高温环境下油田测井信息光纤传输方案的设计

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作者 张宝林 邹喜华 卢冰 《光通信研究》 北大核心 2013年第1期14-16,共3页

针对传统测井传输方案的不足,设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片,高温光模块为信号收发器,耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器,也可将该链路回... 针对传统测井传输方案的不足,设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片,高温光模块为信号收发器,耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器,也可将该链路回传的测井信息(比如温度、压力、电阻值等)显示出来。实验结果表明,该方案不仅能够长时间在高温工作环境下(110℃)实现测井信息的远距离宽带传输(可达2Mbit/s),而且能够提供灵活的扩展方式,使占用空间更少、重量更轻。 展开更多

关键词 光纤传输方案 油田测井 高温环境 单片机

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光子晶体环形谐振器特性研究

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作者 张红星 潘炜 刘新开 《光通信研究》 北大核心 2011年第5期45-48,共4页

文章采用FDTD(时域有限差分)法,通过数值计算得到了一种新型PCRR(光子晶体环形谐振腔)的宽带频响特性,并分析了介电常数对PCRR传输特性的影响。在此基础上建立了一个三波长的光子晶体分频器,结合对该模型中光场强度动态分布图的分析,实... 文章采用FDTD(时域有限差分)法,通过数值计算得到了一种新型PCRR(光子晶体环形谐振腔)的宽带频响特性,并分析了介电常数对PCRR传输特性的影响。在此基础上建立了一个三波长的光子晶体分频器,结合对该模型中光场强度动态分布图的分析,实现了在1 5001、550和1 610 nm 3个波长处的分频功能。数值结果表明:与微腔特性相比,PCRR能同时得到多个窄频信号,并且在多波长分频器中可以减少微腔的个数;与波导耦合相比,在结构参数设计上更加灵活。 展开更多

关键词 时域有限差分法 环形谐振器 透射谱 三波长分频器

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基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究 被引量：26

3

作者 张震 闫连山 +3 位作者 潘炜 罗斌 刘江涛 李晓银 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1173-1178,共6页

减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考... 减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考虑节点的剩余能量,给节点设置一个能量阈值,小于该值则不能当选为簇头,因此提高了网络的健壮性。理论分析和仿真结果表明,改进后的算法比LEACH算法生命周期提高117%~351%,且能耗更加均匀,同时与PEGASIS相比,时延提高290%。 展开更多

关键词 无线传感网络 路由协议 LEACH PEGASIS

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基于DV-hop的无线传感器网络定位算法研究 被引量：33

4

作者 张震 闫连山 +1 位作者 刘江涛 李晓银 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1469-1472,共4页

DV-hop算法是无线传感器网络中一种典型的定位算法。系统分析了DV-hop算法中对定位误差有较大影响的节点通信半径、锚节点个数、总节点个数等几个重要参数,并进一步给出仿真结果。通过仿真结果分析得出上述参数的较优值,降低使用DV-hop... DV-hop算法是无线传感器网络中一种典型的定位算法。系统分析了DV-hop算法中对定位误差有较大影响的节点通信半径、锚节点个数、总节点个数等几个重要参数,并进一步给出仿真结果。通过仿真结果分析得出上述参数的较优值,降低使用DV-hop算法时无线传感器网络的定位误差。理论分析和仿真结果表明,参数优化后的算法有效的降低了节点的定位误差。 展开更多

关键词 无线传感器网络 DV-HOP定位算法 定位误差.

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槽型腔表面等离子体滤波器特性研究 被引量：1

5

作者 商科峰 《光通信研究》 北大核心 2012年第5期50-51,67,共3页

为了降低槽型腔滤波器透射频谱的FWHM(半高全宽),采用FDTD(时域有限差分法)对基于MIM(金属-介质-金属)波导的单槽型腔滤波器和级联槽型腔滤波器结构进行了数值模拟,并用耦合模理论对其透射频谱进行了分析。仿真结果表明,级联槽型腔滤波... 为了降低槽型腔滤波器透射频谱的FWHM(半高全宽),采用FDTD(时域有限差分法)对基于MIM(金属-介质-金属)波导的单槽型腔滤波器和级联槽型腔滤波器结构进行了数值模拟,并用耦合模理论对其透射频谱进行了分析。仿真结果表明,级联槽型腔滤波器能够有效抑制透射频谱的FWHM,其透射频谱的FWHM仅为单槽型腔结构的30%～40%。 展开更多

关键词 表面等离子体激元 耦合谐振 波长滤波 集成光学

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光纤光栅群时延纹波对微波光子滤波性能的影响 被引量：4

6

作者 戈伟伟 邹喜华 +3 位作者 何梓昂 潘炜 罗斌 闫连山 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期12-16,共5页

建立了一种研究光纤光栅群时延纹波(GDR)对微波光子滤波性能影响的理论模型,探讨了群时延纹波对相干光源型和非相干光源型微波光子滤波器性能的影响。基于该理论模型,分别在随机分布的GDR和实测GDR影响下,分析了微波光子滤波器幅频响应... 建立了一种研究光纤光栅群时延纹波(GDR)对微波光子滤波性能影响的理论模型,探讨了群时延纹波对相干光源型和非相干光源型微波光子滤波器性能的影响。基于该理论模型,分别在随机分布的GDR和实测GDR影响下,分析了微波光子滤波器幅频响应、相频响应的演变趋势。相干光源型滤波器中,GDR主要影响体现为陷波点频率的偏移,而非相干光源型滤波器中GDR则导致幅频响应形状和线性相位畸变;而在多抽头情形下,GDR导致边模抑制比下降和消光比劣化。 展开更多

关键词 群时延纹波 微波光子滤波器 光纤光栅 滤波响应

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分布式光纤传感器温度与应变区分的研究 被引量：2

7

作者 雷杨 潘炜 +3 位作者 闫连山 罗斌 张志勇 任中耀 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第5期25-27,30,共4页

针对分布式光纤传感器系统中温度和应变同时存在的问题,给出了一种联合受激布里渊散射(SBS)和后向瑞利散射来解决此类交叉问题的方法。根据光纤中SBS,后向瑞利散射与施加在光纤上的温度和应变的相关特性,分析了温度和应变对SBS,瑞利散... 针对分布式光纤传感器系统中温度和应变同时存在的问题,给出了一种联合受激布里渊散射(SBS)和后向瑞利散射来解决此类交叉问题的方法。根据光纤中SBS,后向瑞利散射与施加在光纤上的温度和应变的相关特性,分析了温度和应变对SBS,瑞利散射的影响。数值求解出在泵浦光入射端接收到的SBS信号光功率和后向瑞利散射光功率。由应变补偿并解调SBS信号光功率获得温度信息,并分析了应变对温度精度和空间分辨率的影响。 展开更多

关键词 分布式光纤传感器 受激布里渊散射 后向瑞利散射 温度 应变

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基于偏振模干涉的可变系数微波光子滤波器 被引量：1

8

作者 张程 闫连山 +4 位作者 潘炜 罗斌 邹喜华 陈智宇 卢冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2846-2850,共5页

基于偏振调制和光的干涉原理,设计了同时具有正系数和负系数特性的微波光子滤波器,并通过搭建实验模型证实了方案的可行性.利用偏振调制及光的偏振特性实现载波和一阶边带的正交偏振,并通过改变偏振调制器的偏置电压分别对载波和一阶边... 基于偏振调制和光的干涉原理,设计了同时具有正系数和负系数特性的微波光子滤波器,并通过搭建实验模型证实了方案的可行性.利用偏振调制及光的偏振特性实现载波和一阶边带的正交偏振,并通过改变偏振调制器的偏置电压分别对载波和一阶边带引入相移.当载波和一阶边带的相位差为0°或90°时,利用保偏光纤快慢轴上两正交偏振光在同一偏振态上的干涉效应,分别对应实现具有负系数或正系数特性的微波光子滤波器.最后,测量并验证了0～15 GHz频率范围内滤波器的频率响应. 展开更多

关键词 微波光子滤波器 正系数 负系数 偏振调制 偏振模干涉 频率响应

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基片式光纤光栅应变传感器增敏结构研究 被引量：5

9

作者 李忠玉 张志勇 +2 位作者 张信普 杨顺智 王鹏 《光通信技术》 北大核心 2018年第6期21-24,共4页

改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了... 改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了仿真分析,并与一般封装结构的特性进行了对比。仿真结果表明,在整体尺寸相同的情况下,采用新型增敏结构应变片的应变灵敏度为463με/N,是一般封装结构应变片的3.4倍。对FBG传感器进行了封装处理和对比测试实验,实验结果与理论设计相符合。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 基片式 增敏结构 应变传感器 灵敏度

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SLM结合限幅算法提高CO-OFDM系统性能的研究 被引量：1

10

作者 张斯尧 闫连山 +1 位作者 叶佳 易安林 《光通信研究》 北大核心 2013年第5期19-20,33,共3页

分析了CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统中各个子载波之间的序列相关性对系统性能的影响,并提出了使用SLM(选择映射)法结合限幅算法来降低CO-OFDM各个子载波之间的序列相关性,抑制系统中FWM(四波混频)效应导致的损伤,以提高CO-OFDM系统... 分析了CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统中各个子载波之间的序列相关性对系统性能的影响,并提出了使用SLM(选择映射)法结合限幅算法来降低CO-OFDM各个子载波之间的序列相关性,抑制系统中FWM(四波混频)效应导致的损伤,以提高CO-OFDM系统性能。理论分析和仿真结果表明,该方法在误码率为10-3的情况下,与SLM法和限幅算法相比,灵敏度分别提高约1.8和3.4dB。 展开更多

关键词 相干光正交频分复用 序列相关性 四波混频 选择映射法 限幅法

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基于光子晶体光纤高质量超连续谱的优化设计

11

作者 朱瑞莲 闫连山 李立广 《光通信研究》 北大核心 2011年第1期43-46,共4页

采用分布傅里叶方法模拟了光子晶体光纤超连续谱的产生,分析了超连续谱的产生机理与不同光子晶体光纤超连续谱的特点,分析结果表明,在正常色散区可以获得高质量超连续谱。优化光子晶体光纤结构,利用脉宽为100fs、峰值功率为500W的高斯... 采用分布傅里叶方法模拟了光子晶体光纤超连续谱的产生,分析了超连续谱的产生机理与不同光子晶体光纤超连续谱的特点,分析结果表明,在正常色散区可以获得高质量超连续谱。优化光子晶体光纤结构,利用脉宽为100fs、峰值功率为500W的高斯脉冲通过10m长的优化光子晶体光纤,在1 550nm波段获得了宽度为210nm、平坦度为3dB的超连续谱。 展开更多

关键词 光通信 超连续谱 有效折射率 光子晶体光纤

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基于二次相关算法的双M-Z光纤传感器的定位方法 被引量：10

12

作者 杨顺智 张志勇 +1 位作者 邵理阳 闫连山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期63-68,共6页

双马赫-曾德干涉仪型分布式光纤传感系统因灵敏度高而易受环境噪声及系统噪声的影响,使得利用直接互相关算法计算扰动信号位置存在较大误差.采用二次互相关算法,先对两路接收信号做互相关运算,再与其中一路信号的自相关结果做互相关运算... 双马赫-曾德干涉仪型分布式光纤传感系统因灵敏度高而易受环境噪声及系统噪声的影响,使得利用直接互相关算法计算扰动信号位置存在较大误差.采用二次互相关算法,先对两路接收信号做互相关运算,再与其中一路信号的自相关结果做互相关运算,通过对两路信号的时延估计对扰动信号定位,减小了噪声带来的误差并提高计算准确度.对该算法进行了理论仿真和分析,搭建了实验装置进行了实验验证.实验结果表明,与采用直接互相关定位算法结果比较,采用本文算法能够有效提高系统对扰动信号的定位准确度,且具有较高的实时性. 展开更多

关键词 分布式光纤传感器 定位技术 二次互相关 时延估计 周界防护

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一种求解级联拉曼光纤激光器的方法

13

作者 刘聪 潘炜 +3 位作者 罗斌 王昱枭 冯显桂 江宁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1315-1320,共6页

根据适应度函数的具体情况改进了微粒群算法,与基本微粒群算法相比,其复杂函数的寻优能力得到了提高。利用改进的微粒群算法对不同结构的拉曼光纤激光器理论模型对应的适应度函数进行了算法测试,保证适应度函数精度(10-5)的情况下,计算... 根据适应度函数的具体情况改进了微粒群算法,与基本微粒群算法相比,其复杂函数的寻优能力得到了提高。利用改进的微粒群算法对不同结构的拉曼光纤激光器理论模型对应的适应度函数进行了算法测试,保证适应度函数精度(10-5)的情况下,计算时间不超过15 s。与Newton-Raphson打靶算法配合时,有效地缩短计算时间、提高打靶算法稳定性和计算精度。最后,利用该算法数值分析了二阶掺磷拉曼光纤激光器输出端反射率、光纤长度和泵浦功率对输出功率的影响。 展开更多

关键词 级联拉曼光纤激光器 微粒群算法 打靶法 数值仿真

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基于二阶Loyt-Sagnac干涉仪的灵敏度增强温度传感器 被引量：11

14

作者 朱梦芳 邵理阳 +1 位作者 张志勇 闫连山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期30-34,共5页

通过在基于高双折射光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段高双折射光纤并控制两段高双折射光纤的熔接角度,设计制作了二阶Loyt-Sagnac干涉仪结构.利用Jones矩阵对反射谱特性进行了理论推导,对光束入射角度和高双折射光纤长度进行了优化... 通过在基于高双折射光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段高双折射光纤并控制两段高双折射光纤的熔接角度,设计制作了二阶Loyt-Sagnac干涉仪结构.利用Jones矩阵对反射谱特性进行了理论推导,对光束入射角度和高双折射光纤长度进行了优化,并对两种结构的干涉仪温度传感器进行仿真和实验.仿真结果表明,利用二阶Loyt-Sagnac干涉仪结构的游标效应,能提高其作为温度传感器时的灵敏度;实验结果证明,单段Sagnac环干涉仪温度传感器灵敏度为-1.46nm/℃,而使用二阶Loyt-Sagnac干涉仪的温度传感灵敏度为-17.99nm/℃,提高了约12.32倍. 展开更多

关键词 光纤传感 温度传感器 JONES矩阵 Loyt-Sagnac干涉仪 高双折射光纤

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脉冲参量对时间门控光频域反射仪性能的影响 被引量：2

15

作者 易守天 张志勇 +2 位作者 何海军 张信普 钱恒 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期162-167,共6页

为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比... 为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比只与啁啾率相关,且与其成反比;当扫频范围保持80MHz不变时,系统相位噪声随脉宽增加呈现先减小后增大的趋势,且最小值处于2.5μs附近;在实际应用中,满足系统最大扫频范围的条件下,通过调节扫频信号的脉宽,可以获得最优系统相位噪声(最小值)。这一结论对时间门控光频域反射仪系统参量设置与优化是有帮助的。 展开更多

关键词 光纤光学 散射 时间门控光频域反射仪 啁啾率 信噪比 相位噪声

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基于信号功率非线性变换的光信噪比监测 被引量：1

16

作者 刘恒江 易安林 《光通信研究》 北大核心 2019年第5期14-18,共5页

基于信号功率非线性变换,结合神经网络,文章提出了一种利用深度神经网络(DNN)实现光信噪比(OSNR)监测的方法。通过对信号功率、信号2次方、4次方和8次方运算后对应的快速傅里叶变换(FFT)后的幅度获取信号与OSNR相关特征量,并利用DNN提... 基于信号功率非线性变换,结合神经网络,文章提出了一种利用深度神经网络(DNN)实现光信噪比(OSNR)监测的方法。通过对信号功率、信号2次方、4次方和8次方运算后对应的快速傅里叶变换(FFT)后的幅度获取信号与OSNR相关特征量,并利用DNN提取相关特征量以实现OSNR监测。仿真结果表明,针对28Gbaud偏振复用(PDM)正交相移键控(QPSK)、PDM-8相移键控(PSK)、PDM-8正交振幅调制(QAM)和PDM-16QAM信号相干光通信系统,对应的背靠背OSNR监测平均标准误差分别为0.10、0.09、0.33和0.46dB。对这4种调制格式,在入纤功率分别为4、4、3和3dBm,传输距离分别为2000、1040、1040和800km单模光纤时,获得的OSNR监测平均标准误差分别为0.43、0.34、0.66和0.79dB。 展开更多

关键词 光信噪比监控 深度神经网络 相干光通信

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一种光纤传感器温度与应变同时解调的方法

17

作者 任中耀 潘炜 +4 位作者 闫连山 罗斌 张志勇 雷杨 蒋志远 《光通信研究》 北大核心 2010年第2期45-48,共4页

文章分析了一种利用外差检测所得微波信号的电场振幅和频率来计算后向布里渊散射光功率及频移的方法。该方法通过对功率较强的微波信号进行数值拟合,利用得到的直流分量和交流分量计算出后向散射光功率、频移及其随温度、应变变化的系... 文章分析了一种利用外差检测所得微波信号的电场振幅和频率来计算后向布里渊散射光功率及频移的方法。该方法通过对功率较强的微波信号进行数值拟合,利用得到的直流分量和交流分量计算出后向散射光功率、频移及其随温度、应变变化的系数矩阵。数值结果表明,温度、应变的解调精度分别为1℃、100με,但也受到一定采样频率的限制。 展开更多

关键词 光纤传感器 布里渊散射 外差检测 温度与应变 微波电光调制

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基于HNLF的RZ到NRZ的全光码型转换

18

作者 孟小俊 闫连山 +1 位作者 易安林 李立广 《光通信研究》 北大核心 2010年第6期1-3,共3页

数值仿真分析了利用高非线性光纤(HNLF)的交叉相位调制(XPM)效应实现归零(RZ)码到非归零(NRZ)码的转换,并讨论了RZ信号占空比、光纤色散对转换后NRZ信号Q因子的影响。数值结果表明:转换后NRZ码的Q值受输入RZ信号占空比的影响;而且RZ信... 数值仿真分析了利用高非线性光纤(HNLF)的交叉相位调制(XPM)效应实现归零(RZ)码到非归零(NRZ)码的转换,并讨论了RZ信号占空比、光纤色散对转换后NRZ信号Q因子的影响。数值结果表明:转换后NRZ码的Q值受输入RZ信号占空比的影响;而且RZ信号与连续的探测光之间的色散差也严重影响转换后NRZ信号的Q因子值。 展开更多

关键词 高非线性光纤 码型转换 交叉相位调制 归零码 非归零码

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基于光纤SPM效应级联全光再生器的设计优化

19

作者 徐梦蝶 闫连山 易安林 《光通信研究》 北大核心 2011年第5期39-41,共3页

基于高非线性光纤SPM(自相位调制)效应加偏移滤波的全光再生技术,分析了级联再生器在输入脉冲宽度、光纤参数和滤波器带宽一定的情况下,输入信号功率和滤波器偏移量对输入信号幅度抖动和Q值的影响。数值仿真结果表明:优化后的输入信号... 基于高非线性光纤SPM(自相位调制)效应加偏移滤波的全光再生技术,分析了级联再生器在输入脉冲宽度、光纤参数和滤波器带宽一定的情况下,输入信号功率和滤波器偏移量对输入信号幅度抖动和Q值的影响。数值仿真结果表明:优化后的输入信号功率和滤波器偏移量使得级联再生后的信号幅度抖动和寄生脉冲都得到了抑制。第2级再生后的Q值改善值比第1级再生后最大提高了2 dB。 展开更多

关键词 高非线性光纤 自相位调制 级联全光再生器 偏移滤波

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