针对脉冲位置调制(PPM)与多级编码结合中的错误传播问题，利用多阶段译码原理的“链式规则”，提出一种基于迭代的解调译码方法，给出了8-PPM多级编码调制的硬判决迭代算法。仿真分析表明，迭代解调译码方法可以改善错误传播现象，降低系统的误码率；在相同迭代次数下，信道衰减越大，该译码方法获得的增益越明显。综合考虑性能改善效果及成本，M阶编码调制系统的迭代次数宜选M次以内。

瑞利布里渊光时域分析系统(BOTDA)存在信号小、噪声大的问题,会导致系统空间分辨率与信噪比难以同时提高。将脉冲编码技术引入瑞利BOTDA系统,可在不降低空间分辨率的前提下有效地提高系统信噪比和布里渊频移测量精度。分析了瑞利BOTDA温度传感系统的原理,介绍了Golay互补序列的特性,并给出了单脉冲和编码脉冲系统的信噪比表达式;搭建了单脉冲和脉冲编码瑞利BOTDA温度传感系统,测量了单脉冲瑞利BOTDA系统的温度传感特性及脉冲编码瑞利BOTDA系统的空间分辨率和温度测量精度。实验结果表明,由瑞利BOTDA系统获得的布里渊频移与温度呈良好的线性关系,温度系数为(1.109±0.010) MHz·℃ ^-1;当采用10 ns脉冲宽度、64 bit格雷编码时,在1.77 km光纤的加温段上实现了空间分辨率为1 m、温度测量精度为1.39 ℃的传感测量。

提出一种不受电光调制器传输曲线温度漂移现象影响的基于瑞利散射的单端布里渊光时域分析系统, 并对系统所需的合成信号及温度特性进行分析, 通过搭建单端布里渊光时域分析温度传感系统测量系统的温度特性。结果表明: 通过测量布里渊增益谱获得的布里渊频移与温度呈良好的线性关系; 由单端布里渊光时域分析温度测量系统获得的布里渊频移的温度系数为1.109MHz/℃, 与传统双端布里渊光时域分析系统获得的1.20MHz/℃具有良好的一致性, 在1.77km光纤上可实现9.5m空间分辨率的温度传感测量。

针对传统的通过功率信息测量所得受激布里渊散射阈值偏高的问题, 提出了一种利用布里渊散射谱宽确定光纤受激布里渊散射阈值的新方法。分析了本地外差检测的原理及布里渊散射谱宽与入纤光功率的关系; 设计了基于本地外差检测的布里渊散射谱测量系统, 在常温下对不同长度标准单模光纤的受激布里渊散射阈值进行了测量。实验结果表明: 当光纤长度分别为48.8 km和9.5 km时, 根据功率信息获得的受激布里渊散射阈值对应的布里渊散射谱宽均接近恒定值10 MHz, 此时已发生严重的泵浦耗尽效应。利用布里渊散射谱表现出的低入纤功率时谱宽的线性下降特性和高入纤功率时谱宽的功率无关特性确定的两种光纤长度下的受激布里渊散射阈值分别为1.12 mW和3.8 mW, 对应的布里渊散射谱宽分别为24.86 MHz和23 MHz, 其值近似等于布里渊自然线宽。文中的研究结果对布里渊光时域反射系统最大入纤光功率的确定具有重要的参考价值。

相移谱的功率依赖特性对矢量布里渊光时域分析系统的优化设计具有重要意义。对增益型受激布里渊散射(SBS)相移谱进行了建模分析; 搭建了外差pump-Stokes系统, 在5 ~90 mW泵浦光功率和5 ?滋W~9 mW斯托克斯光功率范围内测量了400 m标准单模光纤的增益型SBS相移谱; 分析了Stokes光功率影响增益型SBS相移的机理。结果表明: 当固定Stokes光功率时, 增益型SBS相移范围与泵浦光功率成良好线性关系; 因泵浦耗尽作用的影响, 导致当Stokes光功率由5 ?滋W上升至8 mW时, 增益型SBS相移范围的泵浦光功率灵敏度由1.448 (°)/mW下降至1.156 (°)/mW。根据理论和实验结果, 对增益型VBOTDA系统进行了优化设计分析, 为其在长距离和高精度传感领域的发展奠定了基础。

为满足对中子散射谱仪关键部件的检测需求, 提出一种基于反应堆中子源的中子标准测试束平台概念设计思路。该平台具有测试束流波长(0.1~0.3 nm)连续可调、n/γ可同步分析、样品台可多自由度移动以及便于后续拓展集成等优点。利用蒙特卡罗程序VITESS对平台整体结构, 具体包括聚焦单色器、soller准直器等展开模拟优化分析。该装置利用可拆卸的准直器1实现高通量和较高分辨两种工作模式:工作于高通量模式时, 样品台处中子(波长0.1 nm)束流强度最高可达6.15×106 n/(cm2·s), 水平发散度1°;工作于较高分辨模式时, 分辨率可达0.2％。

基于10B薄膜的二维灵敏探测器是新近发展起来的热中子探测器, 其灵敏面积大, 时间和位置分辨好, n/γ抑制能力高, 抗辐射能力强, 可二维读出且具有良好的耐计数能力。针对新型的涂硼灵敏热中子多丝正比(MWPC)探测器, 在延迟线时间差方法的基础上, 提出一种中子击中位置数字信息的读出方法, 并设计NIM读出插件用以验证该方法对于二维中子探测位置信息的读出能力。测试结果表明, 本方法能完成4通道探测器信号的实时测量, 其时间测量精度好于50 ps。结合FPGA片上系统实时数据控制和处理技术, 单插件可支持最高1.3MHz的探测计数率。

提出了一种损耗型矢量布里渊光时域分析光纤传感技术，通过构建基于外差检测的模拟实验系统测量受激布里渊散射幅度损耗谱和相移谱，实现了50 m传感光纤的温度测量。结果表明，通过测量相移谱获得的布里渊频移与通过测量幅度损耗谱获得的布里渊频移基本一致，且均与温度呈良好的线性关系；由损耗型矢量布里渊光时域分析技术获得的布里渊频移的温度系数为1.16 MHz/℃，与传统布里渊光时域分析技术获得的1.2 MHz/℃具有良好的一致性。根据理论和实验结果，分析了损耗型矢量布里渊光时域分析光纤传感技术的优势。

建模并仿真了受激布里渊散射损耗相移谱的宽范围功率依赖特性；设计了基于外差抽运-斯托克斯技术的受激布里渊损耗相移谱测量系统，在抽运光功率5 μW~15 mW和斯托克斯光功率3.5~110 mW范围内测量了400 m标准单模光纤的受激布里渊损耗相移谱；分析了实测受激布里渊损耗相移谱产生中心不对称性的机理。结果表明，受激布里渊损耗相移范围与斯托克斯光功率呈良好线性关系，基本不受抽运光功率影响；实测受激布里渊损耗相移谱中心不对称性主要由光纤色散以及非线性折射率引起的非线性效应共同作用产生。根据理论和实验结果，分析了受激布里渊散射相移谱功率依赖性在微波光子信号处理和分布式光纤传感中的应用，为基于受激布里渊散射相移原理的应用系统设计提供理论依据。

将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应; 通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零; 系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。