基于中心积分法的11维集成光波导芯片封装系统

研制了基于中心积分法的集成光波导芯片封装系统,该系统在空间11维上实现了光波导器件的位置调节,通过高精度对准和改进后的中心积分法快速准确地实现芯片对准。在单芯光纤-条波导-单芯光纤系统的封装测试实验中,端面耦合损耗的平均值为0.1136 dB,单次耦合损耗的最大值<0.13 dB,标准偏差<0.02 dB,单次耦合时间<2 min。在单芯光纤列阵-1×8波导分支耦合器-8芯光纤列阵的封装生产中,各通道插入损耗均<10.5 dB,均匀性指标<0.4 dB,单次耦合时间<5 min。数据证明,该系统已完全达到商业化标准,具有良好效果和实用性。

基于GA-BP的古代玻璃类别预测与风化程度测定模型研究

为研究不同类别的古代玻璃的内在化学成分与自身风化程度的关系,建立了古代玻璃类别预测及风化程度测定模型。首先,利用GA-BP神经网络,以高收敛速度及97.8%的高拟合优度准确预测样品玻璃的真实类别,同时克服传统BP神经网络容易陷入局部最小值的问题。其次,根据样品类别的不同,分别对其采用主成分分析降维和熵权法,得到样品玻璃的未风化程度指数,其中高钾玻璃的15号样品和铅钡玻璃的37号样品受损较严重。实验结果显示:该模型可以很好地测算古代玻璃的相关参数,可被广泛应用于考古行业的玻璃文物参数分析与测算工作。

步进电机细分技术在光纤偏振测试中的应用

作为光通信的重要部件,单模光纤的偏振模色散(PMD)对光通信非常重要。在很多测量方法中都需要一个具有足够小的扫描步长,以保证能够获得足够的光谱分辨率。通过利用数字脉宽调制、细分控制、功放电路实现步进电机细分技术从而解决了单色仪的波长定位问题,并在实际应用中获得了良好的参数和测试效果,使得该测试设备在很多方面都已达到了国际先进水平。

光电信息科学与工程专业的实践教学探索

为了提高应用型人才培养的质量和效率,教育部成立了全新的光电信息科学与工程专业,以促进我国光电及相关产业高速、稳定发展,迎接未来的挑战。文章从研究传统光学专业的培养方式入手,结合国内外相关认证的经验,对现有的专业课程类型进行梳理,对授课方式进行改进,对授课内容进行更新,并提出相应的专业工程和实践改革方案。通过四届为期六年的专业改革和实践,学生培养质量有显著提高,企业和科研院所对学生的满意度和需求都在持续增加,同时学生和需求方对专业培养和改革方案的参与热情也在不断增加。

应用多目标演化算法的波导-光纤自动耦合系统

利用多目标演化算法,开发设计了一种新的列阵自动对接方法,新算法并行操作次数较常规遗传法大幅减少。理论分析和仿真结果表明了该方案的可行性。研制了基于多目标演化算法的自动调芯系统样机,单芯光纤—条波导—单芯光纤系统的自动调芯实验表明,端面耦合损耗的平均值为0.1136dB,单次耦合损耗的最大值小于0.13dB,标准偏差小于0.02dB。单芯光纤列阵—1×8波导分支耦合器—8芯光纤列阵自动调芯实验表明,各通道插入损耗均小于10.7dB,均匀性指标小于0.77dB,单次调芯时间小于10min。证实了该方案及其样机系统具有良好效果和实用性。

合成甲醇铜基催化剂的失活研究

论述了合成甲醇铜基催化剂的中毒失活及热失活的原因，并结合活性机理讨论了硫化物、金属羰基化合物等毒物对催化剂的毒害机理。

用光纤耦合法实现颗粒测量

根据全光散射法测量粒径存在样品池壁散射及折射率改变等问题,提出了利用光纤耦合结构,并引入洛伦兹经典色散公式和多波长处理方法来实现颗粒测试。首先,介绍了全光散射法进行颗粒测试的理论,并研究现有的样品池和测量手段存在的问题。然后,引入洛伦兹色散公式来处理折射率的变化;同时结合多波长处理法,获得颗粒的平均粒径和粒径分布公式,建立目标函数并利用遗传算法进行参数反演;通过光纤端面的耦合结构构造样品池,利用光谱仪对夹在光纤端面间的待测液进行多波长扫描。最后,试制了实际测试系统,通过计算机内部算法,完成颗粒测试。仿真和实验结果表明,该方法可以在折射率未知的情况下较准确地反演出颗粒的平均粒径及其粒径分布;对测量光谱加入2%的随机噪声后,其平均粒径及折射率的反演误差低于1%,粒径分布的反演误差低于5%,可以满足国标对均值误差和重复性误差的要求。

三晶体多轴联动同步辐射X射线荧光光谱仪

针对上海光源X射线吸收精细结构光谱仪对灵敏度和分辨率的要求,研制了三晶体多轴同步辐射X射线荧光光谱仪。其采用一台双晶单色器提供实验X射线,用3块凹面晶体构成系统主体色散结构,并在竖直平面内组成相交的罗兰圆实现荧光分析,可实现10°范围内的布拉格角变化。光谱仪通过高精度控制驱动设备使位移平台实现了3块晶体的4轴联动和总台的2轴联动,其中对位移平台的各轴精度达到了单步长移动25nm,可以实现高分辨率的三维扫描工作。编写了探测器的驱动软件,提高了驱动器的测试灵敏度和分辨率。最后,利用国际通用的实验物理控制系统——EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System)完成了整个系统软件的设计,实现了系统各部分的精确控制、自动测量、数据分析和结果显示与存储等功能,构成了一套完整的基于同步辐射光源的高精度高分辨率X射线荧光光谱分析系统。采用钴元素作为测试样品进行了分析实验,结果显示:该光谱仪单次测量时间小于1.5s,测试精度达到0.4eV,分辨率为0.1eV。光谱仪可以完成对样品荧光的采集和分析,操作时间、精度、分辨率和重复性等性能指标均优于现有国内、外设备,目前已成功应用于上海光源XAFS线站的各项科学实验中。

N_2O脉冲色谱法测Cu-Zn-Al-O催化剂中铜的比表面及粒径

建立了Ｎ２Ｏ脉冲色谱法测Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ催化剂中铜的比表面及晶粒大小的方法。该方法简捷快速，且精确度较好。考察了不同温度下Ｎ２Ｏ在铜上的吸附量，并与Ｏ２的吸附作比较。结果表明，至少在２００℃以下的范围内都可归属于表面反应的范畴。选择了实验条件，给出了该条件下铜的比表面、铜晶粒大小的计算方法。

波导阵列与光纤阵列的智能算法自动对接

开发了一种遗传算法和中心寻优算法相结合的阵列自动对接方法,试制了调芯系统,实现了光纤-光波导1×8分支耦合器-光纤阵列系统的自动对接。实验中8个通道的插入损耗平均值为—10．5 dB,均匀性小于0．5 dB,自动调芯时间小于10 min。实验结果表明该方法及其系统具有实现自动高效、低损耗对接的良好性能。

现代本科教学中科学发展观运用

大学本科教学工作一直是高等教育的重点。新时期,随着教育的发展,学生素质,个人发展以及个性差异,使得如何提高本科教学,成为大多数高校的一个难题。而新时期和现时代我们国家和社会的发展对学生的素质和能力都提出了更新更高的要求,通过对科学发展观的灵活运用,提出了从教学内容、方式等方面的改革以及课堂教学、实验教学相配合的方法改善新时期的本科教学工作,并在实际教学实践中获得了较好的效果。

拉盖尔高斯径向偏振光高数值孔径聚焦特性

光波在高数值孔径聚焦下焦点区域光强分布呈现出的特殊性质已经被应用到光学显微成像、微粒控制、光存储等领域中.本文基于矢量Deby衍射理论研究了TM01模拉盖尔高斯径向偏振光经高数值孔径聚焦下焦点区域光强分布.通过调节入瞳半径与光束束腰之比,发现拉盖尔高斯径向偏振光光斑由明亮尺寸小光斑变化成环形中空光斑,并且通过光瞳滤波器可以实现对焦点区域光强和暗斑尺寸的调制,使焦点中心暗斑光强由0变化到1.通过合适的复光瞳滤波器参量选择,在焦区产生了多个三维"光笼",这使得能够更有效地束缚微粒,而且可以一次控制多个微粒,对捕捉折射率低于周围环境的微粒具有重要的应用价值.

新型低压合成甲醇催化剂的研制

用共沉淀法制备了一种新型的低压合成甲醇催化剂QCM-01。考察了制备条件、原料配方对催化剂性能的影响。用TPR、XRD技术对催化剂微观结构进行了表征,并用加压微反评价装置考察了催化剂的活性及活性稳定性。

低压合成甲醇催化剂的工业侧线试验

在0 25m3反应釜中,对QCM-01低压合成甲醇催化剂进行了工业放大试验。试验结果表明,产品性能达到了小试试样的水平。在此基础上进行了1000h的原粒度工业侧线试验,试验结果表明,中试产品的性能达到了国外MK101催化剂的水平。

信息传输对网络采样控制系统输入/输出的影响

信息传输如何影响网络控制系统的性能,是控制理论界尚未解决的重要问题之一.本文尝试采用Shannon提出的失真评价函数、统计偏差和熵的定义,结合传统采样和网络传输理论,从统计概率的角度,证明了当网络传输受限时,网络采样控制系统性能损失和传输采样信息量之间存在倒数关系,建立了定量计算网络带宽变化量改变控制系统输入输出的方法.并通过Simulink中Truetime网络系统仿真软件验证了该方法的有效性.

制动工况下自适应前照灯系统调光的新方法

计算了因路面不平度和制动引发的车身俯仰角度变化,提出使用LMS自适应滤波器处理车身高度传感器信号,结合PID控制步进电机,动态实现制动时调整前照灯光轴的方法。同时采用Simulink仿真和实车测试验证该方法的有效性,扩展了现有自适应前照灯系统的调光功能。

二氧化硅微球颗粒解团聚研究（英文）

二氧化硅微球颗粒在无水和水相介质中都极易发生团聚现象,进而严重影响该颗粒的特性研究。为了更好地使用和研究二氧化硅微球颗粒,需要进行解团聚工艺研究。实验研究了不同尺度的颗粒的团聚特性和现象,提出了一种工艺,该工艺方法可以很好地实现大团聚的二氧化硅微球颗粒的解团聚。经过尼康显微镜观察,显示该工艺不仅很好地完成了二氧化硅微球的解团聚,而且提高了颗粒的分散性和稳定性。

智能交叉算子遗传算法的新机制

分析了传统遗传算法中的交叉算子的作用与局限,认为正是交叉算子被赋予两个互相矛盾的任务,而使传统遗传算法的运行机制变得复杂。对交叉算子的功能进行简化,提出智能交叉算子,形成新的、简单的遗传运行机制。该机制认为,进化是由环境与个体共同实现的。基于这种思想,利用MATLAB编写了一个智能交叉遗传算法工具箱,并对该工具箱进行数值试验。结果表明该算法具有非常精确的全局求优的特点,克服了早熟收敛,且收敛速度较快。

红外技术的理论实践与应用创新

在新的时代下，实践与创新是研究生培养的重点和关键。本文在以往红外技术理论研究的基础上，结合项目实践经验，提出在理论研究上突破传统模式，在讲述了基本理论基础后，通过对照实际项目，结合理论采用双向互动，研究讨论国内外文献，并在不断的循环过程中激发双方想象力和创造力，提出问题，分析问题，最后解决问题等一系列方法推动彼此的红外技术的理论实践和应用创新能力。

基于离子交换条波导的生物溶液浓度传感研究

提出并实施了一种实验推定离子交换单模条波导折射率分布的新方法,给出扩散系数可用常量等效的离子交换条件,导出了条波导离子交换制备过程的两维扩散方程的一般解,拟合推定了离子交换条波导的折射率分布.多波长测试的折射率色散通过引入玻璃色散关系解决,样品测试中表征导模吸收损耗的传播常量虚部由KK变换确定.在此基础上,试制了光纤-条波导-光纤一体化传感器结构,验证实测了多种不同浓度的葡萄糖溶液,最低检测限为0.1μM,实现了低浓度微量测试,验证了条波导传感机制的有效性.