太赫兹波段纳米颗粒表面增强拉曼散射的研究

研究了太赫兹波段纳米颗粒的表面增强拉曼散射,证明在太赫兹波段同样存在拉曼增强现象。通过研究表面增强拉曼散射的电磁增强原理,提出利用时域有限差分法仿真模拟纳米颗粒在太赫兹波照射下的表面增强拉曼散射,分析了太赫兹波的增强效果。仿真实验表明,时域有限差分法可以有效精确仿真太赫兹波段纳米颗粒的散射效果,结果使表面增强拉曼散射从可见光和红外波段扩展到太赫兹波段,为太赫兹波与表面增强拉曼散射的结合应用提供了依据。

通信波段液晶电光特性的实验研究

利用偏光干涉理论,通过对BL-009型向列相液晶透射比的测试,分析了液晶透射比随电场的变化情况,对液晶的电控双折射效应进行了研究。在20℃下,利用岛津UV-3101PC分光光度计,通过改变加在液晶盒两端的电压,测出了入射光波长为1 330 nm和1 550 nm时液晶双折射率随电压变化的关系曲线。实验结果表明:当液晶盒两端加1 V电压时,入射光波长从1 310 nm到1 350 nm有一较稳定的高透射带;加2 V电压时,从1 520 nm到1 580 nm有一比较稳定的高透射带。

基于氮化钛薄膜表面等离子体共振特性的双芯光子晶体光纤温度传感器（英文）

提出一种基于表面等离子体共振的双芯光子晶体光纤温度传感器,其中双芯光子晶体光纤为折射率导光型,其中心圆孔表面镀氮化钛薄膜,内部填充具有较大热敏系数的乙醇和氯仿的混合液体,其纤芯模与表面等离子体激元耦合的共振波长偏移可反映液体混合物的温度或折射率.利用全矢量有限元法分析了不同因素对传输损耗谱及其共振波长的影响.仿真结果表明：外包层空气孔直径增大,以及最内层包层空气孔直径和空气孔间距减小可以提高耦合效率,从而增强共振峰.对比分析发现在一20℃~120℃温度范围内,氮化钛薄膜比传统金膜表现出更好的等离子传感特性,随着膜厚增加,其共振波长偏移量增加,温度灵敏度提高,灵敏度最高可以达到6.22 nm/K.

基于金线填充的双芯光子晶体光纤偏振分束器（英文）

提出了一种基于金线填充的双芯光子晶体光纤超短偏振分束器,并进行了有限元分析.金线表面激发的表面等离子激元与双芯光子晶体光纤纤芯模之间的强烈耦合,导致更短的偏振分束器长度和更大的工作带宽.与同类的偏振分束器相比,所提出的偏振分束器能同时实现较短的长度和较高的消光比.数值结果表明,长度为0.263mm的偏振分束器,在波长1.55μm处消光比达-70dB,-20dB消光比带宽为124nm.

单入射波长及纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的折射率传感分析（英文）

利用全矢量耦合模方程提出并分析了一种基于纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的环境折射率传感测量方法.以波长为谐振波长的完全偏振光为入射波,通过分析不同环境折射率下输出光的偏振态在邦加球上与参考点间球面距离的变化测量环境折射率.分析表明,在环境折射率1~1.30范围内包层半径为20.75μm的长周期光纤光栅传感器线性特性良好,灵敏度为0.356/RIU,可应用于湿度和气体的折射率测量;该分析方法适用于其他类型的双折射长周期光纤光栅传感器的设计.

一种基于预警机制的自适应选择AS-AKA协议

针对UMTS认证与密钥协商AKA机制中使用序列号SQN不能有效抵抗重放攻击的问题,提出了一种基于预警机制自适应选择AS-AKA协议的方案,移动站MS收到用户认证请求消息后,通过验证接收消息的时间差或频率是否超过门限判断是否发出重放攻击预警.若有重放攻击预警,服务网络SN将协议切换到能有效抵抗重放攻击的APAKA协议.仿真结果表明,AS-AKA协议能够有效地抵抗重放攻击,相比UMTS AKA协议通过重同步过程抵抗重放攻击,本文方案抵抗重放攻击的同时降低了网络的比特通信量.

TD-LTE系统信令流程仿真平台设计

时分长期演进（TD-LTE）系统中,信令作为终端与核心网之间的控制信息,承担着终端与核心网间状态交换、释放链接、发起寻呼等重要功能。在研究TD-LTE系统控制面协议栈各层协议的基础上,设计了TD-LTE系统信令流程仿真平台,可实现对开机附着信令流程、用户设备（UE）发起服务请求流程和寻呼流程3种信令流程仿真。该仿真平台中每条信令严格按照TD-LTE系统控制面协议栈LTE-Uu接口与S1-MME接口定义过程传输。各层协议与功能采用模块化设计,具有较好的可扩展性。通过抓取基站中的真实信令数据作为仿真平台的输入数据,经过各层协议处理,动态展示LTE-Uu接口与S1-MME接口信令流程。

一种基于光差拍技术的新型频率合成器的研究

提出了一种基于光差拍技术频率合成器的设计方案,频率合成器可以实现DC～×102 GHz频率范围的梳状谱信号输出。利用10GHz光电探测器(PD)对一腔长为27m的环形腔掺铒光纤激光器输出的多纵模激光进行差拍,得到频率间隔为7.63MHz的梳状信号。受PD响应速率的影响,梳状谱信号的频率范围为DC～10GHz。在此基础上,利用可调谐带通滤波器可以选取不同频段的电信号或者进行频率组合产生其它频率成分的电信号。

长期演进系统基于加权平均时延的下行资源调度

针对长期演进(LTE)移动通信系统下行链路传输中多用户的实时(RT)与非实时(NRT)业务传输性能需求问题,提出一种基于用户加权平均时延的改进型的最大加权延时优先(MLWDF)资源调度算法。该算法在考虑信道感知与用户服务质量(QoS)感知的基础上引入反映用户缓冲区状态的加权平均时延因子,该因子通过用户缓冲区中待传输数据与已发送数据的平均时延均衡得到,使具有较大时延和业务量的实时业务优先调度,提升了用户的性能体验。理论分析与链路仿真表明,提出算法在保证各业务时延及公平性的基础上,提升了实时业务的QoS性能,在用户数量达到50的条件下,对比MLWDF算法实时业务的丢包率降低了53.2%,其用户平均吞吐量提升了44.7%,虽牺牲了非实时业务的吞吐量,但仍优于VT-MLWDF算法。实验结果表明,所提算法在多用户多业务传输条件下提升了实时业务的传输性能,并在QoS性能上明显优于对比算法。

掺钕保偏光纤放大器的研究

对掺钕双包层光纤放大器中抽运光和信号光沿光纤传播的功率分布进行了数值模拟,以808nm半导体激光器为抽运源,掺钕双包层保偏光纤为增益介质,对种子注入主振荡光纤放大器进行了理论分析和实验研究.利用实验室自制的皮秒锁模激光器为种子源,注入1064nm皮秒锁模脉冲,获得了稳定的放大脉冲.小信号时的放大倍数为300(增益为25dB),获得了平均功率5W的皮秒脉冲.同时利用TDS5104型示波器探测信号光放大前后的波形,并用光谱分析仪得到输出脉冲激光的光谱图.

调Q脉冲保偏光纤激光器的研究

以808nm半导体激光器为抽运源,掺钕双包层保偏光纤为增益介质,对调Q脉冲保偏光纤激光器进行了理论分析和实验研究.利用TDS5104型示波器探测输出脉冲激光的波形,并用光谱分析仪得到输出脉冲激光的光谱图.利用F-P腔型,在1060nm处获得平均功率为2.55W的脉冲激光输出,重复频率为1kHz时,输出单脉冲能量为2.3mJ,峰值功率为4.7kW.改变腔型,把二色镜倾斜放置兼作输出镜,最终获得了平均功率为3.5W的偏振脉冲激光输出,重复频率为1kHz时,输出单脉冲能量为3.3mJ,脉冲宽度为184ns,其峰值功率达17.9kW.

反射式掺杂液晶光子晶体光纤电场传感实验研究

提出了一种反射式结构的掺杂向列液晶(NLC)光子晶体光纤(PCF)电场测量传感器。传感器由小于1cm长的掺入液晶实芯PCF构成,在掺杂光纤端面镀Ag膜以提高端面反射率。通过实验,测量出了反射光强随电场强度增加的变化情况,证实了设计的传感器可以用于电场在1.4～3.7kVrms/mm范围内的电场测量,同时获得了镀膜对反射光强的影响以及对传感器灵敏度、精度的影响。

准相位匹配晶体中超短脉冲传输的自聚焦效应

建立了超短激光脉冲在准相位匹配晶体中传输的物理模型,并对修正后的非线性薛定谔方程进行了数值求解,获得了飞秒激光脉冲在周期极化铌酸锂晶体中传输的时空演化过程。模拟结果发现当入射基频光功率超过晶体自聚焦的临界功率时,发生自聚焦过程。自聚焦效应使激光脉冲在时域上产生分裂和在空间上发生聚焦。脉冲宽度随着传输距离的增加而逐渐减小,焦点处脉冲宽度最小;脉冲在空间上被聚焦,聚焦半径随着传输距离的增加而逐渐减小,焦点处半径最小,经过焦点后发散;脉冲峰值强度在焦点处最强,经过焦点后峰值强度逐渐降低。超短脉冲倍频过程中,自聚焦效应限制了准相位匹配晶体的长度。

两台同类型号独立激光器频率稳定度的测量

采用拍频法对两台同类型号独立激光器的稳定度进行了测量。从拍频理论出发,得到了拍频信号稳定度与待测激光器和参考激光器稳定度三者所满足的平方和关系,对于稳定度一致的两台同类型号激光器,由拍频信号稳定度可以得到待测激光器的稳定度。实验中将New Focus公司生产的两台同类型号激光器(TLB-6017)进行拍频,根据拍频信号稳定度测得激光器稳定度为1.36×10-8,频率漂移量为5.1MHz(1s积分时间)。实验结果与激光器出厂指标[稳定度1×10-8、频率漂移量5MHz(1s积分时间)]相比,稳定度在同一量级,频率漂移量的相对误差为2%。此方法避免了通常测量激光器稳定度时所需的高稳定度参考光源的限制,为激光器稳定度的测量提供了一定的参考。

一种高效安全的EPS AKA协议

针对4G认证与密钥协商协议(EPS AKA)中存在的安全问题,提出了一种高效安全的改进协议(ES-AKA).该协议不仅能够抵抗重定向攻击和重放攻击,同时消除了密钥K泄露的安全隐患.安全性和协议性能分析表明:在更高的安全性能下,该协议降低了服务网络的存储空间和归属网络的计算量,有效减少了认证过程的比特通信量.

认证向量组长度动态更新算法

针对现有演进分组系统认证与密钥协商机制中认证向量组长度K值选取算法的不足,在消息通信量的基础上,加入比特通信量这一衡量因子,引入2种浪费率作为评价指标和设计折中选取原则,提出了一种基于认证次数动态选取认证向量组长度K的算法.仿真结果表明,提出的选取算法不仅解决了K值不唯一问题,还有效降低了认证过程的消息通信量和比特通信量.

液体填充光子晶体光纤中长周期光栅的温度传感特性分析

基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)上写制长周期光栅(LPG),并填充折射率温度敏感型液体,提出了一种新型温度传感器。应用全矢量有限元法,计算了在六角形结构排列的大模场面积光子晶体光纤(LMA-PCF)的空气孔中填充液体乙醇前后,PCF的纤芯基模和包层模的模场分布和色散曲线。根据耦合模理论,分析了光子晶体光纤长周期光栅(PCF-LPG)的传输谱随温度变化的关系。研究表明,填充液体乙醇后,在-20℃～80℃范围内PCF-LPG传输谱中心波长随温度近似以线性变化,其温度敏感度为1.766nm/℃。

基于两种光纤介质模型的长周期光纤光栅传感特性分析

仿真分析了单轴晶体光纤的两层介质模型与三层介质模型所得纤芯模有效折射率的差别,并基于该差别对长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变传感灵敏度进行了仿真分析。结果表明,对两层、三层介质模型的纤芯模,尤其对薄包层光纤有效折射率有较大差别;用两层介质模型和/或材料的折变系数计算所得的长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变灵敏度有较大的误差,需应用三层介质模型以及模式的有效折变系数进行准确计算。据此计算了上述3种传感灵敏度与光纤包层半径及包层模序数的关系。为长周期光纤光栅传感器的分析设计提供了指导。

基于高SBS阈值的HNLF产生高重复频率超短光脉冲

基于光纤中的四波混频(FWM)产生高重复频率超短光脉冲的原理,并为抑制光纤中的受激Brillouin散射(SBS),采用非均匀掺杂高SBS阈值非线性光纤,通过FWM对双拍频信号进行整形压缩,实验上获得了100GHz的高重复率超短光脉冲序列,进而分析了入纤功率对输出光脉冲的影响。

UMTSAKA机制中序列号安全性分析

对认证与密钥协商协议(UMTS AKA)中无和有序列号SQN进行了3种攻击场景模拟并得到结论:SQN的使用不能有效抵抗重放攻击.基于此,进一步分析并仿真了使用一次性随机数抵抗重放攻击的3种改进协议,结果表明:AP-AKA和基于公钥密码学的AKA能够有效抵抗重放攻击,但是AP-AKA增加了实体的存储和计算资源,基于公钥密码学的AKA增加了算法的复杂性,而S-AKA只能部分抵抗重放攻击.