新型光学梳状滤波器输出光谱响应研究*

提出了一种由2×2光纤耦合器和不同的3×3光纤耦合器构成的新型光学梳状滤波器,运用光纤传输理论和矩阵理论,得到该器件的输出表达式。通过数值模拟分析了光纤耦合器的耦合比对该器件性能的影响,给出了合理的取值范围。结果表明：当各个干涉臂长差和耦合比满足一定值要求时,可得到平坦的输出光谱,且器件奇偶信道在3 dB透过带宽分别满足15 GHz和60 GHz的带宽要求,该滤波器较传统的等带宽交错滤波器有更高的带宽利用率。     

全光纤滤波器的传输谱特性

针对密集波分复用系统在升级过程中对全光纤滤波器的技术要求,构造了一种将2种不同结构的2×2和3×3光纤耦合器按照一定方式级联构成的一种新型光纤滤波器,基于光纤耦合理论和传输矩阵理论,在理论上进行了充分的分析,实现了器件按照不等带宽信道的输出谱图.结果表明:当光纤耦合器分光比和干涉仪臂长差等参量值匹配得当时,能实现在100GHz信道带宽内,同时传输总量为50Gbit/s速率的光信号,大大提高了带宽利用率;器件的输出谱整体满足密集波分复用系统所需的通带宽度和截止宽度.     

提高博里叶变换光谱仪分辨率的一种方法

从傅里叶变换光谱的基本原理出发，得出傅里叶变换光谱仪内部的双光束干涉的光程差是影响其分辨率的最主要因素．介绍了几种通过改变仪器的结构设计，来增加双光束干涉的光程差，从而提高仪器分辨率的方法．在分析聚焦型干涉仪和折返式干涉仪的结构基础上，设计了多面多次反射干涉仪，在相同制作误差和运动误差情况下，此干涉仪的分辨率比前者提高了约一个数量级．给出了扩展光源情况下仪器的分辨极限。     

基于空间变形梁的柔性机械臂刚-柔耦合动力学模型研究

针对作大范围空间运动的机械臂,提出了基于变形旋量理论的工业机器人机械臂刚柔耦合动力学建模方法;研究了机械臂空间变形耦合和扭转变形对动力学特性的影响;建立了作大范围空间运动柔性机械臂的刚-柔耦合动力学理论模型,该模型将机械臂应用到空间范围,并考虑扭转变形的影响。对模型做计算仿真分析,将分析结果与传统零次模型进行比较。结果表明:作大范围运动机械臂动力学方程的建立,旋量理论的应用解决了传统数学方法只限于平面运动的局限性;大范围运动与机械臂变形之间的耦合,对于机械臂杆件和终端有一定的影响;计及变形耦合影响的机械臂动力学特性将发生变化,机械臂振动频率会提高。     

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.     

臂长差啁啾型级联Mach-Zehnder干涉仪滤波性能

为增大自由频谱区(FSR),优化级联Mach-Zehnder干涉仪(MZIs)的带通滤波性能,利用其与阶梯形滤波器原理的相似性,用啁啾型臂长差替代恒定臂长差.用传输矩阵法建立了臂长差啁啾型级联MZI的数学模型,分析3 dB带宽及FSR的变化规律,验证了理论模型及分析方法的正确性.仿真结果表明,通过合理选取啁啾系数,臂长差啁啾型级联MZI同时获得了较大的FSR和较小的3 dB带宽,且最佳啁啾系数随衍射级数增大而增大.     

基于长周期光纤光栅的掺铒光纤放大器的增益均衡

通过对EDFA的工作原理及特性的理论分析，确定了EDFA增益不平坦性的原因；通过对长周期光纤光栅的特性分析，并根据EDFA的增益谱、光纤的选型等条件设计长周期光纤光栅滤波器，使用此滤波器对EDFA的输出谱进行增益均衡，通过数据模拟，表明使用长周期光纤光栅滤波器可以很好地改善EDFA的增益平坦度．该理论的研究为以后器件的制作提供一定的参考。     

流体环境中结构附加质量的计算

采用弱耦合法来分析流体与结构的耦合作用，探讨了流体环境中影响结构附加质量的因素，并推导了流体动能的计算方法。文中计算了椭圆柱体和平坦薄膜屋盖的附加质量，得到附加质量对薄膜结构的动力特性有重要影响的结论。     

平板光波导的非线性耦合

给出两个非线性平板波导耦合成的定向耦合器，给出当两波导间的间隙（耦合区）为克尔型非线性介质时耦合系数与导波功率的关系的计算公式，给出了耦合区为自聚焦介质及自散焦介质两种情况的计算实例，并对计算结果进行了讨论。     

两种非线性二波导耦合器传输接线的比较分析

用一种简便的方法计算并分析了Jensen与Deering提出的两种非线性二波导耦合器，它们具有由两个非线性波导嵌入线性波导而成的类似结构，不同的是所用非线性波导材料分别具有二阶、三阶非线性。分析的结果有效地给出了耦合器的两个波导中强度和相位变化的信息，从而得到并比较了它们的开关特性，为设计二波导耦合器光开关提供了一种分析方法。     

基于RBF神经网络的城市互通立交短时交通量预测

根据实测数据,分析了城市互通立交交通流运行特性,研究了城市互通立交主线总交通量、交织流量比和第2车道大型车比例3种因素对合流区端部交通量的影响,应用神经网络原理建立了输入层为3个神经元,输出层为1个神经元的RBF神经网络,研究了该RBF神经网络的训练算法,应用实测数据进行了网络训练,对训练后的网络进行了仿真.仿真输出结果与实测数据之间的误差很小,证明应用RBF神经网络对互通立交合流区的短时交通量进行预测是一种可行的方法.此研究为分析互通立交内各功能区之间的相互影响,为研究互通立交桥的预先控制和运行状态分析提供了理论参考.     

25t轴载外径向臂径向转向架动力学分析

基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了25t轴载外径向臂径向转向架的结构特点和受力特性,建立了货车-轨道空间耦合动力学模型,并编制电算程序对外径向臂径向转向架和普通三大件转向架进行了车辆横向运动稳定性、直线运行和曲线通过性能仿真分析。分析发现:对普通三大件转向架加装外径向臂,可使转向架稳定性提高10%以上,轮轨磨耗降低40%以上,轮轨横向力降低20%以上。     

有限元通用程序中耦联弹簧的处理方法

提出了在有限元通用程序中处理耦联弹簧的一种等价模型，用两个平动弹簧及一段刚臂来模拟桥墩基础的平动、转动及平转动耦合弹簧，从而解决了在能用程序中处理耦联弹簧问题。     

基于Zernike多项式的横向剪切干涉波面拟合

用计算机模拟横向剪切干涉图,并且利用波前复原常用的Zemike多项式法做出理想数据拟合波像差的算例及使用理想干涉图采集的数据拟合波像差的算例,实际验证了Zemike多项式法的可靠性,在噪音峰值不超过1.8％的情况下依然可以精确的拟合波像差.提出了一种计算波像差的算法,并对其进行验证.     

先简支后连续桥梁振动影响因素分析

分析桥梁和车辆两个动力系统的耦合振动规律,对公路上常见的4种标准跨径先简支后连续箱梁桥进行车桥耦合振动动力特性对比分析。通过详细对比分析桥面铺装、截面尺寸及行驶车速的变化等对该类桥型的车桥振动动力特性的影响进行分析,得到影响该类桥车桥耦合振动性能的关键因素,并提出设计建议。     

基于GO法的城市轨道交通车门系统可靠性分析

为简化并联冗余操作符的计算,基于GO法的操作符特征量计算方法,研究了并联冗余操作符信号失效分布特性,模拟了低冗余度系统作为假设指数分布单元处理的可行性.对GO模型的并联操作符算法进行了改进,并将改进的GO法应用于城市轨道交通车辆车门系统可靠性分析.研究结果表明:输入信号为指数分布的并联操作符输出信号,具有非指数特性;用改进的GO法分析城市轨道交通车门系统可靠性时,比原有算法减少了10个中间变量和3个计算步骤,简化了计算过程.     

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.     

模态柔度指标在简支梁桥损伤识别中的应用

基于模态柔度理论,构造模态柔度差及模态柔度差曲率指标为损伤识别参数.选取简支梁桥为数值模拟算例,对单位置及多位置损伤识别工况的数值模拟分析验证了两个指标的有效性.结果表明：模态柔度差曲率指标更适合于结构的损伤位置识别.     

桥梁工程中刚性承台下桩的工作特性研究

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合,形成一桩基沉降分析计算的混合法.采用近似解析解中RandolphandWroth'Model和双曲线模型相结合,模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移.桩间相互作用,在采用弹性理论Mindlin方程解答计算,并考虑了桩间"加筋与遮帘"作用.分析了刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响.     

对光纤Mach—Zehnder干涉仪的干涉场研究

研究了光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场的特性，并对影响干涉效果的因素进行了分析，得到了干涉条纹的分布及获得高对比度干涉条纹的方法。