考虑损耗时拉曼放大泵浦光的偏振效应

利用高非线性和较大吸收损耗的光子晶体光纤制作光纤拉曼放大器,是当前的一种趋势,这导致泵浦光非线性旋转效应明显增强．本文在考虑吸收损耗条件下,研究了泵浦光的非线性旋转问题,首次得出了连续光条件下的解析解．结果表明,输入线偏振光与圆偏振光都不会产生非线性旋转,只有椭圆偏振光才有非线性旋转．旋转是绕着邦加球的纬线进行,s3保持不变．随着吸收损耗的增加,有效长度变小,相对的旋转速度变慢．这表明,如果光纤对于泵浦光的吸收越强,越有利于拉曼放大．     

基于光反馈的信号灯故障检测系统研究

针对传统信号控制器的信号灯故障检测不准确的问题而设计的信号灯终端光反馈故障检测系统,主要采用信号灯终端光反馈、光纤传输和光电转换技术,将信号灯的输出状态直接反馈到信号控制器,实现对信号灯故障的可靠检测。通过信号控制器对故障信号进行处理,并利用数字化传送,具有纠错、容错的功能,实现了对信号灯运行状态的准确、可靠检测及控制。     

一种新型级联MZI型不等带宽波长交错滤波器的设计

为了满足在光纤通信系统中不同传输速率对带宽的要求,提出了基于1个3×3和2个2×2光纤耦合器级联组成全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型不等带宽波长交错滤波器的设计方案.运用光纤传输理论和矩阵理论,推得器件输出谱的表达式,对其特性进行数值模拟分析,结果表明:器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,满足了10Gbit/s+40Gbit/s混合系统中不同传输速率对带宽的要求,实现不等带宽传输;器件中对耦合器的结构参数偏差要求不同而降低了制作难度.该滤波器较等带宽交错滤波器带宽利用率更高,在光纤通信系统中有着潜在的应用价值.     

反求工程中点云数据的获取

反求工程CAD建模数据点的获取技术,是利用相应的测量设备或扫描设备对测量对象进行测量或扫描,以形成产品三维实物模型的技术。目前使用最广泛的是光学测量法。该方法是一种非接触式方法,采用这种方法可进行全场测量,也可以逐点、逐线扫描测量。为了能够快速而准确地反映被测物体的面型特征,采用线扫描测量法。此方法的测量精度比投影光栅全场测量法高,测量速度比点扫描法快。     

地面激光扫描和数码相机在化石重建中的应用

三维激光扫描技术作为一项新的测量技术,可以快速高效且准确地获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供新的选择。介绍地面三维激光扫描仪工作原理、类型及数据处理方法。以中国地质大学化石林中的化石为例,研究化石点云数据获取、处理、三维模型重建和纹理粘贴的基本方法,试验表明这种方法有效可行。     

基于GPS技术光缆定位巡线系统的设计

利用GPS技术和GIS技术设计实现了光缆定位巡线系统.该系统主要为有光缆值勤业务的单位研制和配备,利用该系统,巡线员可以方便地记录巡线路径并将巡线数据录入后台数据库,以便进行日常考勤管理,方便光缆干线的日常维修和管理.     

基于光纤光栅的锚端预应力传感器的研究

针对传统检测方法长期稳定性差、信号不能远距离传输等缺点，基于光线光栅的优点，以及预应力钢绞线的特殊结构和复杂工作情况，本文提出了基于光纤光栅的预应力锚端传感测试方案，进行了光纤光栅锚端预应力传感器的研究，实验表明该传感器重复性好，测量精度高，可以满足预应力锚端监测的需要。     

轨道高低自适应测量系统

轨检车的CP-3型轨道高低测量装置采用惯性法测量,测量结果受到行车速度影响.因此在轨检车的CP-3型轨道高低测量装置中将速度分成了三档,测量时依据行车速度由人工进行调节,这给测量带来较大的不便,并容易引入测量误差.为此作者通过对左右高低加速度计输出的加速度信号、位移传感器输出的左右高低加速度计和左右高低测量点的垂向位移信号、车体惯性平台输出的车体倾角信号进行合成处理,并结合自行设计的模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,即自适应测量.该系统的现场试验结果表明,高低的检测结果是正确的,可以满足现场使用要求.     

光纤传感技术在桥梁监测中的应用

在桥梁监测领域,光纤传感技术是一种新型智能监测技术。与传统桥梁监测方法相比,光纤传感技术因具有众多优点,近年来已成为桥梁智能监测领域的研究热点之一。结合目前桥梁监测的现状,阐述了基于光纤传感技术的桥梁监测新技术,并结合桥梁监测的具体对象为桥梁综合监测提供了新方法,最后指出光纤传感技术在桥梁检测领域具有广阔的应用前景。     

基于FPGA的实时互相关运算器

以光纤传感系统空间定位问题的研究为背景,探讨了互相关算法在大规模现场可编程门阵列（FPGA）的实现方案,设计出流水线操作的互相关运算器,并应用VHDL语言实现了互相关运算器.该互相关运算器在64 MHz的时钟下,能够对二路监测信号进行互相关处理,实时完成128点探测距离的互相关运算,为光纤传感系统的后续空间准确定位奠定了基础.利用大规模的FPGA硬件资源丰富特点,用硬件电路实现互相关运算,有效提高了数据处理速度,实现了数据检测的实时性,有效解决光纤干涉仪传感系统中空间信息稳定实时提取的难题.     

160Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.     

基于车网耦合的高速铁路AT供电系统谐振特性

为研究高速列车与AT供电系统之间电气耦合（简称车网耦合）引起的谐波谐振,构建了基于节点导纳方程的高速铁路AT供电系统数学模型和基于高速列车功率源特性以及等效阻抗的谐波源模型,提出了基于车网耦合的高速铁路AT供电系统谐波谐振评估算法,研究了3种AT供电模式、3种AT牵引网运行方式以及不同AT变压器漏感大小对系统谐振特性的影响,分析了系统阻频特性与相频特性,指出并联和串联谐振点及其变化规律.仿真分析表明:列车位于不同AT段时3种AT供电模式下并联谐振点和串联谐振点均存在差异,牵引供电系统运行方式的多变性也造成了串联和并联谐振点的偏移,AT漏抗越大则谐振点数目越多而第1个串联谐振点频率越低.      

基于三维模型重构技术的公路预制构件尺寸检验评价方法

为使公路工程异形混凝土预制构件的制造尺寸检验评价适应工业化建造要求，应用三维模型重构技术检验评价了异形混凝土预制构件尺寸，提出了高精度、自动化异形混凝土预制构件尺寸检验评价方法，包括三维模型重构、点云数据处理和检验评价体系3个环节；总结了基于三维摄影的点云模型重构技术的原理和关键环节，研究了基于坐标转换和包围盒的无关点云自动剔除算法，并通过2个实例验证了该算法的效果；研究了点云整体配准和3类局部配准方法，针对不同形状的构件和不同位置的细部构造，结合工程需求进行对照；考虑工程需求并与配准方法对应，提出了基于彩色误差云图和数理统计方法进行构件尺寸检验评价的3种判异原则，包括误差均值和标准差判异原则、误差极值判异原则、综合判异原则；综合分析彩色误差云图和误差分布，利用判异原则对箱型涵洞侧墙和管型涵洞侧墙实例的尺寸进行了检验评价。研究结果表明:3种判异原则分别适合对预制构件进行整体宏观、局部单项和先整体后局部的检验评价；采用三维模型重构技术建立的异形混凝土预制构件点云模型，与实际构件相比其长度和宽度的误差均值约为1.5 mm，三维模型重构技术可以替代人工测量；能够自动化剔除无关点云，并执行更为严格且符合工程需求的构件尺寸检验评价。      

一种通过贡献矩阵评估电力系统脆弱性的方法

随着电网技术的飞速发展,电力系统的安全稳定运行越来越受到人们的重视。文中提出了一种通过贡献矩阵来评估电力系统脆弱性的方法,其基本思想是依据在风险评估中各指标原始数据的来源对应生成其所属的评估证据,而后根据所选取的计数模型构成评估证据的贡献矩阵,最后结合D-S证据理论和基本概率分配mass矩阵,选取单点信任度值大的指标作为整体脆弱性风险评估结果。文中还通过具体算例验证了其可行性,此方法结合了各评估指标的相关性,能较为有效地对系统的脆弱性风险进行综合评估。     

Development of 2D hybrid equilibrium elements in large increment method

As a force-based finite element method (FEM), large increment method (LIM) has been developed in recent years. It has been shown that LIM provided prominent advantage of parallel computation with high efficiency and low time consumption for member structural system. To fully utilize its advantage in parallel computation, it is the time to extend LIM to 2D and 3D continua analysis. In this paper, a 2D finite element library with the capability of modeling arbitrary configurations is developed. Some illustrative numerical examples are solved by using the proposed library; the obtained results are compared with those obtained from both traditional displacement-based FEM and analytical solutions, which has clearly shown the advantages of LIM.     

Calibration for 3D Structured Light Measurement

A calibration procedure was developed for three-dimensional(3D) binocular structured light measurement systems. In virtue of a specially designed pattern, matching points in stereo images are extracted. And then sufficient 3D space points are obtained through pairs of images with the intrinsic and extrinsic parameters of each camera estimated prior and consequently some lights are calibrated by means of multi point fitting. Finally, a mathematical model is applied to interpolate and approximate all dynamic scanning lights based on geometry. The process of calibration method is successfully used in the binocular 3D measurement system based on structured lights and the 3D reconstruction results are satisfying.     

The Analysis of Angle Resolution of Stress Vector Sensor Based on Optical Fiber Sensing Cable for High Speed Railway Traffic

With the development of high speed railway traffic, the structure health monitoring for high-speed rail is necessary due to the safety issue. Optical fiber sensing technology is one of the options to solve it. Stress vector information is the important index to make more reasonable judgments about railway safety. However, information sensed by lots of commercial optical sensors is scalar. According to the stress filed distribution of rail, this paper proposes a new type of stress vector sensor based on optical fiber sensing cable (OFSC) with a symmetrical seven optical fibers structure and analyzes the relations between angle resolution and distance between adjacent of optical fibers through finite-element software (ANSYS) simulation. Through reasonable distance configuration, the angle resolution of the OFSC can be improved, and thus stress vector information, including the stress magnitude and the angle of stress, can be more accurately obtained. The simulation results are helpful to configure OFSC for angle resolution improvement in actual practice, and increase the safety factor in high speed railway structure health monitoring.     

片状马氏体的平行生长

用光镜、透射电镜对8种 Fe—C,Fe-Cr-C 及 Fe-Ni-C 合金中的片状马氏体进行了一般观察、原位观察及动态观察.结果发现,在这些合金中片状马氏体不但呈大角度分布,而且也能平行分布.片状马氏体的平行生长主要表现为两种形态.一种是并生一对片状马氏体紧靠在一起同时形核,同时长大;另一种是附生几个片状马氏体连续形核、连续长大.本文认为,片状马氏体平行生长的原因,在于马氏体转变的塑性协调作用.     

高速道岔尖轨点云的复合拼接及数据处理优化

为实现高速铁路尖轨磨耗的高效检测,结合高速尖轨的检测需求及其几何特征,提出了基于距离编码器的复合拼接方法.该方法将距离信息融合到点云拼接中,提高了检测系统的自动化程度.在计算点特征直方图（point feature histograms,PFH）的过程中,引入OpenCL（open computing language）异构加速模型调整点云的数据结构,发挥GPU的并行处理优势获得了更快的数据处理速度.利用实际尖轨开展磨耗检测实验,证明了针对高速尖轨的结构光检测系统有效可行.经过点云拼接和点云扫描数据处理的优化,系统的整体检测效率获得了70%左右的提升.      

机场混凝土道面裂缝光纤监测技术研究

在机场道面健康监测方面,国内外目前还没有可定量的、长期有效的监测方法。本文通过分析机场水泥混凝土道面的开裂机理、光纤传感器的传感原理,并与传统传感器进行比较,提出了机场水泥混凝土道面裂缝光纤传感器的设想,探讨了机场混凝土道面裂缝传感技术在未来的应用前景．