光子带隙光纤背向散射次波建模及实验验证

光子带隙光纤有着独特的结构形式、传输介质和导光机制,这使其具有传统光纤无法比拟的优点,是未来光纤陀螺的理想选择。但光子带隙光纤粗糙的纤芯内壁导致其产生强烈的背向散射次波,会使光子带隙光纤陀螺产生额外的非互易误差。为了定量分析光子带隙光纤背向散射次波强度大小,论文基于电偶极子辐射理论建立了一种简单的光子带隙光纤背向散射次波理论模型。通过聚焦离子束微纳加工法和原子力显微镜测量得到了准确的纤芯内壁表面形貌功率谱密度,进而计算得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数理论值为2.61×10^(-9)/mm。通过光频域背向反射散射仪得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数测量值为~1.82×10^(-9)/mm,初步验证了背向散射次波模型的正确性,为背向散射次波抑制技术研究奠定了基础。

基于暂态过程优化的谐振式光纤陀螺背向散射噪声抑制方法研究

针对谐振式光纤陀螺受背向散射噪声影响严重的问题,在优化三角波调制解调参数的基础上,提出了一种基于暂态过程优化的噪声抑制方法。该方法通过部分采样和均值滤波,在不改变陀螺光、电硬件配置的前提下,优化了三角波调制时存在的暂态过程现象,提高背向散射噪声的抑制比,改善解调曲线工作区的线性度。搭建样机并进行实验后,结果表明,基于暂态过程优化的噪声抑制方法能将暂态过程的占空比由64.3%降低至12.1%,解调后背向散射噪声的抑制比达到46.8%,且解调曲线工作区线性度达99.6%。可见,基于暂态过程优化的方法能有效提高谐振式光纤陀螺背向散射噪声的抑制能力,并改善解调曲线工作区的线性度。

光学陀螺背向散射问题综述(特邀)

光学陀螺作为光电惯性导航系统的核心器件,在众多领域发挥着举足轻重的作用。随着科学技术的不断进步,传统的激光陀螺、轻质化的光纤陀螺以及集成化的微光陀螺齐头并进、蓬勃发展,但无论是哪一种陀螺样式,在性能优化的过程之中都不可避免地需要考虑背向散射的问题。背向散射是光学陀螺中的一种噪声源,其会带来陀螺的输出偏置或闭锁效应,从而影响其性能。为了更好地理解光学陀螺中的背向散射机制,首先从半经典理论下的自洽方程组出发讨论背向散射的基本原理,而后依照光学陀螺的发展脉络,分析各种光学陀螺的背向散射分析方法、测量手段以及抑制方法,最后对目前光学陀螺中有关背向散射亟待解决的问题进行总结并展望。

微课在“原地背向推铅球技术”教学中的应用研究

针对田径教学观念陈旧、教学模式单一、教法比较呆板等问题,该文将微课引入原地背向推铅球技术的教学中,同时结合湖南科技大学体育学院田径普修课教学大纲的要求和微课所需的教学资源,以田径普修中“原地背向推铅球技术”为开发案例,详细介绍其设计过程,以实现教学最优化,对提升田径专业教师信息化教学能力,培养高素质的体育教育人才具有现实意义,也为教学一线的体育教师开展微课教学提供借鉴和参考。

双锥对撞点火实验中的交叉束能量转移与背向受激布里渊散射

在直接驱动激光聚变研究中,激光辐照靶丸会激励起受激布里渊散射(SBS)和交叉束能量传递(CBET)等过程,降低激光与靶丸的能量耦合效率以及激光辐照均匀性,导致靶丸内爆品质下降.本文使用一套基于光纤收集信号的背向散射诊断系统,诊断了双锥对撞点火(DCI)实验中波长在351 nm附近的时间分辨背向散射光谱.通过对比不同激光辐照条件下散射光谱的特征,结合光谱强度与入射激光能量以及激光偏振态的相关性分析,确认背向散射信号中包含了分别来自CBET和背向SBS过程的散射成分,确认镜像激光束之间的偏振夹角对CBET的影响.实验结果表明,在当前DCI实验中,在351 nm附近的背向反射率不高于3%,显著低于球对称辐照直接驱动中心点火方案的实验结果.

利用激光背向散射成像的马铃薯品质智能分级

激光背向散射成像是激光与生物组织相互作用产生散射光的成像,在农产品的品质分类中有着广泛的应用。利用激光背向散射成像技术与深度学习,实现马铃薯在不同存储情况下的品质分类。对激光背向散射进行理论分析,搭建激光背向散射成像的数据采集系统,对马铃薯样品进行激光背向散射图像采集,得到新鲜马铃薯、冰箱存储与室温存储马铃薯的激光背向散射成像数据集。对数据集利用改进后的VGG16网络进行训练,并与DenseNet121网络、原始VGG16网络的训练结果进行对比。结果显示,改进后的VGG16网络对数据集的分类准确率为95.33%。由此表明,激光背向散射成像结合深度学习可以实现马铃薯品质的智能分级。

基于多晶材料超声背向散射信号时频域特征的识别方法

利用多晶材料微结构差异对超声波传播的影响特性,提出了一种计算超声回波信号特征量的算法,根据拉依达准则设定了识别阈值并编译了识别程序。采用所提方法对金属材料和陶瓷材料样品进行超声检测试验。试验结果表明,该方法可对材料和尺寸完全一致的样品实现准确识别。

叶型孔背向照明图像的拼接方法研究

针对叶型孔四坐标视觉测量系统中成像视场的局限性问题,提出基于模板匹配法的背向照明图像拼接方法,用于将采集到的多幅叶型孔局部图像拼接成全景图像。建立图像拼接算法的数学模型并进行模型简化,采用模板匹配法计算模型中平移量参数。在应用过程中,先按照规划图像采集策略由成像装置采集被测叶型孔的多幅局部背向照明图像,而后选取模板并通过模板与待拼接图像之间的对比与遍历确定最佳匹配位置,从而获取拼接矩阵。为了验证所提出的图像拼接方法,应用该测量系统对静子组件外环上分布的目标叶型孔特征进行视觉测量,获得其全景图像和相应的型面轮廓参数测量结果,从而验证了叶型孔背向照明图像拼接方法的可行性和有效性。

全孔径背向散射诊断光学系统

基于新的激光聚变驱动装置的需要,设计了全孔径背向散射诊断光学系统并介绍了光学设计中涉及的若干关键技术。采用低反射率的楔形反射镜衰减背向散射光能量,降低后继元件对光学薄膜损伤阈值的要求。通过缩束镜缩小光束口径,减小光学元件尺寸;同时采取折叠光路结构来缩小系统体积。对空间滤波器和光学滤片进行组合,屏蔽了打靶倍频光干扰及不同散射类型的相互串扰。采用光学白板对色散严重的背向散射光进行漫反射匀化,使光谱测量系统获得完整的光谱信息。最后,选取抛物面为空间分布成像目标面,通过分析空间分布成像光束的结构设计了成像镜头。设计的诊断光学系统具有散射时间测量、光谱测量、空间分布成像、能量测量等功能,光学测量模块尺寸为1.9m×0.9m×1.5m。该全孔径背向散射诊断光学系统在新的激光聚变驱动装置中具有潜在的应用价值。

超声背向散射积分评价颈动脉粥样硬化斑块的危险性

目的本研究通过测定颈动脉不同回声类型粥样硬化斑块背向散射积分(IBS)的变化特点,初步探讨其在评价颈动脉粥样硬化斑块危险性方面的价值。方法对30例急性脑梗死及30例无脑血管疾病患者的颈动脉硬化斑块进行IBS参数测定,对不同回声类型硬化斑块的IBS三项参数(PPI:最大值与最小值之差,AII:平均值,SDI:离散度)进行对比分析,采用TGC均值对AII进行标准化。结果(1)在均质性斑块中,弱、低及强回声斑块的标化AII呈递增趋势,分别为:(29.4±4.8)dB、(38.7±5.6)dB、(50.7±6.8)dB;非均质性斑块的标化AII变化较大,其PPI及SDI明显高于均质性斑块(P<0.001);(2)脑梗死组非均质性斑块及均质性弱回声斑块的检出率明显高于对照组(P<0.001),而均质性强回声斑块的检出率低于对照组。结论IBS参数为了解颈动脉硬化斑块的组织学特征提供了客观的定量依据,为预测颈动脉硬化斑块的危险性提供重要信息。

血清脂联素对高血压患者心肌背向散射积分和左室心肌质量的影响

目的探讨血清脂联素(APN)对高血压患者心肌背向散射积分和左室心肌质量的影响。方法高血压患者88例为高血压组,健康体检者80例为对照组,取空腹肘静脉血测定葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),采用放射免疫法取血浆测定APN水平及超敏C反应蛋白(hs-CRP),HP Sonos 5500型超声诊断仪测定背向散射积分(IBS)周期变化幅度(CVIB),并计算平均CVIB(ACVIB)。利用脉冲多普勒超声心动图,测定左室功能相关指标。结果与对照组比较,高血压组APN水平明显降低,hs-CRP水平明显升高(均P<0.01);与对照组比较,高血压组二尖瓣口峰值流速(E/A)、舒张早晚期运动速度(Ea)、舒张晚期运动速度(Ea/Aa)、舒张早期左室内血流传播速度(Vp)、ACVIB值显著降低,E峰下降时间(DT)、等容舒张时间(IVRT)显著增大(P<0.05);高血压患者E/A、DT、IVRT、Ea、Ea/Aa、Vp与左室心肌ACVIB的变化呈高度相关性(P<0.05)。结论 APN可作为评价高血压患者的重要检测指标;ACVIB的降低与心肌功能的减退密切相关,观察左室心肌ACVIB的变化,可用于评估高血压患者的左室功能。

光纤分子背向散射的温度效应与分布光纤温度传感网络

本文讨论了光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射精细结构谱和光纤分子喇曼（Raman）背向散射光谱及其温度效应。作者从实验中发现1550nm光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射的温度效应强于905nm；光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射强度与温度近似成正比关系；作者讨论了光纤分子背向Raman散射温度效应在分布式光纤温度传感网络上的应用。

正常成人脾脏超声背向散射积分测定

目的测定正常成人脾脏背向散射积分(IBS)值,为进一步研究脾脏不同性质病变IBS的变化打下基础。方法对47例正常人脾脏进行IBS联机分析测定,将受检者按不同年龄段分组。结果<40岁组脾脏IBS为(23.7±4.2)dB,≥40岁组为(26.6±4.0)dB,差异有显著性(P<0.01)。结论正常成人脾脏IBS值随年龄增长而增加。

超声背向散射积分评价兔慢性肾功能衰竭心肌损害的实验研究

超声背向散射积分技术（integrated backscatter,IBS）是新近发展较快的一项超声组织定征技术,该技术能够对心肌的结构和功能特性提供量化信息^[1],为无创性检测心肌病变提供了一种有效手段.目前,该技术评价尿毒症心肌病变已有相关报道,但评价慢性肾功能衰竭（chronic renal failure,CRF）进展中心肌病变的研究鲜有报道.本研究以病理为对照,观察CRF发生发展过程中心肌背向散射积分参数的变化,为应用IBS技术正确评价及早期发现CRF心肌损害提供实验依据.

光时域背向拉曼散射分布式光纤传感器与光频域背向拉曼散射分布式光纤传感器对比研究

分析了ROFDR分布式光纤温度传感器和ROTDR分布式光纤温度传感器的理论模型、算法和各自的特点 ,指出ROFDR分布式光纤温度传感器可以降低噪声、获得高的信噪比、测试时间短 ,和ROTDR分布式光纤温度传感器相比有明显的优势。最后对比了ROFDR分布式光纤温度传感器的仿真结果和别人获得的ROTDR分布式光纤温度传感器的实测结果 ,显示出ROFDR分布式光纤温度传感器非常低的温度误差和非常高的空间分辨率 。

背向行走训练对老年人静态平衡能力及步态的影响

目的：研究老年人背向行走训练对其平衡能力及步态控制能力的影响。方法：30名健康老年女性分为实验组（18人）和对照组（12人）,实验组受试者进行为期12周、每周3次、每次40分钟、训练强度控制在心率110-120次/分之间的背向行走训练。运用红外自动示踪运动分析系统（Motion Analysis）、测力台（KistlerForce Plate）、DJ2L-Ⅱ型电子单脚站立测试仪对受试者实验前后静态平衡能力、正常行走的步态特征进行了测量。结果：（1）实验组训练后左、右侧单脚站立时间较训练前显著延长（P〈0.05）,较之对照组也明显延长;静态闭目站立时前后方向上的身体压力中心波动,实验组较之训练前和对照组均显著减小（P〈0.05）。（2）步态运动学测试：实验组训练后躯干最大扭转幅度明显增大（P〈0.05）、躯干左右晃动幅度明显减小（P〈0.05）;各项指标组间比较均未表现出统计学差异。实验组正常行走时摆动腿抬膝高度、脚前部离地高度均显著提高（P〈0.05）;组间比较,实验组左侧抬膝高度较对照组显著增加（P〈0.05）。（3）步态动力学测试：实验组训练后正常行走缓冲时相的最大地面约束力明显降低、蹬伸时相的最大地面约束力显著增加（P〈0.05）,最大制动力与推进力较实验前也显著增加（P〈0.05）。对照组的两次测试无明显变化,组间比较各项动力学指标未表现出统计学差异。结论：背向行走训练能够提高老年人的静态平衡与运动控制能力,提高老年人行走中的下肢蹬伸力量及缓冲控制能力,改善双侧步长的均衡性。

老年人健身背向走的足底压力与步态特征

目的:研究健身背向走时的动态足底压力分布,对老年人健身锻炼提出建议。方法:采用Footscan高频足底压力测试系统检测48名老年人自然正向走及背向走时的动态足底压力分布,对比分析背向走步态特征。结果:背向走时足底压力-时间曲线呈单峰型。背向走时第2跖骨、第1跖骨、第2—5趾骨处的冲量小于正向走,足跟、第4跖骨、第5跖骨、足弓处的冲量大于正向走,差异具有显著性意义;背向走时第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨处的最大压强小于正向走,足跟与第1跖骨处的最大压强大于正向走,差异具有显著性意义;背向走时足底压力中心较正常步行变化范围大。结论:背向走较正向走可以使足底各部位压力分布均匀,并能锻炼平衡控制能力及肌肉调节能力。

不同相位调制波形对背向散射噪声的抑制

谐振式光纤陀螺系统中,背向散射噪声成为制约其系统精度的重要因素之一.对陀螺双路系统其中一路光波信号进行研究,利用相位调制频谱展开及光场叠加的方法,对光纤环形谐振腔输出光场进行理论分析.理论上载波分量的出现会在系统中引入背向散射噪声,因此仿真分析引入载波分量的幅度,得到采用三角波调制比正弦波更有利于抑制载波分量.以抑制载波分量为目标,搭建自外差载波抑制测试平台,对相位调制器施加三角波与正弦波两种波形调制,得到采用三角波调制时载波抑制比最高可达64.3dB,比正弦波调制时高出6dB,与理论分析相符;在陀螺系统应用中,采用三角波调制时陀螺输出信号载波抑制程度更大,波动更小,更加稳定.

背向行走足底压力分布特征对平衡能力的影响

目的研究背向行走过程中足底压力的变化,从而探究其对人体步态平衡能力的影响。方法使用足底压力测量系统(Pedar-X压力鞋垫)采集10名受试者在正向和背向两种行走模式下的足底压力数据。试验在跑步机上进行,以正向行走作为对照试验组。依据试验条件及预试验时受试者的直观感受,选取4个速度(2.0、2.5、3.0、3.5 km/h)分别进行两种行走模式下的试验,分析不同速度下足底压力中心轨迹、足底压力、足-地接触时间等参数的变化情况。结果不同速度的两种行走模式下,人在行走过程中的足底压力有所不同。背向行走过程中,足底压力中心从足前部向足跟过渡,从内侧向外侧过渡。相比正向行走,背向行走时的足底压力显著减小,行走过程中的足-地接触时间有所增加。结论研究背向行走的压力分布有助于更全面地理解人的动态平衡机制,并为行走稳定性的相关研究提供新视角。