检索结果-南通市图书馆

基于多谐波混频和非线性曲线拟合的相位解调算法

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光学学报 2024年

作者：黄怿赵宗领蔡冰涛胡程勇邓传鲁张琦陈伟张小贝王廷云上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地特种光纤与先进通信国际合作联合实验室中国电子科技集团公司第二十三研究所

为了消除相位生成载波解调算法中相位调制深度漂移和载波相位延迟引起的非线性失真，提出了一种基于多谐波混频和非线性曲线拟合的改进算法。该算法利用三对参考载波分量与干涉信号混频消去了相位延迟项；然后，利用列文伯格-马夸尔特... 详细信息

为了消除相位生成载波解调算法中相位调制深度漂移和载波相位延迟引起的非线性失真，提出了一种基于多谐波混频和非线性曲线拟合的改进算法。该算法利用三对参考载波分量与干涉信号混频消去了相位延迟项；然后，利用列文伯格-马夸尔特非线性曲线拟合算法获取的误差补偿方程，对调制深度漂移引起的非线性误差进行补偿。最后，采用符号恢复方法对解调信号的符号进行恢复。仿真和实验结果表明，改进方案的信纳比达到54.52 dB，总谐波失真低至-63.04 dB，解调系统的输入输出线性度高达99.99%。相比于传统算法，改进算法不受调制深度漂移和相位延迟的共同影响，具有更高的稳定性和更低的谐波失真。该研究为光纤传感器在实际应用中的信号处理方案提供了参考。

关键词：相位生成载波相位调制深度载波相位延迟多谐波混频非线性曲线拟合符号恢复

基于磁致折变效应的掺铒光纤磁场传感器温度特性研究

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中国激光 2022年第9期49卷 157-165页

作者：刘思晨黄怿邓传鲁胡程勇黄彩红董艳华张小贝王廷云上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海200444

对基于磁致折变效应的掺铒光纤磁场传感器的温度特性进行了理论分析和实验测量。理论上,基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)研究了温度对掺铒光纤磁致折变效应的影响,结果表明,温度升高会增大掺铒石英材料的原子磁矩,从... 详细信息

对基于磁致折变效应的掺铒光纤磁场传感器的温度特性进行了理论分析和实验测量。理论上,基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)研究了温度对掺铒光纤磁致折变效应的影响,结果表明,温度升高会增大掺铒石英材料的原子磁矩,从而增强其磁致折变效应。实验上,基于磁致折变效应,以掺铒光纤作为Mach-Zehnder光纤干涉仪的传感臂,研制了磁场传感器,结果表明,干涉波谷的谐振波长随温度的升高发生红移,传感器的磁场灵敏度随之增加,16.7℃和43.5℃温度下传感器的灵敏度分别为12.63pm/mT和25.53pm/mT,温度变化会影响磁场的测量精度。

关键词：传感器磁致折变效应掺铒光纤温度特性磁场传感 Mach-Zehnder干涉仪

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调制光栅Y分支型激光器高效调谐特性研究

中国激光 2023年

作者：黄怿尤越张浩森邓传鲁胡程勇汪立森张小贝王廷云上海大学特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室

针对调制光栅Y分支型（Modulated Grating Y-Branch,MG-Y）激光器在实际应用中波长-电流查找表（Look-up Table,LUT）构建效率低、调谐方式复杂、波长调谐时功率漂移量大等问题，对其调谐特性进行深入研究。利用左、右反射器电流的调谐... 详细信息

针对调制光栅Y分支型（Modulated Grating Y-Branch,MG-Y）激光器在实际应用中波长-电流查找表（Look-up Table,LUT）构建效率低、调谐方式复杂、波长调谐时功率漂移量大等问题，对其调谐特性进行深入研究。利用左、右反射器电流的调谐特性，设计出一种具有普适性的波长测试框架，能够高效且准确地定位激光器的平滑波长调谐路径。同时提出一种自适应功率校准算法，提升激光器在波长调谐时功率的稳定性。测试结果表明，基于波长测试框架的LUT中仅包含3147个反射器电流-波长组合；激光器的波长调谐范围为1528～1568 nm，波长调谐步长为5 pm；边模抑制比（Side-Mode Suppression Ratio,SMSR）大于40 dB；波长准确度优于±2.9 pm；波长重复性优于1.9 pm；波长调谐时功率漂移量小于0.408 mW，稳定度为3.57%；解调出光纤非本征型法布里-珀罗干涉型（Extrinsic Fabry-Perot Interferometric, EFPI）传感器腔长变化量小于7.58 nm，可以应用于光纤传感等实际场景中。

关键词：半导体激光器波长调谐功率校准光纤传感

基于改进经验小波变换的局部放电荧光信号去噪

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电力工程技术 2023年第5期42卷 63-69页

作者：胡程勇王廷云黄怿张小贝李群张子阳上海大学(特种光纤与光接入网重点实验室) 上海200444 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024

由于现场环境的复杂性,局部放电(partial discharge,PD)检测伴随着大量噪声干扰,易出现PD漏报与误报现象,影响电力设备后续运维工作。文中采用荧光光纤PD检测法,提出了基于谱峭度和改进经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)... 详细信息

由于现场环境的复杂性,局部放电(partial discharge,PD)检测伴随着大量噪声干扰,易出现PD漏报与误报现象,影响电力设备后续运维工作。文中采用荧光光纤PD检测法,提出了基于谱峭度和改进经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)的自适应PD荧光信号去噪算法。首先利用快速谱峭度图确定荧光信号傅里叶频谱的紧支撑区域边界,随后对含噪荧光信号进行EWT分解并获得荧光信号所在的有用信号分量,最后对有用信号分量采用小波阈值法去除残留噪声,得到去噪后的PD荧光信号。利用该方法对仿真荧光信号进行去噪分析,并将去噪结果与经验模态分解-小波变换(empirical mode decomposition-wavelet transform,EMD-WT)法和EWT法进行对比,结果表明,该方法在信噪比、均方根误差和归一化相关系数等指标方面都有所提升,证明了该方法具有良好的去噪效果。此外,实测信号的去噪结果表明,该方法的降噪率优于EMD-WT法和EWT法,具有较好的噪声抑制能力。

关键词：局部放电(PD) 荧光光纤光纤传感经验小波变换(EWT) 谱峭度去噪

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基于氧化锌涂层无芯光纤的氨气传感器研究

中国激光 2023年第10期50卷 159-167页

作者：罗通黄怿邓传鲁胡程勇张小贝王廷云上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室上海200444

为实现大气污染物中氨气(NH3)的快速、准确测量,本文提出了一种基于氧化锌(ZnO)涂层单模-无芯-单模(SNS)光纤结构的高灵敏度NH3传感器。该传感器利用的是ZnO膜层吸附NH3后自身折射率改变,进而导致无芯光纤干涉谱谐振波长发生变化的特性... 详细信息

为实现大气污染物中氨气(NH3)的快速、准确测量,本文提出了一种基于氧化锌(ZnO)涂层单模-无芯-单模(SNS)光纤结构的高灵敏度NH3传感器。该传感器利用的是ZnO膜层吸附NH3后自身折射率改变,进而导致无芯光纤干涉谱谐振波长发生变化的特性。通过建立NH3体积分数与谐振波长偏移量的关系,最终实现了NH3体积分数的测量。本文基于模式传输理论对ZnO涂层SNS传感器的光谱特性进行了仿真,仿真结果显示:当ZnO膜层的折射率从1.929变化至1.889时,60 nm和130 nm ZnO膜厚下SNS传感器的灵敏度分别为11.8 nm/RIU和28.6 nm/RIU。制备了ZnO膜厚分别为60 nm和130 nm的SNS传感器,其在NH3体积分数为0~42.0×10^(-6)环境下的灵敏度相差不大,这主要是由ZnO对NH3的吸附饱和引起的。进一步分析获得60 nm ZnO膜厚下SNS传感器的平均灵敏度为16.87×10^(6)pm,检测限为6.6×10^(-6),响应时间和恢复时间分别为70 s和90 s。随着温度由16.5℃升至56℃,该传感器对NH3的检测灵敏度从17.96×10^(6)pm降低至7.57×10^(6)pm,温度和时间对检测限的影响分别为0.0237×10^(-6)℃-1和0.026×10^(-6)d^(-1),该传感器具有较好的稳定性。

关键词：传感器无芯光纤氧化锌氨气测量温度

基于电流自适应补偿的高稳定度调制光栅Y分支型激光器控制系统

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光子学报 2023年第2期52卷 71-81页

作者：黄怿尤越邓传鲁胡程勇汪立森张小贝王廷云上海大学特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

针对半导体激光器在实际应用中波长、功率稳定性较差以及控制系统复杂等问题,设计了一套高稳定度调制光栅Y分支型激光器控制系统。该系统利用模糊比例-积分-微分控制算法稳定功率,并通过两次正交试验优化算法参数,减小功率超调量,同时... 详细信息

针对半导体激光器在实际应用中波长、功率稳定性较差以及控制系统复杂等问题,设计了一套高稳定度调制光栅Y分支型激光器控制系统。该系统利用模糊比例-积分-微分控制算法稳定功率,并通过两次正交试验优化算法参数,减小功率超调量,同时提出电流自适应补偿的波长校准算法,提升不同功率下的波长稳定性,解决电流内环反馈时引起的波长和功率交叉影响问题。结果表明,仿真优化后的激光器功率超调量从1.528%降低至0.014%,系统调整次数由21减小至17;测试调制光栅Y分支型激光器60 min内的功率漂移量仅为0.0044 mW,稳定度达到0.0604%,波长漂移量为1.9 pm,稳定度达到1.22×10^(−6)。经校准,激光器的半导体光放大器电流在28~78 mA范围内,波长变化量从23.4 pm减小至2.6 pm。

关键词： MG-Y激光器激光器控制系统正交试验波长校准自适应高稳定度

基于BGO晶体的磁光式冲击电流传感器及其信号处理

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光电子．激光 2019年第9期30卷 917-923页

作者：王良江黄怿邓传鲁胡程勇王廷云上海大学特种光纤与光接入网实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海先进通信与数据科学研究院

本文提出了一种基于偏振检测原理,采用Bi4Ge3O12(BGO)晶体的磁光式冲击电流传感器,可以测量幅值范围10 kA到90 kA的8/20μs冲击电流。由于冲击电流的持续时间极短,光源功率漂移对测量的干扰可以忽略,偏振检测结构可以保证测量结果的正... 详细信息

本文提出了一种基于偏振检测原理,采用Bi4Ge3O12(BGO)晶体的磁光式冲击电流传感器,可以测量幅值范围10 kA到90 kA的8/20μs冲击电流。由于冲击电流的持续时间极短,光源功率漂移对测量的干扰可以忽略,偏振检测结构可以保证测量结果的正确性。由于BGO晶体具有维尔德常数大的突出优点,传感器可以获得较高的测量灵敏度。利用小波分解法,并以信噪比(SNR)和平滑度(SR)作为去噪结果的评价标准,确定了合适的小波函数(Daubechies Db7)和分解层数(5层),有效地去除了测量结果中的干扰噪声。此电流传感器的灵敏度达到0.262 2°/kA,具有较好的线性度,且冲击电流幅值的测量误差控制在±5%以内。本文所提出的电流传感器具有结构简单、性能可靠的优点,适用于雷电流测试、核物理实验和高功率脉冲激光研究等恶劣环境下的冲击电流测量。

关键词：光学电流传感器法拉第效应冲击电流测量小波分解法去噪

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基于光纤束的物镜设计与监控系统实现

激光与光电子学进展 2023年第7期60卷 259-267页

作者：唐健黄怿邓传鲁胡程勇张琦李金龙张小贝王廷云上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444 上海市计量测试技术研究院上海200233

为保证电气电子设备在辐射抗扰度试验中状态传输的稳定性,设计并实现了适用于试验环境的光纤束监控系统。系统主要由物镜、光纤束、转接镜和电荷耦合器件等组件构成。通过Zemax光学仿真软件,结合光纤束参数设计并优化了监控系统的物镜... 详细信息

为保证电气电子设备在辐射抗扰度试验中状态传输的稳定性,设计并实现了适用于试验环境的光纤束监控系统。系统主要由物镜、光纤束、转接镜和电荷耦合器件等组件构成。通过Zemax光学仿真软件,结合光纤束参数设计并优化了监控系统的物镜。设计结果表明:物镜在空间频率36 lp/mm处,各视场光学调制传递函数值大于0.8,像面大小与光纤束尺寸匹配,满足像方远心光路要求。对加工的物镜进行性能测试,表明其技术指标与理论设计比较相符。采用搭建的光纤束监控系统进行成像试验,并运用高斯滤波算法进行去像素化处理,提高了监控系统的视频传输质量,辐射抗扰度试验表明此系统具有良好的抗电磁干扰能力。

关键词：光学设计监控系统光纤束辐射抗扰度

基于室内环境多参量传感的监测系统设计与实现

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工业控制计算机 2020年第9期33卷 61-63,67页

作者：杨晋亢利军胡程勇邓传鲁黄怿上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室上海200444 内蒙古电力公司乌兰察布电业局信通处内蒙古012000

为解决传统监测系统稳定性差、测量精度低以及无配套应用软件等问题,设计并实现了一种基于室内环境多参量传感的监测系统。利用光纤光栅传感器对温度和湿度参量进行采集,使用解调器解调温度与湿度的波长信息,通过工控板结合解析算法将... 详细信息

为解决传统监测系统稳定性差、测量精度低以及无配套应用软件等问题,设计并实现了一种基于室内环境多参量传感的监测系统。利用光纤光栅传感器对温度和湿度参量进行采集,使用解调器解调温度与湿度的波长信息,通过工控板结合解析算法将波长信息转换为有效波长数据,从而提高温度和湿度的测量精度。温度和湿度的测量精度分别为±0.1℃和±3.82%RH。利用光电型传感器对门磁、烟感和水浸参量进行采集,使用数据处理模块封装数据,并通过无线串口服务器将多参数据传输至服务器中。同时基于Eclipse开发工具利用Java语言实现软件平台,致力于解决传统监测系统无配套应用软件的问题。该系统能够远程监控室内环境状态,稳定性强,适用于各种室内环境监测的场所。

关键词：多参量传感监测系统软件平台数据采集