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光学学报 2023年第11期43卷 249-256页

作者：吴鹏飞王小蝶王姣谭振坤贾致远西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 陕西科技大学电子信息与人工智能学院陕西西安710021 西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

为提高传输系统的信道容量、编码效率以及解码的可靠性,本文提出了一种基于轨道角动量(OAM)模态和径向模态的复合涡旋光束编码方法。使用5位二进制序列对两束光[一束是具有固定径向模态和OAM模态的拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束,另一束是具有... 详细信息

为提高传输系统的信道容量、编码效率以及解码的可靠性,本文提出了一种基于轨道角动量(OAM)模态和径向模态的复合涡旋光束编码方法。使用5位二进制序列对两束光[一束是具有固定径向模态和OAM模态的拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束,另一束是具有4种径向模态(p=0,1,2,3)和8种相同间隔OAM模态(l=±3,±5,±7,±9)的LG涡旋光束]叠加产生的32组不同类型的复合涡旋光束光强分布图进行编码。将32组复合涡旋光束依据本文提出的映射关系转换成32组单束LG涡旋光束,依次照射在提出的x、y轴方向周期渐变光栅上,通过光栅的远场衍射光斑可成功检测出发射单束LG涡旋光束的参数p和l,且不受OAM模态和径向模态增加的影响,最终可实现正确解码。

关键词：物理光学复合涡旋光束轨道角动量径向模态周期渐变光栅远场衍射光斑

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转子叶尖间隙对风扇气动特性及单音噪声特性影响的数值计算

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空气动力学学报 2020年第6期38卷 1047-1055,I0001页

作者：王良锋杨野乔渭阳杨党国中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所绵阳621000 西北工业大学动力与能源学院西安710072

由于叶尖间隙会降低叶轮机的工作效率,并且会增大噪声辐射强度,因此在叶轮机设计和运行过程中需要特别关注这一设计参数的具体影响。基于叶轮机单音噪声流场/声场混合预测模型,研究了不同转子叶尖间隙对单级轴流风扇气动性能和单音噪声... 详细信息

由于叶尖间隙会降低叶轮机的工作效率,并且会增大噪声辐射强度,因此在叶轮机设计和运行过程中需要特别关注这一设计参数的具体影响。基于叶轮机单音噪声流场/声场混合预测模型,研究了不同转子叶尖间隙对单级轴流风扇气动性能和单音噪声强度的影响规律。研究发现,转子出口尾迹宽度和尾迹强度都随转子叶尖间隙的增大而增大,但是尾迹相位分布几乎没有改变,因此当尾迹与下游静子叶片干涉时,主要影响静子叶片表面的非定常载荷强度,而不会影响其主要的相位分布;2.5 mm的叶尖间隙(0.94%叶片高度)使得风扇流量减小了约2%,风扇效率下降了约1%,向前传播的1倍叶片通过频率(Blade Passing Frequency,BPF)单音噪声声功率级增大了1.5 dB,向后传播的1BPF单音噪声声功率级增大了0.7 dB;叶尖间隙变化对2BPF和3BPF对应的单音噪声强度影响都小于1 dB。

关键词：单音噪声混合模型轴流风扇叶尖间隙周向模态径向模态

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间隔轨道角动量的复合涡旋光束编/解码研究

间隔轨道角动量的复合涡旋光束编/解码研究

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作者：王小蝶西安理工大学

学位级别：硕士

采用涡旋光束的轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)维度将数字信号进行编码是光通信的重要基础,该编码方式可以提高数字信号的编码效率、通信系统的安全性以及信道容量。在OAM编码通信系统中,探究涡旋光束如何有效、可靠的提高... 详细信息

采用涡旋光束的轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)维度将数字信号进行编码是光通信的重要基础,该编码方式可以提高数字信号的编码效率、通信系统的安全性以及信道容量。在OAM编码通信系统中,探究涡旋光束如何有效、可靠的提高数据传输速率成为OAM编码通信技术的研究热点之一。本文针对复合涡旋光束的光强编/解码以及光栅的衍射特性展开了研究,具体工作内容如下:(1)研究了一种间隔OAM的复合涡旋光束编码方式。采用了固定OAM模态和径向模态的拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束与8种相同间隔OAM模态(l=±3,±5,±7,±9)和4种径向模态(p=0,1,2,3)的LG涡旋光束共轴叠加,产生32组不同类型复合涡旋光束光强分布图。研究发现:复合涡旋光束光强分布图呈现明亮的多环状光斑,且随着叠加涡旋光束OAM模态和径向模态的增加,其光强图各环的半径和环数也逐渐增加。(2)给出了复合涡旋光束编码及其可行性验证方法。使用5位二进制序列(00000～11111)对32组复合涡旋光束光强分布图进行编码,使编码后的复合涡旋光束光强分布图叠加均值为0,方差为0.1的高斯白噪声(模拟传输过程中大气湍流的影响)在自由空间中重复传播600次,根据发送、接收两张复合涡旋光束光强图的相关程度,来衡量接收端是否成功检测到发送端传输的图像,用相关系数作为判断依据。结果表明:在接收端成功检测的概率最低达到96.3%,验证了所提编码的可行性。(3)基于周期渐变光栅远场衍射光斑检测OAM模态和径向模态并解码。根据文中提出的映射关系将32组复合涡旋光束转换成32组单束LG涡旋光束,随后依次照射在x、y轴方向周期渐变光栅上。通过周期渐变光栅远场衍射光斑图的+1级或-1级节线个数、方向和0级环数,可检测识别入射LG涡旋光束的OAM模态和径向模态值,进而推断出对应的复合涡旋光束,然后解码为初始传播的信息序列。本文研究工作为涡旋光束OAM模态和径向模态在信息编/解码领域的应用拓展提供了一定的理论基础。其中,周期渐变光栅与单束/复合涡旋光束映射关系的结合,为复合涡旋光束OAM模态和径向模态的检测提供了一种有效的方法。

关键词：复合涡旋光束轨道角动量模态径向模态周期渐变光栅远场衍射光斑

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双模态耦合宽带换能器设计

双模态耦合宽带换能器设计

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中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议

作者：邢建新李俊宝尹义龙吕可佳中国科学院声学研究所中国科学院研究生院

复合棒换能器是一种典型的且具有广泛应用的水声换能器,有很多方法可以实现宽工作频带设计。本文利用有限元软件ANSYS设计了一种利用压电陶瓷堆的厚度振动和径向振动两阶模态耦合展宽带宽的复合棒换能器,并仿真计算了宽带复合棒的电声... 详细信息

复合棒换能器是一种典型的且具有广泛应用的水声换能器,有很多方法可以实现宽工作频带设计。本文利用有限元软件ANSYS设计了一种利用压电陶瓷堆的厚度振动和径向振动两阶模态耦合展宽带宽的复合棒换能器,并仿真计算了宽带复合棒的电声特性同时研制了换能器样品,得到了与有限元模拟结果相吻合的电声参数结果。换能器工作带宽是24～49kHz,发射电压响应最大值达到152dB。实验结果证明利用压电陶瓷片的厚度振动和径向振动两个模态展宽换能器带宽是一种简单且有效的方法。

关键词：径向模态耦合双模宽带

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