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关键词： 双光纤布拉格光栅级联   Sagnac环   臂长误差   可调谐  

摘要： 为了实现可调谐的高精度滤波并扩大通信容量，本文设计了一种创新的滤波器系统方案，采用了双光纤布拉格光栅级联和Sagnac环的结合。该方案经过Jones矩阵理论的深入分析和数值仿真验证。在波长范围为1 554—1 570 nm的频带范围内，通过调整光纤臂长差来引入Sagnac相移，从而实现了可调谐性。此设计不仅增加了滤波通道数目，而且减小了半高全宽。值得注意的是，在相同的臂长差条件下，此系统相较于单个光纤光栅和Sagnac环的滤波器，精度有了显著提高。在功率损耗为8 dB的情况下，此滤波器系统允许高达196 nm的臂长误差容限，同时提供更为精确的透射谱，实现调谐更加简便。此滤波器系统具备易实现性，广泛适用于密集波分复用系统以及光通信等领域。

关键词： 弱反射光栅   地质灾害   物联网   雨量监测   位移监测   光纤传感   光栅传感器   滑坡监测  

摘要： 我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一，而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用，因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4G模块设计了一款物联网数据采集控制板，并结合压电式雨量传感器、拉绳位移传感器研制了雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪；结合物联网数据采集控制板和弱反射光栅阵列传感技术构建了基于物联网的弱反射光栅地质灾害监测系统，实现了对地质灾害体的定时监测和降雨期间的自动监测；最后将雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪和弱反射光栅地质灾害监测系统应用于桐梓县大河镇新场火车站新场滑坡、崩塌的监测实验中。监测数据表明，弱反射光栅监测系统测得传感光缆41#弱反射光栅传感段的位移变化达5 mm，在其附近的位移监测仪也测到有位移变化，可有效实现对地质灾害的定时监测和降雨期间的自动监测。

关键词： ∥X∥_*-∥X∥F最小化   限制等距性   低秩张量恢复  

摘要： 限制等距条件在稀疏优化中具有重要的意义,它是稀疏性的保证.在压缩感知和矩阵补全中,基于l1, L*以及l1-l2和L*-LF优化模型的限制等距条件已经获得较丰富的成果.本文将推广到张量上,基于Tucker秩和L*-LF优化模型,研究低秩张量X恢复的限制等距性质（RIP）,给出限制等距性常数δ2r_n的一个界.

关键词： 光纤传感器   热线式风速计   光纤布拉格光栅   法布里珀罗干涉仪   掺钴光纤   风速测量  

摘要： 为提高热线式光纤光栅风速计的性能，提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构（FPI），该掺钴光纤吸收1 480 nm激光后产生热量从而形成热线，根据热膨胀效应和热光效应，温度变化会引起掺钴光纤中光程的变化，使得FPI的干涉谱红移。当气流流过FPI风速计时，掺钴光纤的热量散失速率加快，温度降低进而导致FPI干涉谱蓝移，蓝移量与风速成固定的关系。因此，通过测量FPI干涉谱的波长改变量，可以计算出风速值。实验中，在0～9 m/s的范围进行了风速测量，获得热线式风速计的典型响应，灵敏度随风速增大逐渐降低。在风速为0.1 m/s时，风速计的灵敏度达到-1053.86 pm·m-1·s，而风速为0.5 m/s和5.0 m/s时，灵敏度分别为-746.47 pm·m-1·s和-15.15 pm·m-1·s。与已报道的热线式光纤光栅风速计相比，所提出的光纤光栅FPI风速计具有灵敏度高、结构简单紧凑、易于制造、成本低等优点。

关键词： 光纤光栅   机械手   滑觉感知   支持向量机   卷积神经网络  

摘要： 为赋予机械手滑觉感知的能力，研制了一种在硅橡胶内埋置三根光纤光栅的柔性蒙皮，可用于感知滑动方向和速度。当测试用的滑块从蒙皮表面滑过时，硅橡胶的形变会引起各光栅的反射波长发生漂移，仿真和实验结果表明，滑动方向不同，各光栅波长漂移的趋势也不同，识别其变化特征便可以辨识滑动方向，滑动距离除以滑动时间即可得到滑动速度。所测滑动速度的最大相对误差为9.29%，支持向量机模型和一维卷积神经网络对滑动方向辨识的准确率分别达到91.0%和93.5%。

关键词： 张量补全   双层模型   收敛性   零空间性质   RIP条件  

摘要： 基于张量的Tucker秩,本文提出了张量按模展开矩阵核范数的极小极小、极小极大以及它们组合的优化模型.首先研究了这三种新模型的零空间性质和约束等距性质(restricted isometry property,RIP).然后采用增广Lagrange乘子方法框架,设计了求解张量补全的三种优化算法,分析了求解极小极小与极小极大组合优化模型算法的收敛性.最后进行了数值实验,将本文提出的三种算法与求解传统模型的高精度低秩填充算法进行了比较,结果显示:极小极小与极小极大组合的优化模型与传统的核范数优化模型精度基本相同, CPU (central processing unit)时间明显减少.

关键词： LiNbO   晶体   电光效应   横向电光调制   调制曲线  

摘要： 从LiNbO3晶体的折射率椭球方程和电光系数矩阵出发,对LiNbO3晶体沿光轴方向加电场时的横向电光调制特性进行了计算与分析。结果表明,由于自然相位差的存在,LiNbO3晶体的电光调制曲线不一定经过坐标原点。同时,晶体的电光调制曲线对通光方向在y、z轴决定平面内的微小偏离非常敏感,导致实验中零电压下正弦调制信号的解调信号波形在实验中具有随机性,但这并不影响LiNbO3晶体半波电压的测量结果。这些结果及结论不仅能很好地解答学生在实验中存在的疑惑,对实验教师和相关实验人员也有很好的参考作用。

关键词： 光纤布拉格光栅   应变传感器   延伸应用   灵敏度  

摘要： 随着传感技术的快速发展，光纤布拉格光栅（FBG）应变传感器逐渐实用化、商业化。与传统传感器相比，FBG应变传感器凭借其体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗干扰能力强等优势，被广泛应用于高速公路、建筑、桥梁、大坝、矿区、铁路、油或气库等领域，逐渐成为检测领域的重要传感器之一。目前FBG应变传感器发展迅速，延伸出了许多新的方向。本文聚焦于FBG应变传感器，逐一分析讨论了FBG应变传感器在位移、加速度、湿度、腐蚀和超声波等方向的延伸应用进展，阐述了各延伸应用理论原理，对其性能进行对比分析，并对FBG应变传感技术的延伸应用进行了展望。

关键词： 卷积神经网络   张量分解   多聚类   深度学习   消费电子产品  

摘要： 在消费电子的动态领域，了解用户行为对于产品创新和用户满意度至关重要，提出一种突破性的多聚类方法，将深度学习与张量分解相结合，以解决数据分析和挖掘的挑战。首先，从复杂的异构数据集中提取高级特征，例如来自现代设备中的各种传感器和用户交互的数据集，采用深度神经网络封装数据源的各种特征。随后，张量分解技术应用于特征提取和聚类分析，将每个数据源视为数据张量中的不同模态，以揭示其潜在的结构和模式。采用与某电商平台合作得到的涵盖数万消费者的多模态购物数据的数据集进行实验。实证验证表明，结合卷积神经网络（CNN）的张量算法在消费电子相关数据集上表现出色，准确率均超过0.7，同时在纯度、调整后兰德指数（ARI）和归一化互信息（NMI）等关键指标上也得分突出，证实了所提方法在捕捉数据内在结构和相似性方面的有效性。在与动态的多聚类（DMCR）方法、深度多模态聚类（DMMC）方法、张量算法以及FAST-CNN等现有算法的比较分析中，本文方法在多个评估指标上均显示出显著优势，不仅证明了其在准确性和稳定性方面优于现有算法，而且在揭示数据底层原理和异构数据之间的相互关系方面也展现了更高的熟练程度。

关键词： 光纤光栅   波长解调   机器学习   可调谐法布里-珀罗滤波器   波长漂移补偿  

摘要： 针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响产生的解调误差增大的问题，提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀罗滤波器的波长补偿模型。实验结果表明，当锯齿波调谐频率为0.5 Hz时，该模型补偿后的漂移波长平均绝对误差和均方误差分别降低至18.47 pm和1.21 pm。稳定性测试中，该方法解调波长值与sm125解调值之间的平均绝对误差为7.28 pm；40～90℃降温实验中，该解调方法的平均绝对误差为7.44 pm。此方法验证了光纤光栅解调系统在不借助硬件参考的情况下，可以有效降低光栅波长解调误差。