光互连技术在信号处理中的某些应用

叙述了近年来在天津大学研究及开发光互连网络的情况。这些研究围绕着解决信号传输中的延迟和通信带宽,开展的研究工作有:完成包括64个处理器的光电混合处理器阵列系统;giga-bit/s机群系统光互连链路;在链路中采用时分复用技术(TDM),实现了“虚拟并行传输”;在链路中设计了硬件路由功能,并组成光环网;在网络系统中实现波长路由,并建立了波长路由双环网,采用该技术可以避免路由延迟;在光互连网络中应用了MEMs光开关,实现了星型一环形二级结构;用同步光传输技术实现了多通道数据传输卡。

飞秒脉冲制作啁啾光纤光栅的理论研究

提出了利用一束啁啾飞秒脉冲与另一束非啁啾飞秒脉冲相干制作啁啾光纤光栅的新方法 ,并分析了其反射特性 ,以及光栅结构与啁啾系数的关系 ,讨论了其作为展宽器的应用 。

基于光谱法的内窥光学相干层析扫描成像系统的研究

结合了内窥镜和光谱OCT(spectral domain optical coherence tomography,SDOCT)技术,介绍了SDOCT的成像原理和系统的一些参数.利用光谱仪对干涉仪产生的干涉信号进行光谱展开,得到光谱解析干涉图样,设计算法以获取样品的深度信息.搭建基于光谱干涉法的光纤化SDOCT内窥成像系统,利用电机驱动直角反射棱镜旋转,对样品扫描成断层图像.采用多层盖玻片作为样品进行旋转扫描成像实验,获得的样品图像同时显示了样品的表面和深度的信息,表明该方法可以旋转扫描成像.

基于FPGA的单探测器偏振OCT信号解调系统设计

为了探测组织的双折射性质,搭建了以FPGA作为处理芯片的单探测器偏振OCT系统。FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏功能模块构建数字正交解调电路,提取偏振OCT干涉信号,获取组织的反射率信息和双折射信息。获取的数据经USB2.0接口送入计算机显示。对玻片和生物组织进行信号解调实验,结果表明,系统能够对偏振OCT信号进行解调,而且能够持续稳定工作。

基于DSP的运动目标识别与跟踪系统的设计

为了实现对运动物体的智能反馈跟踪,设计了基于TMS320DM642 DSP芯片和Cam-shift算法的嵌入式运动目标识别与跟踪系统。在Cam-shift跟踪算法原理基础上,详细描述了系统视频信号处理的各个模块,并进行了系统的有效性和实时性验证。实验结果表明,系统可对简单背景下的单一运动目标进行连续跟踪,算法稳定、计算量小,满足实时性要求。

基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统

针对目前基于计算机的偏振OCT具有系统数据处理速度慢、不能实时显示等问题,设计了基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统.FPGA设计包含同步时序控制、正交解调和CORDIC运算三个模块.同步时序控制模块为系统的各器件提供同步控制信号,实现数据的实时处理和同步显示.正交解调和CORDIC运算模块对预处理后的干涉信号进行振幅解调和相位解调,获取反射率和双折射率数据,经USB接口送入计算机进行实时显示.对玻片、云母片和生物组织进行偏振OCT系统成像,对成像结果的分析验证了系统具有实时探测生物组织反射率和双折射率的能力.

基于USB同步传输的超声内窥镜图像采集接口设计

医学超声内窥镜成像系统所采集的图像数据需要经过数据传输接口传入计算机进行显示。为满足系统实时显示所需的高速性和稳定性,本文设计USB同步传输接口的方案。首先介绍USB同步传输接口的FPGA程序设计、固件程序、驱动程序和应用程序设计,然后通过超声成像实验验证USB同步传输接口的正确性。

用腔内半导体可饱和吸收镜钛宝石激光器中自锁模状态的实验研究

用可饱和吸收体镜 (SESAM )的掺钛蓝宝石激光器能够稳定运转在三种不同的锁模状态 ,即可饱和吸收体被动锁模、孤子锁模加被动锁模和KLM锁模 .分析了三种自锁模的机理和SESAM的作用 .对SESAM实现KLM锁模的自启动机制进行了实验观察和讨论 .从该激光器的KLM锁模状态 ,获得了小于 18飞秒的锁模脉冲序列 .

采用半导体可饱和吸收镜的自启动、自锁模掺钛蓝宝石激光器

采用一种新型的宽带可饱和吸收体镜 (SESAM) ,在国内首次实现了自锁模掺钛蓝宝石激光器的自启动运转 ,锁模脉冲宽度小于 18fs,并对其动力学过程进行了研究。

有机发光器件中缺陷态行为表现

对有机发光二极管 (OL ED)的 I- V特性曲线 ,用有内建电场 Ei 的修正 F- N模型 ,或陷阱电荷限制电流 (TCL)模型进行了模拟分析 ,均观察到缺陷态对器件特性的影响。对修正 F- N模型拟合 ,Ei 不是常数而是随电场变化的 ;对满足 TCL 模型的 OL ED器件 ,其 I- V特性呈现类似于无机半导体器件中的“迟滞回线”状 ,而且随测试次数的变化呈现可恢复的变化。这些均说明 OL ED中存在着缺陷态。

基于相关器的光学模式识别的存在性问题

对于光学相关模式识别的存在性问题,即这一方法的适用范围和局限性,结合神经网络的函数逼近理论进行了探讨。结论是:只有待识别的目标为线性可分时(这种情况通常很少),或者任务所涉及的待识别目标的样本数量较少,且该两类样本子集具有线性可分性时,4f系统光学相关器才可能无误地完成模式识别任务;联合变换相关器在识别原理上与4f系统是一样的,其适用范围相同。在确定光学相关模式识别的存在性问题的基础上,对过去40年来在这一领域中研究的若干重要问题,给出了明确的评价。 光学相关器 自动目标识别 人工神经网络

马丁内兹型啁啾脉冲放大系统高阶色散的混合补偿

采用光线追迹法对含有马丁内兹型展宽器的CPA系统的各阶色散进行了系统的理论研究 ,提出了引入适当负三阶色散量以补偿五阶色散的总体色散的混合补偿方法 .该方法能够获得比采用仅补偿二、三阶色散的逐阶色散补偿法更接近傅里叶变换极限的超短脉冲 .

飞秒激光放大系统中色散补偿的光线追迹精确算法

对用于计算CPA系统色散的光线追迹法数值算法中出现的误差进行了分析。提出了变步长算法,即在研究CPA系统中高阶色散的补偿问题时,通过选择合理的步长,以减小计算高阶色散的数据振荡,这样明显提高了系统总体色散补偿的计算精度,使计算结果的相对误差从11.8%减小到1.3%,从而使系统色散能够得到更好的补偿,使算法更加完善。通过解析求导结果的检验,证明最佳步长范围为4～8h。

利用腔内可控自相位调制效应压缩飞秒光脉冲

报道了在掺钛蓝宝石环形激光器中加入非线性折射率 n2 较大的 SF- 57玻璃形成腔内可控的 SPM效应 ,并引入适当的负 GVD,将脉冲宽度从 30 fs压缩至 16 fs,相应的脉冲压缩率为 4 7%。