使CO_2浓度测量误差减小的星载激光雷达波长优化

研究了星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达系统工作波长与大气CO2分子柱线浓度测量误差之间的关系,并优化波长以降低测量误差。首先介绍CO2分子柱线浓度测量原理,理论分析并模拟仿真了系统随机误差、温度不确定性误差、频率不稳定性误差和水蒸汽干扰误差随激光雷达工作波长变化关系,优化工作波长使浓度测量总误差达到最小值。最终选定激光雷达on-line波长为6361.2250cm-1,off-line波长为6 360.99 cm-1,并仿真计算得到温度不确定性为1 K、频率不稳定度为0.6 MHz时,共导致的CO2柱线浓度测量误差为0.587×10-6,达到CO2浓度测量精度1×10-6的要求,为星载IPDA激光雷达系统实现高精度CO2柱线浓度探测优化系统参数提供了参考。

基于强化学习的光传送网路由波长优化

针对光传送网中动态业务的路由和波长问题,提出一种基于强化学习的深度路由波长分配算法DeepRWA。算法基于软件定义网络架构,通过强化学习灵活地调整控制光传送网,实现光网络路由波长分配策略优化。针对路由选择问题,结合链路上的波长使用情况,使用A3C算法选择合适的路由,使得阻塞率最小;针对波长分配问题,使用首次命中算法选择波长。考虑阻塞率、资源利用率、策略熵、价值损失、运行时间及收敛速度等多个指标,利用14节点NSFNET网络拓扑仿真实验。结果表明:当信道中包含18个波长时,与传统KSP-FF算法相比,所提出的路由波长分配算法的阻塞率降低了0.06,资源利用率提高了0.02,但运行时间有增加;在波长数超过45以后,与传统KSP-FF算法相比,所提算法保持阻塞率和资源利用率的同时,运行时间开始降低;当信道中包含波长数为58时,与传统KSP-FF算法相比,所提算法运行时间减少了0.07 ms。由此可见,提出的算法使路由选择和波长分配得到了优化。

基于光学窄带滤光片影响因素的波长优化

光学薄膜干涉技术作为光学技术之一,在很多产品中都有着非常广泛的应用,尤其是基于薄膜干涉技术的光学窄带滤光片以其优良的光学特性在光通信系统中也有着举足轻重的作用。根据实际对光学窄带滤光片的角度以及温湿度特性进行分析和研究,扩大实际使用范围,并有效的增大产出,降低系统成本。

光纤法布里-珀罗腔传感器双波长解调法及波长优化设计

提出了光纤法布里珀罗(F-P)腔传感器的双通道双波长解调方法,并在此基础上建立了传感器的实验解调系统。理论分析与实验研究了双波长法解调光纤法布里珀罗腔传感器的基本原理,证明了双波长双通道解调法可以补偿传感器光网中和波长无关的变动引起的误差。根据已知的法布里珀罗腔传感器初始腔长和腔两端面反射率,从腔长变化的动态范围、线性、灵敏度等方面考虑,对工作波长以及线宽进行了优化设计。对双波长双通道解调系统进行了实验和数据分析,经最小二乘法拟合后的线性拟合度达到98.35%。实验结果表明:该方法可满足解调光纤法布里珀罗腔传感器在灵敏度、响应速度以及稳定度上的要求。

波长优选对土壤有机质含量可见光/近红外光谱模型的优化（英文）

可见光/近红外光谱模型是土壤属性预测的有效工具。波长优选在光谱建模过程中起着重要作用。文中首先利用从安徽省涡阳县采集的130个砂姜黑土土壤样本获得可见光/近红外光谱,然后利用平滑与多重散射校正联合的光谱预处理方式消除光谱中的无关变量和冗余信息以提高模型预测结果的相关性,再利用SPXY方法挑选建模集样本,分别利用连续投影算法和遗传算法进行波长优选,最后利用留一法进行交互验证建立有机质含量的主成分回归模型。研究结果显示:连续投影算法和遗传算法都可以有效地减少参与建模的波长数并提高模型的准确度,尤其是遗传算法能够更好地提高土壤有机质含量预测精度,其相关系数、预测均方根误差和相对分析误差分别达到0.931 6,0.214 2和2.319 5。通过合适的特征波长选取,不仅计算量可以大大减少,预测精度也会有效提高。

白光干涉仪中多波长值的优化选择

本文分析了白光干涉仪中多波长值的选择对条纹可见度尤其是对零级条纹附近可见度的影响，给出了使用相干长度都较短的两个和三个波长组成的光源情况下波长值优化选择的原则及其数值模拟的例子．本文的结果可用于白光干涉仪的优化设计．

分布式光网络中的波长和端口数目优化分析(英文)

研究了分布式Mesh光网络中动态业务疏导问题中的波长和端口优化问题 ,通过对分布式Mesh光网络中不同业务和网络拓扑情况下的网络结点波长和端口使用数目的仿真分析 ,得出网络中的合理波长和端口数目配置 。

基于多载波调制技术的混合光网络波长分配优化机制

为减少混合光网络波长转换器用量、波长与链路资源占用量,优化混合光网络的信息传输效果,提出一种基于多载波调制技术的混合光网络波长分配优化机制。使用离散多音调制技术,将混合光网络信道带宽细分成多个子信道;针对细分的多个子信道,利用基于改进遗传算法设计混合光网络多信道波长分配优化机制,使混合光网络在波长转换器最少的情况下,光网络承载的路由请求连接数最多的目标函数,并通过改进遗传算法获取多信道波长分配优化的最优解,实现混合光网络波长的分配优化。测试结果显示:设计机制可有效减少混合光网络波长转换器用量、波长与链路资源占用量,以期为提升混合光网络波长分配效果提供一定帮助。

NIR光谱结合稳定等效MW-PLS方法用于高脂血症指标分析

基于稳定性、等效性对移动窗口偏最小二乘(MW-PLS)方法进行改进,应用于高脂血症指标总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)无试剂近红外光谱分析的波长优化。提出兼顾随机性、稳定性的定标、预测、检验框架。从全体人血清样品(阴性145、阳性158,共303)中,随机选取103个为检验集(阴性44、阳性59),余下为建模集(阴性101、阳性99,共200),再将建模集随机划分为定标集(阴性51、阳性49,共100)、预测集(阴性50、阳性50,共100)共50次;基于所有划分的平均预测效果优选模型参数,使得模型具有稳定性;采用样品优选的模型进行检验。TC,TG最优MW-PLS波段分别为1 556~1 852,1 542~1 866nm;为了解决由于材料性能、成本的因素对仪器分光系统设计的制约,提出等效模型集,并得到TC和TG等效模型集的唯一公共波段1 542~1 852nm。检验结果表明:采用最优MW-PLS波段,检验样品的TC和TG预测均方根误差(V_SEP)分别为0.177和0.100mmol L-1、相关系数(V_RP)分别为0.988和0.996,高脂血症的灵敏度、特异性分别为95.0%和90.5%;基于公共等效波段,TC和TG的V_SEP值分别为0.177和0.101mmol·L-1、V_RP值分别为0.988和0.996,灵敏度、特异性分别为92.7%和90.3%。结论:近红外光谱结合稳定等效MW-PLS方法提供了一种有潜力的大人群血脂检测工具。

城域波分复用传输系统

随着城域传输网的演变和对带宽的需求 ,密集波分复用技术将由长途骨干网进入城域传输网。本文对城域DWDM系统的组成、波长的采用、OADM结构、波长转换器特性、光放大器的采用、波长优化。

光组播路由代价与波长使用量的联合优化方法

为解决光组播路由中组播中路由代价和波长资源消耗单一化造成的组播路树路由的代价过高问题,在分光节点约束条件下,提出了光组播路由代价与波长使用量联合优化的长路优先(LPF)方法和短路优先(SPF)方法。算法通过检查最小光组播树是否存在节点分光约束的问题,根据设置的波长使用代价控制因子,使LPF或SPF的路由代价和波长使用量最小。LPF方法首先选择组播树最长路径或新波长通道重路由受分光约束的目的节点,SPF方法先选择组播树中最短路径或新波长通道重路由受分光约束的目的节点,仿真结果表明,本文提出的两种联合优化方法都能实现路由代价较低和波长需求较少的目的。

水下连续光成像系统照明光源的最优化波长选择

水下连续光成像系统在海洋探测领域具有广泛的应用,但其成像距离受到水体衰减作用的限制,通常使用衰减系数较小的蓝绿光作为水下成像系统的照明光源。以一种已知粒径分布的水体为算例计算了水体对于蓝绿光波段不同波长光的吸收和散射系数,分析了水下连续光成像系统的后向散射光噪声对于其成像质量的影响,研究了目标反射光信号和水体后向散射光噪声与光波长之间的关系,提出使用光束扩展系数来间接评价水下连续光成像系统的成像质量。仿真结果表明:不同波长的光在水体中所形成的后向散射光噪声不同,对于已知粒径分布的水体而言,存在着使光束扩展系数为最小值的光波长,可以将其视为水下连续光成像系统照明光源的最优化波长。

高功率光纤激光器反常模式不稳定效应实验研究

模式不稳定是限制当前高功率光纤激光器功率提升的主要因素。在近单模光纤激光器中,一般采用减小光纤弯曲直径的方法增加高阶模损耗、提升模式不稳定阈值;然而,少模光纤激光器中存在多个高阶模式,会导致动态模式不稳定(TMI)阈值随着弯曲直径减小而降低的反常模式不稳定现象。基于纤芯/包层直径为30/600μm的双包层掺镱光纤以及具有不同直径的光纤水冷柱,设计了一台后向泵浦的高功率光纤放大器,研究了该激光器中的反常模式不稳定现象。结果表明:当采用中心波长为976 nm的稳波长激光二极管(LD)作为泵浦源时,随着增益光纤弯曲直径由13 cm增加至16 cm,激光器的TMI阈值由1650 W提升至3740 W,提升幅度约为1.27倍,输出激光的相对亮度提升了87%。光纤弯曲直径的增加虽然会带来输出激光光束质量的轻微退化,但输出激光的相对亮度能够大幅提升。最终,结合光纤弯曲以及泵浦波长优化,实现了7.1 kW高亮度光纤激光输出,相对亮度为1293。