2,H2O,CH4)及其相对浓度;并分别用分子浓度测温法和斯托克斯谱与反斯托克斯谱强度比法测量了火焰的温度;还对该技术测温、测浓度的不确定度进行了分析。将该技术应用到对复杂的固体燃剂燃烧场的诊断,取得了燃烧场中几种主要燃烧组分(N2,H2CO,CH4,H2O)的喇曼光谱,以及这些组分在燃烧过程中的变化信息。

基于微波光子去斜接收的二维到达角估计方案

为减少目前微波光子领域到达角(AOA)测量易受相位、噪声等影响,实现二维平面内大范围的AOA测量,提出并实验验证了一种基于微波光子去斜接收的二维AOA估计方案。该方案接收端利用L型天线阵加入固定延迟时间的方法,可以估计一维AOA,利用该一维AOA可求解出二维AOA(俯仰角和方位角)。实验结果表明:在天线间隔为5 m,输入线性调频连续信号的信噪比为10 dB或-7.8 dB的情况下,所提方案的一维AOA的估计结果具有大范围的特点,且在-79°~74°内估计误差均小于2°,同时,计算得到的俯仰角和方位角在较大范围内都具有较高的精度。