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角度调制型表面等离子共振谱仪的设计

角度调制型表面等离子共振谱仪的设计

作者：黄浩大连理工大学

学位级别：硕士

表面等离子体共振技术(Surface Plasmon Resonance, SPR)作为一种新兴的生物传感技术,具有灵敏度高、样品无需标记及可实时监测等特点,被广泛用于生物化学分析、环境监测及折射率测量等领域。本文通过查阅大量文献、书籍,对表面等离子... 详细信息

表面等离子体共振技术(Surface Plasmon Resonance, SPR)作为一种新兴的生物传感技术,具有灵敏度高、样品无需标记及可实时监测等特点,被广泛用于生物化学分析、环境监测及折射率测量等领域。本文通过查阅大量文献、书籍,对表面等离子体共振谱仪进行了建模和数值模拟,确定了光源、棱镜材料、金膜和铬膜厚度等系统关键参数,并在此基础上,设计一套基于Kretchmann棱镜结构的角度调制型表面等离子共振传感系统。该系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要包括He-Ne激光器,两轴转台及控制器,光电探测器、斩波器和锁相放大器等,并自行设计加工了蓝宝石棱镜,传感芯片,棱镜固定架及流通池系统。同时,本文设计了基于LabVIEW的实验控制软件程序,这样便可利用上位机来控制转台的转动和数据采集,实现待测样品共振角及折射率的测量。系统性能测试部分首先对激光器的稳定性进行测试,功率稳定性为1.504%;其次,利用不同浓度的甘油水溶液对系统进行了标定,得到了折射率与共振角的关系式;然后对去离子水连续重复扫描10次,得到去离子水的10个共振角,计算其标准差来评估系统的测量灵敏度,灵敏度可达1×10-5RIU;最后,测量了不同浓度葡萄糖溶液浓度的共振角,利用标定所得的关系式计算出其折射率,并与阿贝折射仪的测量结果作比较,再通过拟合得出葡萄糖溶液浓度与折射率及共振角的关系。

关键词：表面等离子体共振角度调制生物化学谱仪折射率检测

高维0-1背包问题的双种群角度调制DE算法

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计算机工程与应用 2010年第24期46卷 45-47页

作者：邓长寿九江学院信息科学与技术学院江西九江332005 合肥工业大学计算机网络系统研究所合肥230009

针对高维0-1背包问题,提出一种双种群新型DE算法。该算法采用双种群编码机制,其中一个为低维的实数编码种群,另一个为高维的二进制编码种群。借鉴通信领域的角度调制原理,通过低维种群中的个体,生成高维种群个体,实现将高维优化问题转... 详细信息

针对高维0-1背包问题,提出一种双种群新型DE算法。该算法采用双种群编码机制,其中一个为低维的实数编码种群,另一个为高维的二进制编码种群。借鉴通信领域的角度调制原理,通过低维种群中的个体,生成高维种群个体,实现将高维优化问题转换到低维空间进行优化求解。此外,新定义丢弃算子对演化过程中的不可行解实时进行修正。仿真实验结果表明了该算法求解高维0-1背包问题的有效性。

关键词：高维0-1背包问题差异演化算法双种群角度调制

基于数字正交滤波和模拟角度调制的移动前传技术研究

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基于数字正交滤波和模拟角度调制的移动前传技术研究

作者：刘彦重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年来,我国移动互联网及物联网的快速发展给5G网络带来了宽阔的应用场景。作为5G集中式无线接入网络中核心部分的移动前传网络,也有着大容量,高频谱效率、低成本及低时延等需求。为了满足这些需求,国内外研究学者在模拟光载无线的移动... 详细信息

近年来,我国移动互联网及物联网的快速发展给5G网络带来了宽阔的应用场景。作为5G集中式无线接入网络中核心部分的移动前传网络,也有着大容量,高频谱效率、低成本及低时延等需求。为了满足这些需求,国内外研究学者在模拟光载无线的移动前传网络中投入了许多精力。而现有的模拟移动前传网络存在着实现复杂度高,传输网络场景复杂等问题。并且随着聚合通道数、调制阶数的增加,传输性能也不能够满足未来传输需求,这些都是5G移动前传网路中急需解决的。基于对模拟移动前传的深入研究,本文提出采用数字正交滤波器组对多路信号进行信道聚合的模拟移动前传。相较于传统的FFT/IFFT的信道聚合方案,此方案通过将预设的数字正交滤波器组输入到处理器中,简化了信道聚合过程并减少了处理时延;针对现有的模拟移动前传中聚合信道复杂问题,本文利用数字正交滤波器组对多种带宽信号进行信道聚合,从而实现了多带宽的模拟移动前传;在现有移动前传应用中,移动前传系统传输的数据不仅包含用户数据,还包含用于调用进程的控制管理信息。由此,本文提出含有控制信息的数字正交滤波器组信道聚合模拟移动前传方案。其中,移动前传的控制信息经过QAM调制后与聚合信号进行FDM信道聚合;在实际应用中,移动前传网络中占总传输链路的噪声损耗预算应尽量小,且随着子载波调制阶数的增加,对传输信号的质量要求也更高。所以,本文提出将角度调制应用于模拟光链路,以此改善接收信号的信噪比并提高链路损耗预算。以上各方案都通过仿真软件搭建了测试环境,对DSP部分及光传输链路部分进行了联调。通过仿真结果可以知道,采用本方案聚合多通道的移动信号进行模拟移动前传,接收信号能够满足移动前传需求,接收光功率和噪声损耗预算均在协议范围内,符合系统设计需求。

关键词：移动前传光载无线信道聚合角度调制

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改进型的SPR角度调制系统

改进型的SPR角度调制系统

作者：常金龙黑龙江大学

学位级别：硕士

棱镜型表面等离子体谐振(SPR)传感器被广泛应用于测量、生物、医学等领域。它常与角度扫描的探测方式相结合,具有灵敏度高、实时检测能力强、易于实现等优点。当前成熟的棱镜型SPR角度调制传感器多通过单个棱镜的转动实现角度扫描。然而... 详细信息

棱镜型表面等离子体谐振(SPR)传感器被广泛应用于测量、生物、医学等领域。它常与角度扫描的探测方式相结合,具有灵敏度高、实时检测能力强、易于实现等优点。当前成熟的棱镜型SPR角度调制传感器多通过单个棱镜的转动实现角度扫描。然而,棱镜转动使得反射光及接收器亦需随之旋转,这大大增加了系统结构与实验操作的复杂度,并易导致测量精度的误差。鉴于此,本论文以提高Kretschmann棱镜型SPR角度调制实验系统测量精度与稳定性为目标,结合国家自然科学基金课题,主要开展了以下研究工作：(1)基于双棱镜结构中入射光的平移特性,实现了在相同区域内对传感探头处金膜的定点入射,减小了因偏振光在金膜不同位置入射产生的影响,解决了接收端探测器无法固定采集的问题。(2)在输入端,利用阶跃折射率多模光纤跳线与光纤准直器,实现了光源(He-Ne激光器)的准直入射;在接收端,采用参考光路与数据采集卡同步并行模拟输入方式,降低了光源输出功率起伏所引入的干扰。此外,基于Labview程序控制转台与数据采集装置,自动化完成了绝对起始角度标定和接收端的数据采集、储存、图形显示等,提高了实验系统整体的稳定性与数据实时处理能力。上述研究内容从光源、光路和接收三部分改进了实验系统,研究结果具有一定的理论与应用价值。

关键词：表面等离子体谐振角度调制双棱镜起始角度定位

角度调制中调制指数、带宽与调制信号参数的关系研究

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五邑大学学报（自然科学版） 1997年第4期11卷 11-14页

作者：段方勇五邑大学信息科学研究所

在通信原理中，关于角度调制中调制指数β和带宽Ｗ与调制信号参数的关系是一个重要的问题。本文给出了调频指数和调相指数的统一定义式，并在此基础上，得出了β，Ｗ与调制信号参数的关系。从而要根本上解决了这一难题。

关键词：角度调制调制信号调制指数带宽

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角度调制与幅度调制的统一矢量合成电路建模

科技创新导报 2008年第4期5卷 149-150页

作者：孙秋冬上海第二工业大学电子与电气工程学院上海201209

角度调制与幅度调制是高频电子线路或通信电子线路中的两个重要调制方式。矢量合成法是在介绍角度调制时引入的,即用矢量合成的方法描述载波的角度是如何受到信号波调制的。一般教材将该方法用于介绍阿姆斯特朗调相,有的也用于介绍双调... 详细信息

角度调制与幅度调制是高频电子线路或通信电子线路中的两个重要调制方式。矢量合成法是在介绍角度调制时引入的,即用矢量合成的方法描述载波的角度是如何受到信号波调制的。一般教材将该方法用于介绍阿姆斯特朗调相,有的也用于介绍双调幅矢量合成调相。本文在仔细分析调幅、双边带调制、阿姆斯特朗调相和双调幅矢量合成调相中矢量合成异同点的基础上,证明了阿姆斯特朗调相和双调幅矢量合成调相的等效性,并为这些调制电路建立一个统一的矢量合成电路模型,大大提高了电路的共用性,节约了电路实现的成本,也便于对各种调制信号进行归纳分析和比较。

关键词：角度调制幅度调制矢量合成电路建模

基于SPR角度调制技术的溶液折射率检测系统

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浙江师范大学学报（自然科学版） 2018年第2期41卷 160-165页

作者：骆琰石福权戴欢欢陈佳佳彭保进浙江师范大学信息光学研究所浙江金华321004

为了实现溶液浓度的实时监测,设计了基于表面等离子体共振(SPR)原理的溶液折射率传感器及其应用系统.采用Kretschmann棱镜耦合模型,用角度调制的方法对此传感器进行定标和测量,将折射率的变化与共振角的改变对应起来,经过光电转换,用计... 详细信息

为了实现溶液浓度的实时监测,设计了基于表面等离子体共振(SPR)原理的溶液折射率传感器及其应用系统.采用Kretschmann棱镜耦合模型,用角度调制的方法对此传感器进行定标和测量,将折射率的变化与共振角的改变对应起来,经过光电转换,用计算机采集数据,实现溶液折射率的实时检测.实验结果表明:在其他光学参数固定的情况下,一个固定的折射率对应一个最佳的共振角度和共振波长,折射率与最佳共振角度成线性关系U=-1.206d-8.140.实验数据显示,灵敏度可达0.208 V/(0.001n)(n为折射率).该系统成本低,测量精度高,有推广应用价值.

关键词：表面等离子体共振角度调制折射率传感灵敏度

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信号的角度调制原理

大庆师范学院学报 2006年第5期26卷 57-60页

作者：郭宗光大庆师范学院物理与电气信息工程系黑龙江大庆163712

角度调制是用调制信号去控制载波信号角度(频率或相位)变化的一种信号变换方式,可以分为频率调制(FM)和相位调制(PM)。信号经过角度调制后,频谱结构将发生变化。

关键词：角度调制调频调相频谱结构信号变换

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SPR快速角度调制系统

物理实验 2020年第2期40卷 22-26页

作者：樊国翔贺磊曾光辉张志伟刘书钢中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 锐光凯奇(镇江)光电科技有限公司江苏镇江212000 青岛理工大学理学院山东青岛266520 黑龙江大学电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

利用表面等离子体共振原理设计了测量待测物体的折射率的方法.通过快速控制反射镜的角度控制入射光的转动,光源照射在反射镜之后,由双透镜直接将光束聚焦至柱棱镜中心,实现入射光的旋转.在接收反射光时,使用光敏面足够大的光电转换器件... 详细信息

利用表面等离子体共振原理设计了测量待测物体的折射率的方法.通过快速控制反射镜的角度控制入射光的转动,光源照射在反射镜之后,由双透镜直接将光束聚焦至柱棱镜中心,实现入射光的旋转.在接收反射光时,使用光敏面足够大的光电转换器件,可以实现探测器在一次测量中固定不动,使系统得以简化.根据仿真结果可知,在折射率为1~1.33的范围内,共振角与待测物体折射率近似成线性关系,实际测量空气和水的共振角分别为39.8°和58.4°,据此可以近似确定该共振角范围内所有待测物质的折射率.

关键词：表面等离子体共振角度调制双透镜折射率快速探测