基于光纤应力传感的斜倾厚层山体滑坡预警研究

以往采用仪表观测法预警对山体滑坡现象时,只针对常态山体预警,忽略斜倾厚层山体预警,且需人为处理观测数据导致观测周期长、实时性差。该文基于光纤应力传感的斜倾厚层山体滑坡预警,分析光纤应力传感器原理后,设计斜倾厚层山体滑坡预警系统。求解斜倾厚层山体中各点安全系数,将安全系数较低点作为光纤应力传感器设置点;采用基于光时域反射计的光纤应力传感器将光纤探测信号通过光纤耦合器发送至可调谐光纤滤波器,可调谐光纤滤波器改变光纤探测信号的光栅波长并发送至光电转换器;光电接收器在光纤探测信号的光栅波长与可调谐滤波器投射波长出现重合情况下获取最大光强信号,并将其转化为电信号发送至A/D转换器中采集信号;采集的数字信号发送至现场可编程门阵列中进行运算与处理,并将结果发送至PC显示端;预警模块根据数字信号处理结果在斜倾厚层山体滑坡前进行有效预警。

相位光时域反射仪中信号采样率的双频光倍增

在相位光时域反射仪中引入等时分双频光,提高扰动信号采样率,降低相邻相位的绝对差值,从而使得相位解缠绕正确实现,进而精确重构相位信号。然而,引入双频光使得初相位的不一致变得更加复杂,以致相位信号无法精确重构,即扰动信号的采样率难以真正得到提升。为此,在等时分双频光相位光时域反射仪中,基于模值最小值的乘积来快速确定参考位置并补偿脉冲序列方向初相位的不一致,对光纤长度方向初相位的不一致进行二次静态补偿。在实验中,当外界扰动为700 Hz的Burst信号时,使用单频探测脉冲光已无法进行正确解缠绕,而使用双重静态补偿方案的等时分双频光相位光时域反射仪却能够精确求解出Burst信号,且正弦部分的均方根误差仅为0.3872 rad,即在相位光时域反射仪中实现了信号采样率的双频光倍增和相位信号的精确重构。

高光效GaN基Micro-LED仿真模型研究

微型发光二极管(Micro-LED)显示芯片尺寸减小带来了侧壁效应,导致其正向光提取效率(LEE)降低,实现高光效Micro-LED的显示芯片结构仍有待深入研究。从仿真角度出发,基于有限差分时域法探索高光效GaN基Micro-LED的优化模型。首先,构建垂直侧壁GaN基Micro-LED初始叠层结构,定量分析侧壁效应对LEE的影响。然后,探索Micro-LED多量子阱有源层位置变化对出光效果的影响,分析不同侧壁倾角条件下的Micro-LED结构模型,讨论底部反射材料对LEE的影响,获得初步优化的GaN基Micro-LED模型参数。最后,通过设计顶部透射光栅进一步提升LEE,并探讨光栅周期、光栅高度和占空比对LEE的影响。结果表明,优化后的GaN基Micro-LED的整体LEE较初始结构提升了2.42倍。