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关键词： FDTD方法   时域有限差分   全反射   几何光学   仿真试验  

摘要： 文章应用时域有限差分(FDTD)方法研究光的全反射。首先,简要介绍FDTD方法的特点和基本原理;其次,从理论角度分析光的全反射及其规律,给出应用FDTD模拟得到的数值仿真结果;最后,基于数值仿真结果讨论光的全反射的成立条件。

关键词： 光纤布拉格光栅   微位移测量   信号处理分辨力   皮米量级   高灵敏度探针系统   静态锁相放大  

摘要： 为了实现超高分辨力的微位移测量,建立了基于光纤布拉格光栅传感的高灵敏度探针系统,研究了静态锁相放大技术,用于检测小于纳米量级的微位移信号。根据光纤布拉格光栅传感原理,设计了高灵敏度的双光栅自补偿解调系统结构。基于信号特征研究了静态锁相放大技术,用于实时检测处理微弱测量信号。最后,通过探针系统的性能测试实验可获得灵敏度和分辨力等参数。实验结果表明:探针系统在接触区域的微位移测量范围约为1μm,灵敏度为-15.33 mV/nm,短期噪声极差的均值为0.83 mV,标准差为0.32 mV,信号处理分辨力约为0.06 nm(60 pm),其标准差为0.02 nm(20 pm)。该系统采用光纤布拉格光栅传感技术达到了皮米量级的微位移信号处理分辨力,满足微纳测量系统的抗干扰性强、重复性好等要求,且系统成本较低。

关键词： 光纤延迟线   光纤光栅级联结构   反射谱   切趾函数   弯曲损耗  

摘要： 在使用光纤光栅实现皮秒级别时延的基础上,提出一种光纤光栅与单模光纤相结合的微秒级别级联结构,该结构可以实现中心波长1550~1553 nm范围内,间距为1 nm的窄波长反射型时延线,共1,1.5,2和2.5μs四种不同的时延。将单波长反射的啁啾布拉格光纤光栅与103 m单模光纤连接构成延迟单元,再利用光环形器将4个延迟单元级联并使用内半径为3 cm的光纤绕线盘,将四种延时单元的传输光纤进行整合。借助光纤光栅的反射镜作用,控制不同波长光信号通过不同的传输距离,从而达到时延目的。本文通过对啁啾布拉格光纤光栅的反射谱进行仿真分析,发现相邻反射谱的旁瓣会出现交叠现象,因此使用六个切趾函数对旁瓣滤除。结果显示:不同切趾函数的滤除效果也不同,能够完全滤除旁瓣并且对反射谱包络影响最小的是柯西切趾函数,经柯西切趾后能使不同波长光信号在对应中心波长1 nm范围内反射率达到1,而其他位置均为0。由于使用光纤绕线盘整合延迟单元传输光纤会产生一定损耗,因此对弯曲损耗进行仿真分析,结果表明:弯曲半径相同时,损耗与工作波长成正比;工作波长相同时,弯曲损耗与弯曲半径成反比。当弯曲半径大于2.9 cm时,弯曲损耗曲线变化平缓并趋于0,因此当光纤绕线盘内半径为3 cm时保证了在减小延迟模块体积的同时又不会有过大的损耗。通过TDS784D型示波器对频率为2000 Hz的信号经不同传输距离后的波形进行测试,结果显示经3 m和5 km传输线后信号的各项参数基本保持不变,经过长距离传输后,依然能保持原信号特性,因此使用103 m传输线可达到延迟目的。使用W-GGL型光功率计对不同频率下的输出功率进行测量,与直光纤的输出功率相比,当弯曲半径为2~3 cm时偏差较大,等于3 cm时偏差为0.18 dBm,大于3 cm时则无限趋近,因此设置绕线盘内半径为3 cm符合光纤延迟线的损耗范围。

关键词： 玩手机   期末考试   空当   教学任务   语文课   读书交流会   精力旺盛   不爱学习  

摘要： 下午的两节语文课出奇地热闹.完成了这学期的教学任务,离期末考试还有一些时间.利用这个空当,正好可以完成我开学布置的任务.刚开学时,面对这群精力旺盛且不爱学习的孩子,我每一节课都要绞尽脑汁.他们在课堂上玩手机、睡觉、吃零食或者在桌子下打打闹闹,这是常态.

关键词： 波动方程   黏性   指数镇定   状态重构   半离散化  

摘要： 通过有限时间的输出观测信息,以向前-向后观测器为基础的时间反转法可以用于无穷维能量守恒系统的状态重构.本文利用Lyapunov函数法将上述结果推广到具有一般黏性和边界观测的一维波动方程,给出上述方法的数值逼近格式和收敛于初值的迭代序列.对于任何初始猜想值,迭代序列都强收敛到初值,进而实现状态重构的数值逼近.其中在状态重构的数值逼近的时间反转法中,离散系统和向前观测系统的误差系统的一致指数稳定性(关于离散步长)具有重要作用,因而先讨论相关系统的一致指数稳定性.本文通过将port-Hamilton理论和有限差分格式相结合,得到一种降阶型差分格式,利用与连续系统同样的验证方法得到离散系统的一致指数稳定性.

关键词： 神经网络   二进制张量分解(IBTF)   乘积累加运算(MAC)  

摘要： 针对现有的简化神经网络推理计算方法面临模型精度下滑及重训练带来的额外开销问题,本文提出一种在比特级减少乘积累加运算(MAC)的乘加操作数的二进制张量分解法(IBTF)。该方法利用张量分解消除多个卷积核之间由于权值比特位重复导致的计算重复,并保持计算结果不变,即无需重训练。在比特级简化模型计算的IBTF算法与量化、稀疏等数据级简化方法正交,即可以协同使用,从而进一步减少MAC计算量。实验结果表明,在多个主流神经网络中,相较于量化与稀疏后的模型,IBTF进一步使计算量减少了3.32倍,并且IBTF在不同卷积核大小、不同权值位宽及不同稀疏率的卷积运算中都发挥了显著的效果。

关键词： 心脑血管疾病   突发疾病   幸福的家庭   期末考试   成绩单   广安市   武胜县   抑郁症  

摘要： “谢爷爷,这是本学期我和姐姐的成绩单。”每学期期末考试后,广安市武胜县关工委办公室都会迎来这位主动分享学习近况的女孩——李静。10年前,李静父亲突发疾病,为父亲治疗耗尽了家中积蓄,同时欠下10万元外债。历经治疗,病魔还是毫不留情地夺走了父亲的生命,留下李静、姐姐和母亲相依为命。李静的母亲因承受不住打击,患上了严重的抑郁症和心脑血管疾病,一个幸福的家庭几近垮塌。

关键词： 光纤光学   光纤布拉格光栅   解调精度   寻峰算法   传感器  

摘要： 光纤布拉格光栅传感器采用中心波长的变化反映被测量的变化,因此提高光纤布拉格光栅波长的解调精度具有重要意义。传统的解调算法大多抗噪性能差、解调精度有限,且无法对重叠光谱和畸变光谱进行精确解调,限制了解调系统的发展。高精度解调算法主要解决抗噪性能差、寻峰精度低等问题,能够实现传感器网络的精准解调。本文介绍了光纤光栅的传感原理,说明了光纤光栅的主要类型和制作方法。综述了近几年高精度光纤光栅波长解调算法,分单峰检测寻峰算法和多峰检测寻峰算法两种类型阐述了每种解调算法的原理和优缺点,并对未来的光纤光栅高精度解调算法进行了简要分析和展望。

关键词： 表面等离激元   超材料   红外热传感器   光栅  

摘要： 研究了基于表面等离激元超材料的红外非制冷热传感器,通过对超材料的理论分析,证明其对于红外探测器的吸收具有重要的促进作用,利用二维光栅结构作为等离激元的激发结构,降低传感器三维结构的加工难度。通过光栅参数的优化和模型的调整,使得模型在大气窗口波段内,尤其是3~5μm和8~14μm波长范围中具有更大的吸收效率,通过与原始结构进行对比,可知本文改进后的模型能够显著提高红外非制冷热传感器的吸收效率,使其具有更好的市场价值和应用前景。

关键词： 裂缝识别   三维重建   四步相移   多频外差  

摘要： 随着铁路、公路等各级交通运输线络的发展,隧道交通量逐渐增加,隧道内的环境安全监测变得异常重要。裂缝是隧道环境安全的主要影响因素之一,传统基于图像处理的隧道裂缝检测技术由于受环境光照强度、对比度等干扰而使检测结果不够准确。近期,在对物体表面形貌的识别上普遍采用基于光栅条纹投影的三维轮廓测量方法。采用该方法模拟对隧道裂缝的检测过程,结合运用四步相移法和多频外差法获得准确的裂缝图像并进行三维重建。实验结果表明,该算法能够成功完成对物体表面裂缝的检测和三维重建。