卡爾曼濾波器傳像光纖束位置搜索

在光學耦接器設計中引入衍射面,根據(jù)衍射光學元件的三級像差理論,通過理論計算和zemax光學軟件優(yōu)化,給出工作波長0.4~0.7μm,焦距27mm,光學長度為62.9mm,采用一個衍射面的耦接器設計實例。該耦接器采用物方遠心光路結(jié)構(gòu),適用于單絲直徑16μm,截面直徑為6mm的光纖傳像束。對設計結(jié)果的分析表明,折-衍混合耦接器不僅在光學性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)的光學耦接器,而且在尺寸和質(zhì)量上有顯著的減少。實際的室內(nèi)外成像實驗證明,光學設計軟件的仿真結(jié)果是正確的。

針對傳像光纖束成像的算法結(jié)構(gòu),提出一種基于fpga的傳像光纖束圖像預處理器設計方案。該圖像預處理器相對于傳統(tǒng)的圖像預處理器具有充分利用fpga有限的片上資源,合理安排數(shù)據(jù)操作之間的并行性和流水性等優(yōu)點。具體實驗結(jié)果表明,該預處理器能滿足傳像光纖束成像系統(tǒng)的實時性要求,達到預期效果。

介紹一種采用波長編碼,通過線陣相關光纖束實現(xiàn)長光路純光型圖像傳輸?shù)姆椒?。運用積分抽樣理論分析了該方法傳輸圖像的機理和特性。結(jié)果表明:線陣光纖束波長編碼傳像的效果和特性隨波長編碼方向與線陣光纖束排列方向夾角的不同而不同。當兩方向垂直時,線陣光纖束可并行傳輸二維灰度圖像;當兩方向平行時,可傳輸像質(zhì)改善的一維圖像。實驗結(jié)果與理論分析一致。

在光學耦接鏡設計中引入衍射面,根據(jù)二元光學元件的三級像差理論,分析了衍射面初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的求解規(guī)律,通過理論計算和zemax光學設計軟件的優(yōu)化,給出工作波長0.8～1.1μm,焦距33mm,光學長度為64mm,采用一個衍射面的耦接鏡設計實例.

在大截面?zhèn)飨袷爸霉鈱W系統(tǒng)設計中,采用“負-正”型式的像方遠心光路結(jié)構(gòu),在像差校正過程中引入標準二次曲面和偶次非球面,能很好地解決鏡頭軸外像差校正與像面照度均勻性問題,同時使鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊、小型化。通過理論計算和zemax光學軟件的優(yōu)化,給出工作波長0.8~1.1μm,焦距5mm,相對孔徑為13∶.8,光學長度為47.5mm,視場角為60°的鏡頭設計實例。對設計結(jié)果的分析表明,該鏡頭在31lp/mm空間頻率處的mtf值超過0.78,像質(zhì)優(yōu)良。

運用模式耦合理論和穩(wěn)態(tài)速率方程組,對含有抑制高階模輸出的光纖濾波器的多模光纖放大器的光束質(zhì)量進行了分析.分析結(jié)果表明:對于含有光纖濾波器的多模光纖放大器,總的說來,其光束m2因子明顯低于不含有濾波器時的情況,這表明了前者輸出的光束質(zhì)量更好.結(jié)果說明了,在多模光纖放大器系統(tǒng)中設置一個光纖濾波器可以有效地改進光束質(zhì)量.

光纖束共焦顯微成像 作者：馬力，袁冠偉，賴秀娟，戚小平，mali，yuanguan-wei，laixiu-juan，qi xiao-ping 作者單位：馬力,mali(南昌大學,理學院,江西南昌330031;南昌大學,機電學院,江西南昌330031)，袁 冠偉,戚小平,yuanguan-wei,qixiao-ping(南昌大學,理學院,江西南昌330031)，賴秀娟 ,laixiu-juan(南昌大學,機電學院,江西南昌330031) 刊名：南昌大學學報(理科版) 英文刊名：journalofnanchanguniversity(naturalscience) 年，卷(期)：2008,32(5) 參考文獻(15條) 1.王永紅;余曉芬;俞建為多光束并行共焦探測系統(tǒng)特性的研究[期刊論文]-計量學報2004(02) 2.

本文參考有關文獻并結(jié)合西安高新區(qū)sohu同盟北樓d7點沉降量觀測數(shù)據(jù)分析實例。以卡爾曼濾波的4個特點（見本文末）。介紹了自適應卡爾曼濾波系統(tǒng)在建筑物變形監(jiān)測的預測預報方面的應用及其優(yōu)越性。

最小二乘法擬合橢圓過程中,把所有樣本點都當作準確值,但當擬合點中出現(xiàn)噪聲和孤立點時,擬合出的橢圓誤差較大,而最小平方中值法具有較好的穩(wěn)健性,但該方法計算量大,計算不方便。針對這種情況,筆者首先使用最小平方中值法擬合出一組橢圓參數(shù),然后利用中位數(shù)法剔除孤立點,最后使用卡爾曼濾波方法修正橢圓的參數(shù),通過模擬實例和工程實例,證明該算法能夠剔除孤立點,并且擬合出的橢圓具有較小的形狀誤差,因此該方法可以推廣到實際工程中應用。

在光纖共焦顯微系統(tǒng)理論的基礎上,結(jié)合普通并行共焦理論和抽樣定理,研究光纖束共焦系統(tǒng)的有效點擴散函數(shù),得出光纖束共焦系統(tǒng)的光場分布情況。根據(jù)光纖束共焦系統(tǒng)的有效點擴散函數(shù)和光纖束中光纖的排列特點,分析光纖束共焦顯微系統(tǒng)成象質(zhì)量的影響因素。結(jié)果表明光纖束的光纖間距與物鏡的放大率決定了系統(tǒng)的橫向分辨率。

研究了一種新型、全光纖、寬帶可調(diào)諧環(huán)形腔摻鉺光纖激光器。該激光器利用由單模-多模-單模光纖組成的濾波器實現(xiàn)波長可調(diào)諧及激光器的全光纖結(jié)構(gòu)。該濾波器將多模光纖纏繞在偏振控制器上,兩端分別與一段單模光纖相連,通過調(diào)整偏振控制器的狀態(tài),實現(xiàn)了中心波長1542～1560nm的不同激光輸出。單波長連續(xù)可調(diào)諧激光器的波長可調(diào)范圍為18nm,邊模抑制比大于40db,3db線寬為0.096nm;進一步調(diào)整偏振控制器的狀態(tài)和抽運功率,實驗同時得到了連續(xù)可調(diào)諧的雙波長、三波長等多波長激光輸出。對于可調(diào)諧的多波長激光器,通過調(diào)整偏振控制器的狀態(tài),可實現(xiàn)波長間隔及輸出中心波長兩者可調(diào)。

卡爾曼濾波由于能夠?qū)崟r快速地處理大量的變形數(shù)據(jù),并能夠預測下一時刻的變化狀態(tài)等特點,被廣泛應用于多個領域的動態(tài)數(shù)據(jù)處理。本文論述了方差補償自適應卡爾曼濾波模型,將自適應卡爾曼濾波模型應用到光纖光柵動態(tài)變形監(jiān)測上,基于matlab編程實現(xiàn)模型的建立并運用該模型對建筑物變形進行分析與預測,取得了較好的效果,證實了方差補償自適應卡爾曼濾波在濾波和預測方面的可行性。

本文參考有關文獻并結(jié)合西安高新區(qū)sohu同盟北樓d7點沉降量觀測數(shù)據(jù)分析實例。以卡爾曼濾波的4個特點（見本文末）。介紹了自適應卡爾曼濾波系統(tǒng)在建筑物變形監(jiān)測的預測預報方面的應用及其優(yōu)越性。

基于失配光纖耦合器的波長特性,從理論上詳細分析了兩芯間隔d,兩芯之間的失配度δβ及耦合區(qū)長度z對其光譜特性的影響。結(jié)果表明,當δβ和d較小時光纖耦合器可以成為梳狀濾波器。δβ主要影響梳狀濾波器的消光比,z和d在兩芯子匹配的情況下主要影響峰值波長位置和間隔。通過將一根兩芯間隔d=12μm的單模雙芯光纖(tcf)的一個芯子熔接在兩根單模光纖(smf)之間,實驗制得基于雙芯光纖耦合器的全光纖型梳狀濾波器,其消光比可達25db,插入損耗為3.1db。通過使用不同長度的tcf獲得了不同的峰值波長間隔,并使用波長為248nm的紫外光對其峰值波長和消光比進行了調(diào)節(jié)。

光纖傳像束原理及其應用

可調(diào)諧光纖濾波器技術是波分復用系統(tǒng)的關鍵技術之一,對于發(fā)展全光通信網(wǎng)絡和光纖傳感具有極其重要的意義。提出了一種基于大芯徑的多模光纖可調(diào)諧帶阻濾波器,其制作方法是將包層/纖芯直徑為125/105μm的特種多模光纖通過單模光纖接入光纖系統(tǒng),實現(xiàn)單模-多模-單模(sms)光纖結(jié)構(gòu),并使一端單模光纖與多模光纖熔接,另一端只是共軸對接而不焊接。在多模干涉原理的基礎上,利用該結(jié)構(gòu)對應變的敏感性實現(xiàn)可調(diào)諧光濾波。該可調(diào)諧濾波器的調(diào)制和解調(diào)借助于放大自發(fā)輻射(ase)寬譜光源和光譜分析儀(osa)實現(xiàn)。詳細給出了該濾波器的理論仿真分析,并實驗證實了該方案的有效性。

傳像光纖束透過率測量方法研究

給出了光波導式小波濾波器的設計方案,該方案采用單模光纖耦合器作為系數(shù)實現(xiàn)載體,通過控制特性參數(shù)實現(xiàn)了具有不同分光比的耦合器基本單元,然后組合和級聯(lián)基本單元實現(xiàn)特定的小波濾波器系數(shù),具有精確度高,集成度好,穩(wěn)定性強的優(yōu)勢。分析了與系數(shù)實現(xiàn)相關的熔錐型單模光纖耦合器的形狀特性,橫截面沿縱向變化的錐形區(qū)和橫截面近似不變的耦合區(qū)內(nèi)的耦合特性,根據(jù)理論推導,用仿真手段設計3db單模光纖耦合器,實現(xiàn)了haar小波的濾波器系數(shù),誤差在3%以內(nèi),證明了光波導式小波濾波器設計方案的正確性和有效性。

提出了由1個3×3和1個2×2單模光纖耦合器級聯(lián)組成的反射式光纖梳狀波長濾波器,給出了其基本結(jié)構(gòu)形式,并對其特性進行了分析。分析結(jié)果表明:當組成濾波器的2個耦合器的分光比和光纖干涉臂之差取一些定值時,可以使濾波器產(chǎn)生性能良好的梳狀輸出譜圖。與采用3個耦合器串聯(lián)而成的級聯(lián)mach-zehnder干涉儀(mzi)相比,該器件可以實現(xiàn)相同的功能,但只用到2個耦合器,并且在實際制作時可以對耦合器的分光比進行準確的監(jiān)測和控制。研制出了具有輸出峰間隔為1.6nm、近似于方波的波長交錯濾波器,理論與實驗結(jié)果基本相符。

本文報道了一種基于單頻振蕩器耦合進入4個光纖放大器的鎖相光纖束激光器,這種激光器可以提供超過600w的相干光束。振蕩器調(diào)制帶寬達到2ghz來增加受激布里淵散射的閾值,然后分出一路光束并頻移形成參考光束。振蕩器輸出通過基于20μm芯徑y(tǒng)b摻雜光纖的終端泵浦的光纖放大器進行放大,以提供每個通道超過260w功率。合成光束形成相干輸出,相位誤差為1/20λ,并不受光譜展寬的影響。

為了提高超短期負荷預測的精度,通過卡爾曼濾波理論建立了實時調(diào)度子系統(tǒng)的超短期負荷預測模型,并用兩種方法對基本模型進行改進。利用電能管理系統(tǒng)記錄的各交易段實際調(diào)度負荷和各競價電廠以機組申報的競價數(shù)據(jù),預測未來各時段的調(diào)度負荷。通過對3種模型所預測出的電力短期負荷預測結(jié)果比較,表明對原始數(shù)據(jù)進行比例變換的預測方法更為理想。

在某長江特大橋橋面撓度變形監(jiān)測過程中,考慮引起橋梁撓度變化的相關因素,采用灰色關聯(lián)分析確定其中較重要的影響因子后,在傳統(tǒng)卡爾曼濾波模型基礎上建立改化后的狀態(tài)方程和觀測方程,從而完成相關因素的預測預報工作。實際應用結(jié)果表明,基于灰色關聯(lián)分析的卡爾曼濾波對橋梁撓度變化的預測結(jié)果比傳統(tǒng)濾波模型更加接近最終實測值,具有更高的準確性與可信度。