Simulation study of longitudinal injection scheme for HALS with a higher harmonic cavity system

Longitudinal injection is a promising on-axis injection scheme for diffraction-limited storage rings. In the latest version of the Hefei advanced light source (HALS), both the dynamic aperture and momentum aperture have been optimized. A longitudinal injection scheme was investigated on the HALS using a doublefrequency radio frequency system. To evaluate the injection performance, various errors were considered. A series of tracking simulations were conducted, and the injection efficiency was obtained under different error levels.

光功率与通信质量优化的室内可见光LED布局研究

针对室内可见光灯源布局功率分布不平坦及通信质量差的问题,提出了一种对称米字型灯源布局方案。该方案通过构建与接收功率相关的目标函数,并融合Logistic混沌、反向策略、非线性函数以及自适应机制,在考虑一次反射的条件下,采用基于混沌逆初始化自适应权重哈里斯鹰优化算法(简称LRNA-HHO算法),实现了发光二极管(LED)位置及功率参数的最优设计。仿真结果表明:在5 m×5 m×3 m房间区域内,采用LRNA-HHO算法设计的灯源布局在功率分布上更均匀,接收功率方差为0.018 dBm,光照度均匀度达到0.925;信噪比范围为23.62~23.91 dB,通信质量得到明显改善。

基于扩展宽带光双光栅干涉的屈光度测量研究

提出了一种屈光度的扩展宽带光双光栅干涉测量方法。基于Talbot效应与Moire效应理论,推导出单、复色扩展光源下干涉场强度分布公式,从而表明当光源到第一面光栅与第二面光栅到观察屏距离相等时,干涉场光强分布与光源波长无关。仿真分析了扩展光源下双光栅系统参数对莫尔条纹对比度的影响,结果表明:当系统中光源宽度选定为4 mm、光栅周期选定为0.2 mm、两光栅之间的夹角选定为1.9°、两光栅之间的空间距离选定为6.5 mm时,可以获得较好的干涉条纹对比度。构建了屈光度测量系统,对屈光度为-1 m^(-1)、-3 m^(-1)、1 m^(-1)、3 m^(-1)的镜片进行实验测量,重复测量10次,测量结果的峰谷值偏差为0.0064 m^(-1),是测量结果平均值的0.28%。实验结果表明:扩展宽带光双光栅干涉方法能实现镜片屈光度的高精度低成本测量。

基于改进遗传算法的源网荷储协同控制方法

针对现有大多数方法难以兼顾系统经济性与新能源消纳的问题,提出一种基于改进遗传算法的源网荷储协同控制方法。该方法综合考虑源网荷储系统的特性,构建了以运行成本和弃风弃光量最小化为目标的模型。通过采用混沌优化算法来对遗传算法进行改进,进而设计一种基于双层嵌套结构及改进遗传算法相结合的高效方法用于目标函数的求解,以得到最佳的系统控制模式。基于IEEE33节点系统对所提方法进行实验论证的结果表明,优化后系统的弃风弃光量和运行成本仅为0.872 MW及2.330万元,说明了该方法可有效减少系统的运行成本,并提高新能源的消纳。

双光源火灾探测器在高原动集动车组的应用

高原动集动车组拖车火灾报警系统在研制过程中,为降低火灾误报率、提高系统的稳定性及可靠性,在既有CR200J(鼓形)动车组方案的基础上做了很多方案改进和技术创新。首先,使用了双光源火灾探测器替代之前的单光源火灾探测器,利用不同粒径悬浮颗粒对不同波长的红外光和蓝光光束产生漫射信号强度的差异,可从探测原理上对干扰物质及火灾烟雾颗粒粒径进行区分,降低火灾误报率;其次,探测器与控制器之间的信息交换,采用CAN总线令牌环的通信架构,代替之前的开关量工作方式,能够实时获取相关环境参数;最后,双光源火灾探测器具有一定的环境自适应特性,能够对缓慢变化的灰尘积累进行漂移补偿,减少误报。本文主要对双光源火灾探测器的原理及火灾报警系统的设计方案进行了分析说明。

一种基于脉冲红外光源和折叠光路的微小型红外光谱仪

设计了一种不同于传统光栅扫描型光谱仪的新型微小型红外光谱仪。该光谱仪采用灵敏度高且体积小巧的非致冷红外探测器LiTaO3，在光路上直接采用MEMS脉冲红外光源，从而去掉了传统机械斩波器，并通过折叠光路进一步减小光谱仪体积。初步结果显示，所设计的微小型红外光谱仪的方法是可行的，工作波段2000-5000m，光谱带宽45nm，可用来分析塑料薄膜、生物液体以及环境大气在内的样品。

改善水下影象衬度方法的研究

光在海水介质中传播时，由于各种因素比起在空气中传播复杂得多，因而影象光信号受到众多因素的干扰，从理论和实验两个方面分析研究表明，采用对称性照明系统是提高影象衬度的一种有效方法，我们作了对称性双光源的实验，与单光源比较影象衬度提高两倍多。

应用于三轴光纤陀螺中的双程后向ASE光源

根据三轴光纤陀螺的高精度需求,采用大功率高稳定性的高精度双程后向方案掺铒光纤光源。通过对ASE光源的理论分析建立数学模型,并根据所用掺铒光纤及泵浦光源的参数对光源进行谱型分析,确定光路方案。再以掺铒光纤和泵浦激光器的温度特性和补偿为研究重点,对掺铒光纤的长度和掺杂浓度以及泵浦功率和铒纤的匹配性进行试验,最终采用铒纤长度19 m,泵浦波长974.6 nm,泵浦功率140 m A,得到光源光功率为20 m W,平均波长变化量小于0.5′10^(-6)/℃,满足光纤陀螺对ASE光源的要求。

掺铒光纤ASE宽带光源的实验研究

掺铒光纤ASE源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注。实验研究了掺铒光纤ASE宽带光源单、双程结构后向ASE输出光谱特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向ASE输出平坦区间宽度和平坦度的影响。通过对两种结构下后向ASE输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是1570～1620 nm波长范围,功率显著提升,从而使得ASE光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高。所得实验结果将为掺铒光纤ASE宽带光源的研制提供依据。

基于四方对称光源透射光谱的脐橙可溶性固形物检测

提高利用可见-近红外(Vis-NIR)透射光谱检测脐橙内部物质含量的准确性在生产实际中具有重要意义。该研究利用特制的可见-近红外透射光谱测量装置采集了199个福本脐橙果蒂向上、水平、向下3种位置的透射光谱,比较了多元散射校正(multivariate scattering correction,MSC)、标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)、一阶导数和二阶导数预处理的效果,并采用效果最好的一阶导数对透射光谱进行预处理。在此基础上,结合后向区间偏最小二乘法(backward interval partial least squares,BiPLS)优选特征波段,竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive re-weightedsampling,CARS)挑选特征变量建立了基于果蒂向上、水平、向下3种位置各自的透射光谱以及3种位置的平均光谱和加权光谱的可溶性固形物(soluble solid content,SSC)的偏最小二乘(partial least squares,PLS)模型。在果蒂向上、水平、向下3种位置各自的透射光谱建立的PLS模型中,基于果蒂水平位置透射光谱的PLS模型最优,校正相关系数为0.914,校正均方根误差为0.380,预测相关系数为0.924,预测均方根误差为0.404。基于果蒂向上、水平、向下3种位置平均透射光谱和加权透射光谱建立的PLS模型均取得了较好的预测结果,预测相关系数均大于0.91,预测均方根误差均小于0.43。该研究可以为脐橙内部物质含量在线检测装备的研制提供参考。

光源线度对双缝干涉光强分布的影响

利用菲涅耳原理讨论了光源线度对双缝干涉光强分布的影响 。

中压直流综合电力系统发电机并联控制策略

针对中压直流综合电力系统多相整流发电机采用传统直流侧电压—功率下垂励磁控制策略,在轻载工况存在功率分配不均的问题,建立了多相整流发电机等效数学模型,理论分析了功率分配不均问题的产生机理,研究了一种按发电机负载率选择电压反馈输入源的改进控制策略,并构建了并联整流发电机短路测试平台,开展了并联机组直流侧短路电流的理论推导、仿真计算与试验测试。对比结果表明,通过轻载时引入交流侧输入电压作为励磁控制器的电压反馈源,可实现并联发电机组轻载正常建压,短路电流峰值按比例分配,验证了所采用策略的有效性。

弹载脉冲光源有效光强空间分布测量装置研究

研究了脉冲光源有效光强空间分布的Blondel-Rey法,采用复合梯形数值积分实现了瞬时光强的测量,并对高色温光源测量时的光谱失配校正进行了分析。构建了基于双反射镜同步测量原理的脉冲光源有效光强空间分布测量装置,详细分析了全空间分布式旋转平台、脉冲光强探测系统、光谱失配校正用高分辨率光谱仪等重点组成部件。采用高色温调制光源对测量装置进行了校准。最后,对该装置的测量不确定度进行了分析,其扩展不确定度可以达到3.0%。

基于对称双光路检测法的MOCT电流互感器模型研究

基于对称双光路检测法,采用琼斯矩阵,提出了磁光式电流互感器(MOCT)的整体模型。该模型表明,MOCT的输出电压是两个分量的乘积,一个分量是线性分量,它正比于一次电流瞬时值,另一个分量是非线性分量,该分量与磁线振双折射和法拉第(Faraday)旋转角的共同作用相关。在没有磁线振双折射效应的理想MOCT系统中,当一次电流瞬时值较小时,MOCT的输出电压与一次电流瞬时值成正比。仿真结果证明了结论的正确性。

菲涅耳双棱镜放置方式对实验结果的影响

用菲涅耳双棱镜测光波波长实验是大学物理实验中的基础实验,它是用分波面法获得相干光的典型实验.在实验装置中,双棱镜的放置方式有2种,即棱镜棱脊面向单缝还是背向单缝.本文通过详细的理论推导,得出双棱镜的放置方式对实验结果没有影响的结论,而且这个结论已得到了实验的证实.

高电压环境下的温度测量及补偿方法研究

针对高电压、强磁场环境中的温度测量,提出了基于光纤温度传感器的温度测量方案,设计了新型的光纤温度传感器,通过双波长光源和补偿回路的设计,提高了测量精度和稳定性。理论证明和多次试验验证表明,该方案能够实现精度较高的温度测量,并且具有绝缘性好、抗电磁干扰能力强、成本低、体积小、便于安装等优点。

利用对称光源的快速部分相干成像算法

结合曝光光源对称和矩阵计算的特点,本文提出了一种快速的部分相干成像算法。根据部分相干光源对称的特点,将光源离散为以光源中心为原点的不同半径的圆,沿一条直线在每一个圆上采样,从而将传统正交离散二维采样简化为一维沿半径采样,减少了部分相干光源的采样数;同时,利用矩阵的点乘来加快计算速度。仿真计算结果表明,在曝光光源采样数相同时,采用沿半径采样方法的算法精度更高,在要求计算精度相同时,圆半径采样方法的采样数为传统正交采样方法(N×N)的1/N,大大提高了算法的计算效率。

双N源合成N-TiO_2可见光催化剂及其性能研究

以氨水和草酸铵为双N源,用原位沉淀技术制备了高活性N修饰TiO2可见光催化剂.通过N2吸脱附等温线、XRD、UV-Vis、XPS和IR波谱等技术对催化剂结构和光谱性质进行了系统表征.同时以亚甲基蓝水溶液的可见光降解为模型反应对催化剂的活性进行了评价.结果表明:由双N源合成的N-TiO2催化剂,氨水和草酸铵的协同作用有利于N进入TiO2晶格,其活性要高于单N源及后修饰的N-TiO2催化剂.

高功率掺镱光纤超荧光源的研究进展

高功率掺镱光纤超荧光源是一种兼具荧光及激光特性的高亮度光纤光源,近年来发展十分迅速.其输出波长和光谱线宽可以在1μm波段灵活调制,连续输出的平均功率和脉冲输出的峰值功率均可达到kW量级,光束质量不逊于常规高功率激光器,在激光材料加工、高功率光谱合束等领域有着巨大的应用潜力.主要综述了高功率掺镱光纤超荧光源的发展历史、最新研究进展,最后介绍了本课题组在高功率掺镱光纤超荧光源所做的研究工作.

基于PPG的脉搏波信号采集及其噪声处理

设计了一种运用光电容脉搏波描记法(PPG)采集脉搏波信号的装置,完成了脉搏波信号采集、处理。以双光源二极管作为传感采集端,光频转换器作为光源接收数据端,采集脉搏波信号;单片机STM32L151CBT6完成对双光源二极管闪烁频率的控制以及采集到的原始信号的去噪算法实现;提出了使用形态学滤波器结合RC数字滤波器的方法来去除信号中的基线噪声。经验证,能够得到较好的特征波,提高了信噪比,装置数据可通过蓝牙模组传输到终端显示。