小型高光谱图谱仪与激光雷达及其海洋应用 被引量：9

1

作者 何赛灵 陈祥 +2 位作者 李硕 姚辛励 徐展鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期1-14,共14页

海洋是地球生态环境的重要一环,但人类对海洋资源的勘探和开采容易对其造成严重破坏,如油气开采过程造成的大面积溢油、污染和赤潮爆发等。高光谱成像技术可以同时获取图像信息与高分辨光谱信息,在海洋原位探测上具有重大应用。文中综... 海洋是地球生态环境的重要一环,但人类对海洋资源的勘探和开采容易对其造成严重破坏,如油气开采过程造成的大面积溢油、污染和赤潮爆发等。高光谱成像技术可以同时获取图像信息与高分辨光谱信息,在海洋原位探测上具有重大应用。文中综述了小型高光谱图谱仪与激光雷达及其在海洋应用上的部分近期工作。小型高光谱图谱仪结合荧光技术,实现了溢油种类的分类和油膜厚度的估计。多模式高光谱海洋原位探测系统可以工作于普通反射或透射成像、望远成像、显微成像三种模式,实现了海洋不同藻类及鱼类传染病载体孢囊的高光谱探测。高光谱技术结合激光雷达技术在溢油、赤潮等海洋污染物监测方面具有很大潜力。非弹性高光谱沙姆激光雷达系统通过油品的荧光光谱实现了海洋溢油油品的遥测鉴别。形貌沙姆激光雷达系统基于二维沙姆成像原理,通过空气-水界面折射矫正,成功的对人体、贝壳、珊瑚等进行了三维形貌重构,近处恢复精度可达毫米级,表面纹路清晰可见,为海洋监测应用提供了新的技术支持。 展开更多

关键词 高光谱图谱仪 沙姆激光雷达系统 沙姆成像原理 溢油 赤潮 海洋原位探测 三维形貌

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高光谱图谱仪与激光雷达及其在海洋生物检测方面的应用 被引量：5

2

作者 何赛灵 李硕 +4 位作者 陈祥 徐展鹏 边秋莞 罗晶 罗龙强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期8-28,共21页

海洋是涵盖超过70%地球表面的连续海水,发展先进的海洋生物光学监测手段对海洋生态系统的保护至关重要。文中综述了笔者团队在小型高光谱图谱仪与激光雷达系统搭建及其在海洋生物检测等应用上的部分近期工作。图谱仪方面介绍了不同空间... 海洋是涵盖超过70%地球表面的连续海水,发展先进的海洋生物光学监测手段对海洋生态系统的保护至关重要。文中综述了笔者团队在小型高光谱图谱仪与激光雷达系统搭建及其在海洋生物检测等应用上的部分近期工作。图谱仪方面介绍了不同空间扫描方式的高光谱图谱仪在透射、反射及荧光等不同工作模式下,对数种藻类、斑马鱼等海洋生物进行了图谱检测,并且基于图谱数据结合机器学习算法实现了微藻种类的精准分类和藻类生长周期的准确预测;在激光雷达方面详述了使用非弹性高光谱沙姆激光雷达系统在实验室和近岸实地环境进行了多次水生生物的测量实验,成功获取其荧光高光谱,证明了非弹性高光谱沙姆激光雷达系统在海洋生物监测应用中的巨大潜力。此外,笔者团队还搭建了一套四维凝视成像探测系统能实现高光谱分辨率(3 nm)、高空间分辨率、高深度精度(27.5μm)的精准探测。 展开更多

关键词 高光谱图谱仪 沙姆激光雷达系统 水母 棕囊藻 四维探测

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一种智能光网络中的亚毫秒光开关阵列 被引量：6

3

作者 万鹏 晏辉鸣 吴兴坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期980-983,共4页

设计研制了一种亚毫秒级微机械光开关阵列.该阵列驱动电压为5V,开关时间小于750μs,插入损耗在0.6dB～0.8dB之间,串扰<-70dB.具有结构简单、成本低廉、可大规模集成的优点,能很好地解决智能光网络节点连接设备OADM快速信号转换和串... 设计研制了一种亚毫秒级微机械光开关阵列.该阵列驱动电压为5V,开关时间小于750μs,插入损耗在0.6dB～0.8dB之间,串扰<-70dB.具有结构简单、成本低廉、可大规模集成的优点,能很好地解决智能光网络节点连接设备OADM快速信号转换和串扰问题.详细介绍了该光开关阵列实现原理,报告了器件性能测试,并应用FEA软件分析了开关单元中磁场和开关驱动过程. 展开更多

关键词 智能光网络 光开关 OADM 微机械 微加工

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光电导天线辐射阻抗特性模拟分析(英文) 被引量：5

4

作者 徐英 陈海滨 洪治 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期233-237,共5页

针对连续太赫兹光电导天线辐射功率较低的缺点,利用有限积分方法对三种常用的光电导天线,包括偶极天线、蝶形天线和螺旋天线,进行数值模拟并分析比较其辐射阻抗特性.仿真结果表明,偶极天线的辐射阻抗与偶极长度、宽度、电极间隙以及传... 针对连续太赫兹光电导天线辐射功率较低的缺点,利用有限积分方法对三种常用的光电导天线,包括偶极天线、蝶形天线和螺旋天线,进行数值模拟并分析比较其辐射阻抗特性.仿真结果表明,偶极天线的辐射阻抗与偶极长度、宽度、电极间隙以及传输线宽度有关,且在其谐振频率存在峰值阻抗,适用于特定频率的太赫兹波辐射.蝶形天线和螺旋天线在所研究的太赫兹波段具有近似稳定的辐射阻抗,广泛应用于宽带领域.对带有交叉电极的电极间隙进行计算,结果表明由交叉电极引入的附加电容降低了天线的高频阻抗. 展开更多

关键词 太赫兹 光子混频 偶极天线 蝶形天线 螺旋天线

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光纤直接耦合微加工型可调光衰减器 被引量：7

5

作者 晏辉鸣 曹钟慧 吴兴坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期718-721,共4页

设计研制了一种新型小体积,低成本的光纤直接耦合微加工型可调光衰减器.该器件采用电磁微线圈驱动柔性框架上的活动光纤微位移实现信号功率衰减变化,驱动电压为0～8 V,工作范围0～65 dB,动态时间响应小于2.3 ms.器件构造工艺主要使用了... 设计研制了一种新型小体积,低成本的光纤直接耦合微加工型可调光衰减器.该器件采用电磁微线圈驱动柔性框架上的活动光纤微位移实现信号功率衰减变化,驱动电压为0～8 V,工作范围0～65 dB,动态时间响应小于2.3 ms.器件构造工艺主要使用了CNC高精度雕刻和激光点焊封装技术.利用有限元单元法进行器件理论分析,并报告了其测试性能. 展开更多

关键词 光衰减器 光纤直接耦合 光纤通信

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一种定向耦合器型高聚物光开关设计 被引量：11

6

作者 鲍俊峰 吴兴坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期361-364,共4页

本文提出了一种基于定向耦合器型的高分子聚合物波导光开关设计,其突出特点是极低的波长相关性和耦合区几何尺寸敏感度,可采用橡胶成型工艺(Rubber Molding Process)实现高聚物波导在硅基底上的快速转印成型.利用BPM方法进行了器件的波... 本文提出了一种基于定向耦合器型的高分子聚合物波导光开关设计,其突出特点是极低的波长相关性和耦合区几何尺寸敏感度,可采用橡胶成型工艺(Rubber Molding Process)实现高聚物波导在硅基底上的快速转印成型.利用BPM方法进行了器件的波导结构设计及性能模拟,插入损耗为0.4～0.6 dB,串扰<-32 dB,偏振相关损耗约为0.08 dB,电光系数r33＝14 pm/V时,器件的开关电压为42 V. 展开更多

关键词 光纤通讯 光开关 高分子聚合物 定向耦合器

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结合小波去噪的THz图像多尺度增强算法研究 被引量：12

7

作者 徐英 洪治 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期398-401,共4页

针对返波管获得的连续THz透射图像对比度低且噪声大的特点,提出了一种结合小波去噪的多尺度图像增强算法。该算法先用图像金字塔变换对THz图像进行多尺度分解,然后采用指数变换在空域对获得的细节图像进行增强。为减小放大噪声的影响,... 针对返波管获得的连续THz透射图像对比度低且噪声大的特点,提出了一种结合小波去噪的多尺度图像增强算法。该算法先用图像金字塔变换对THz图像进行多尺度分解,然后采用指数变换在空域对获得的细节图像进行增强。为减小放大噪声的影响,在重构增强图像的过程中对每一分解层次的近似图像采用小波软阈值方法进行去噪,并对小波图像采用非线性变换进一步增强图像细节。大量实验表明,提出的算法有效地减小了噪声,增强后的THz图像细节分明,边缘清晰,有利于后续的图像处理和识别。 展开更多

关键词 太赫兹图像 增强 多尺度分解 小波去噪

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一种数字化可调光衰减器的设计 被引量：4

8

作者 曹钟慧 邹勇卓 吴兴坤 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期17-20,23,共5页

设计了一种具有自锁功能,可实现数字化的电磁驱动可调光衰减器。该衰减器以电磁驱动 微加工齿轮/齿条机构,带动偏心轮以及与偏心轮点接触的移动挡光片,从而实现数字化电控调节光衰减量。性能测试表明该器件的插入损耗小于 0.5 dB,衰减... 设计了一种具有自锁功能,可实现数字化的电磁驱动可调光衰减器。该衰减器以电磁驱动 微加工齿轮/齿条机构,带动偏心轮以及与偏心轮点接触的移动挡光片,从而实现数字化电控调节光衰减量。性能测试表明该器件的插入损耗小于 0.5 dB,衰减动态范围为0～50dB。 展开更多

关键词 数字化电控可调光衰减器 微加工 微位移驱动器 光通信

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具有最大输出功率的CO_2激光器谐振腔 被引量：4

9

作者 程成 马养武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期346-349,共4页

提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法 ,以最大输出激光功率为目标函数 ,对典型CO2 激光器谐振腔和放电管参数进行了优化 ,给出了谐振腔的 3个优化参数 :放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对... 提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法 ,以最大输出激光功率为目标函数 ,对典型CO2 激光器谐振腔和放电管参数进行了优化 ,给出了谐振腔的 3个优化参数 :放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对于 1 .2m长谐振腔 ,优化设计的基模激光功率可从原先的 55W提高到 89W ,实际测量提高到 74W。 展开更多

关键词 最大输出功率 CO2激光 谐振腔 遗传算法 优化

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低偏振相关损耗全息光栅波分复用器的设计 被引量：2

10

作者 成丽华 宋军 王建 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1667-1671,共5页

对基于掺杂铌酸锂材料的体光栅波分复用器主要结构和光栅记录参量提出了一种优化设计方法.采用严格耦合波理论,对两种偏振不同入射角和不同记录晶体厚度下的器件关键性能参量,如插入损耗和偏振相关损耗等进行了优化.数值结果证明采用优... 对基于掺杂铌酸锂材料的体光栅波分复用器主要结构和光栅记录参量提出了一种优化设计方法.采用严格耦合波理论,对两种偏振不同入射角和不同记录晶体厚度下的器件关键性能参量,如插入损耗和偏振相关损耗等进行了优化.数值结果证明采用优化设计的晶体厚度和光栅记录时的入射角,在获得相当低的偏振相关损耗的同时,也能够获得较低的插入损耗,实现了综合性能优化的波分复用器设计.实验结果证明用优化设计的参量能有效降低波分复用器件的插入损耗和偏振相关损耗. 展开更多

关键词 信息光学 偏振相关损耗 严格耦合波分析 波分复用器

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基于PMC基底与PBG覆层的新型微带天线的研究 被引量：1

11

作者 朱方明 胡骏 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期969-972,共4页

从结构紧凑且方向性高的目的出发,设计了一种既有完全磁导体(PMC)基底又有光子晶体(PBG)覆层的新型电磁晶体贴片天线,用全波模拟方法研究了该新型天线的输入回波损耗、辐射方向图、增益和方向性系数等性能,模拟结果表明,加入PMC结构和PB... 从结构紧凑且方向性高的目的出发,设计了一种既有完全磁导体(PMC)基底又有光子晶体(PBG)覆层的新型电磁晶体贴片天线,用全波模拟方法研究了该新型天线的输入回波损耗、辐射方向图、增益和方向性系数等性能,模拟结果表明,加入PMC结构和PBG覆层以后天线的方向性得到了很大的提高.PMC基底结构将天线的方向性系数由原来的7.0 dB提高到10.16 dB,PBG覆层结构则将天线的方向性系数提高到13.7 dB,既有PMC基底又有PBG覆层结构的新型电磁晶体天线的方向性系数被进一步提高到了14.3 dB,接近于具有相同尺寸和工作频率的天线的理论极限(14.6 dB). 展开更多

关键词 完全磁导体 光子晶体 贴片天线 方向性系数

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周期极化铌酸锂中通信波段纠缠双光子的波长管理方法(英文) 被引量：3

12

作者 高士明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期820-824,共5页

理论研究了周期极化铌酸锂晶体中通过自发参量下转换产生的纠缠双光子的波长管理方法.简并自发参量下转换产生的单色偏振纠缠双光子的波长,可以通过调整晶体的极化周期或工作温度自由地调节,特别是在加工好的晶体中极化周期是确定的,因... 理论研究了周期极化铌酸锂晶体中通过自发参量下转换产生的纠缠双光子的波长管理方法.简并自发参量下转换产生的单色偏振纠缠双光子的波长,可以通过调整晶体的极化周期或工作温度自由地调节,特别是在加工好的晶体中极化周期是确定的,因而调整晶体的工作温度更加便捷.对于双色偏振纠缠双光子来说,不需改变入射的泵浦光以及晶体的极化结构,仅通过调节晶体的工作温度就可以实现o光光子和e光光子波长的严格交换. 展开更多

关键词 光参量器件 偏振纠缠光子对 自发参量下转换 波长管理

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单光子晶体界面介质波导中的慢光效应

13

作者 陈海滨 何金龙 洪治 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2593-2597,共5页

研究了单光子晶体界面介质波导中的慢光效应.芯层-空气层界面的全内反射效应以及光子晶体基底的禁带效应共同形成了对光场能量的横向约束.用基于超元胞的平面波展开法计算得到了导模色散曲线,并据此对其色散、群速以及群速色散性质做了... 研究了单光子晶体界面介质波导中的慢光效应.芯层-空气层界面的全内反射效应以及光子晶体基底的禁带效应共同形成了对光场能量的横向约束.用基于超元胞的平面波展开法计算得到了导模色散曲线,并据此对其色散、群速以及群速色散性质做了详尽分析.由于利用了色散曲线慢光区域内拐点附近低群速色散的部分,该单光子晶体界面介质波导具有良好的慢光特性.对两个不同导模计算得到的平均群速分别为c/98和c/376,可用相对频带宽度分别达到2.1×10-3和4.1×10-4.另外,该慢光结构可以侧向耦合的方式克服光子晶体慢光波导耦合困难的缺点. 展开更多

关键词 光子晶体 慢光 介质波导 群速色散

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基于光纤环结构的微波光子滤波器 被引量：2

14

作者 肖云 赵文义 +1 位作者 朱坤 付宏燕 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1168-1171,共4页

针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构,详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高,并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现,基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构... 针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构,详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高,并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现,基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器拥有更高的抑制比;从原理上分析了无限脉冲响应(IIR)滤波器级联特性不稳定的原因,并在实验中证明了基于低相干光源的级联滤波器频响稳定性有很大提高;对于基于光纤环结构的微波光子滤波器,无论是单环结构还是级联结构,使用宽带光源作为载波会得到更好的滤波效果,系统的频响也更稳定. 展开更多

关键词 微波光子滤波器 非对称耦合光纤环 级联微波滤波器

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MSM光探测器瞬态特性的二维分析及优化设计 被引量：2

15

作者 于弋川 邹勇卓 +1 位作者 何建军 何赛灵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期347-351,共5页

应用有限差分方法对金属-半导体-金属光探测器进行二维分析,全部数值模拟工作都是基于半导体物理的基本微分方程完成的·结合模拟结果对金属-半导体-金属光探测器的瞬态响应进行了分析,以特性分析结果为基础针对探测器的响应速度和... 应用有限差分方法对金属-半导体-金属光探测器进行二维分析,全部数值模拟工作都是基于半导体物理的基本微分方程完成的·结合模拟结果对金属-半导体-金属光探测器的瞬态响应进行了分析,以特性分析结果为基础针对探测器的响应速度和响应率等性能指标进行了二维结构上的优化设计· 展开更多

关键词 MSM光探测器 有限差分 二维分析 瞬态响应 优化设计 SI

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共形FDTD网格剖分方法及其在舰船电磁环境效应仿真中的应用 被引量：2

16

作者 郭旸 王向华 胡骏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期29-34,共6页

对于时域有限差分(FDTD)数值仿真方法,网格生成是其重要前处理过程。大部分商业模型都使用三角形面片描述其结构,而FDTD必须使用六面体网格,因此必须使用合适的剖分算法将模型结构对齐到FDTD的计算区域。而目前基于原点探测的传统网格... 对于时域有限差分(FDTD)数值仿真方法,网格生成是其重要前处理过程。大部分商业模型都使用三角形面片描述其结构,而FDTD必须使用六面体网格,因此必须使用合适的剖分算法将模型结构对齐到FDTD的计算区域。而目前基于原点探测的传统网格生成算法存在效率和精度等若干问题。基于射线追踪原理,通过检测网格射线族和三角形面片模型间的交点位置,求解模型结构和FDTD元胞之间的位置关系,从而可高效、精确生成FDTD仿真算法必须的网格信息,并通过进一步应用多方向射线追踪方法,解决特殊模型结构可能导致部分模型的剖分信息不完整的问题。最后,通过将该剖分方法应用于带有战斗机的航母飞行甲板模型,并结合高阶共形FDTD方法,成功预测其在高功率电磁脉冲下的表面电流分布问题。 展开更多

关键词 FDTD 网格剖分 射线追踪 共形技术 电磁环境

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基于函数语言的并行FDTD算法新实现及其在航空母舰甲板表面电磁场分布问题仿真中的应用 被引量：2

17

作者 郭旸 王向华 胡骏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期35-39,54,共6页

传统的基于过程语言的算法实现很难应用于大规模并行计算,OpenMP和MPI等现有并行框架存在着并行实现困难、开发成本大和灵活度差等诸多问题。通过应用基于函数语言的并行新方法,有效简化并行代码的设计,提升并行算法的开发自由度,并可... 传统的基于过程语言的算法实现很难应用于大规模并行计算,OpenMP和MPI等现有并行框架存在着并行实现困难、开发成本大和灵活度差等诸多问题。通过应用基于函数语言的并行新方法,有效简化并行代码的设计,提升并行算法的开发自由度,并可支持动态分区等复杂并行需求。通过将其应用于具有天然并行属性的FDTD剖分及仿真算法,发现可实现高达50%加速比的高效并行,并在26h内成功求解高达6.9亿未知量的电大尺寸航空母舰甲板模型电磁全波仿真问题。 展开更多

关键词 函数语言 并行算法 FDTD 电大问题

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多边形棒状透镜出端辐射均匀性的研究 被引量：2

18

作者 金新华 郑晓东 王政 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1964-1968,共5页

研究了用多角形棒状透镜产生高均匀性正方形和圆形照明的最佳结构参量·结果表明,对于正方形棒状透镜,输出端的照明均匀性随透镜的长度振荡变化,在某些特定长度达到极小值·对于圆形照明面积,比较了从三角到八角的六种多边形
... 研究了用多角形棒状透镜产生高均匀性正方形和圆形照明的最佳结构参量·结果表明,对于正方形棒状透镜,输出端的照明均匀性随透镜的长度振荡变化,在某些特定长度达到极小值·对于圆形照明面积,比较了从三角到八角的六种多边形·利用三角形积分透镜可以获得最佳的照明均匀性,但光能利用率相对较低,六角形积分透镜可同时获得较高的照明均匀性和光能利用率· 展开更多

关键词 积分透镜 照明系统 均匀性 多角形

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压缩系数可控的光脉冲压缩器(英文) 被引量：1

19

作者 刘源 陈达如 王芬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期17-20,共4页

提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器.该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤(CDPF)和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能.对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率... 提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器.该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤(CDPF)和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能.对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率实现脉冲压缩器的压缩率可调.通过对非线性薛定锷方程的数值模拟,这一光脉冲压缩器的性能得到了验证.当光脉冲在CDPF中传输时,脉冲得到压缩并且被放大.对喇曼泵浦功率来改变可以得到不同的输出脉宽.通过优化CDPF的结构,得到了喇曼泵浦功率和压缩系数之间很好的线性关系. 展开更多

关键词 非线性光纤光学 光脉冲压缩 梳状色散分布光纤 压缩系数可控压缩器

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动态业务下环形光码分多址网络性能分析

20

作者 刘维峰 陈佳佳 +1 位作者 郭昌建 何赛灵 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1389-1392,1433,共5页

为了降低光码分多址(OCDMA)网络的阻塞率,提出了一种新型的码转换结构,在已有的OCDMA分插复用单元的基础上,增加了可重构编码器.分析了在动态业务下环形OCDMA网络在无码转换和稀疏码转换两种情况下的阻塞性能.仿真结果表明,在波长资源... 为了降低光码分多址(OCDMA)网络的阻塞率,提出了一种新型的码转换结构,在已有的OCDMA分插复用单元的基础上,增加了可重构编码器.分析了在动态业务下环形OCDMA网络在无码转换和稀疏码转换两种情况下的阻塞性能.仿真结果表明,在波长资源相同的情况下,OCDMA光网络的阻塞特性远优于波分复用(WDM)光网络,地址码的优选能够使网络性能更佳.相比无码转换网络在中低负载情况下,在环形网络中引入稀疏码转换器能够使性能得到较大的提高,当地址码总数较大时,在高负载情况下的阻塞率性能能够得到较好的改善. 展开更多

关键词 光码分多址(0CDMA) 分插复用器(ADM) 码转换 稀疏分布

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