为解决零差对称(NPS)系统中三路输出信号交流分量系数实时偏差对解调的影响,提出一种实时修正NPS的方法,并应用于分布反馈式(DFB)光纤激光水听器的解调中。把NPS解调系统里干涉仪单臂缠绕在压电陶瓷(PZT)上,施加振幅大于π rad的正弦信号,使三路输出信号满幅。获取当前PZT振动周期内三路输出信号的最大值、最小值,计算各路直流分量系数的特征值,获得当前特征值与前面所有PZT振动周期的直流分量系数和的平均值,作为当前周期的直流分量系数;计算各路交流分量系数特征值,获得当前特征值与前面所有PZT振动周期的交流分量系数和的平均值,作为当前周期的交流分量系数。各周期的三路输出信号减去各自周期的直流分量系数,交流分量除以各自的交流分量系数,从而实时获得归一化的三路交流分量信号,并进行NPS后续运算。采用该方法解调DFB光纤激光水听器,测试200 Hz~4 kHz振动信号,系统连续运行15 h后,解调结果均能真实地还原振动信号。理论和实验表明,这种实时修正NPS的方法能够提高DFB光纤激光水听器的解调精度,并且增加的硬件成本和计算量不大。

花椒是我国的八大调味料之一。 目前花椒市场掺假现象较为多见， 为实现掺假花椒粉的快速定性鉴别， 采用了近红外光谱结合化学计量学方法进行了探讨。 将麦麸粉、 稻糠粉、 玉米粉和松香粉以1 Wt/Wt.%的递增梯度分别掺入红花椒粉和青花椒粉中， 制备掺假浓度范围为1~54 Wt/Wt.%的掺假花椒粉样品， 以掺假花椒粉和纯花椒粉共462份样品依次采集其800~2 500 nm范围的漫反射近红外光谱。 采用主成分分析法（PCA）对光谱数据进行分析， 前3个主成分累计贡献率达98.72%， 做出的得分图表明PCA法对掺假的花椒粉具有较好的区域划分。 347份样本作为校正集， 以特征谱区2 000~2 200 nm范围的257个采样点的光谱信号作为输入， 采用判别偏最小二乘法（DPLS）和支持向量机（SVM）建立定性鉴别模型， 经不同光谱预处理， 对115份验证集样本进行预测， 总体鉴别正确率在97.39%~100%之间， 表明该方法是快速定性鉴别掺假花椒粉的一个有效手段。

采集四川、 重庆、 云南、 贵州、 陕西五省市8个不同产地205个花椒样品的近红外光谱, 使用主成分分析(principal component analysis, PCA)、 判别偏最小二乘法(discriminant partial least squares, DPLS)分析了花椒产地的分类鉴别。 结果表明: 在12 500～3 800 cm-1波数范围内, 采用不同的光谱预处理方法可以建立较为稳健的DPLS模式识别模型, 对不同产地的花椒有较好的分类鉴别。 其校正集交叉验证除了经一阶微分预处理的模型识别率为99.39%外, 其他预处理方法识别率均为100%, 独立验证集总体识别正确率在85.37%~97.56%之间, 其中经标准正态变量变换(standard normal variate, SNV)、 多元散射校正(multiplicative scatter correction, MSC)预处理后的DPLS判别模型效果最好, 误判数仅分别为1个, 表示该方法在花椒产地识别中具有可行性。

通过对影响红外成像导引头截获概率的视场形状、搜索策略等关键因素进行研究, 提出了一种新的六边形轨迹搜索策略, 并在常用的视场形状(方形及圆形)条件下, 与方形、圆形轨迹搜索策略进行对比分析。结果显示本文设计的六边形轨迹搜索策略在圆形视场条件下具有最大的归一化截获场面积, 且其对截获时间和搜索周期的变化均最不敏感。采用的研究方法和获得的结果为红外成像导引头的视场选择和搜索策略设计提供了理论依据, 具有重要的工程应用价值。

提出一种基于3×3迈克耳孙干涉仪的分布式光纤振动传感系统，利用3×3干涉仪搭建零差相干检测的相位敏感型光时域反射计(φ-OTDR)。使用传输矩阵相位解调算法，通过对3×3迈克耳孙干涉仪的传输矩阵基本参数的求取，建立差分相位与干涉仪输出光强的对应关系，使用简单有效的软件运算程序对光纤中的瑞利散射光的差分相位进行解调，实现对光纤的扰动进行分布式探测。利用该系统对光纤线路上的振动进行测试，实验结果表明，系统能够对振动进行准确的定位，并有效地对音频和射频驱动的频率进行还原，系统有效传感距离为10 km。

针对半导体激光器在工业领域的应用和光纤耦合可以实现柔性传输的特点, 设计了光纤耦合半导体激光模块。采用光束整形技术、空间合束、偏振合束和光纤耦合等技术, 将两组共10个整形后的半导体标准阵列进行合束, 扩束后耦合入芯径400 μm、数值孔径0.22的镀增透膜光纤。在工作电流70 A时, 光纤耦合前功率为545 W, 光纤耦合后功率为518 W, 光纤耦合效率高于95%, 得到很高的光纤耦合效率, 电光转换效率为43%, 为下一步千瓦级光纤耦合半导体激光器的制备奠定了基础。

The joint transfer of frequency and one pulse-per-second time signals based on dense wavelength division multiplexing technology is demonstrated over a compensated cascaded fiber link of 230 km, consisting of two stages of fiber links with lengths of 150 km and 80 km . A bi-directional erbium-doped fiber amplifier is inserted in the center of 150 km fiber link to compensate for significant optical attenuation. After every stage has achieved the steady state by optical compensation, the Allan deviation of frequency signal of the cascaded system is 3.1×10^-14 at 1 s and 6.3 × 10^-18 at 10⁴ s respectively; the time deviation of time signal is less than 3.5 ps at an averaging time of 10² s to 10⁴ s. Further, it is verified that the stability of the cascaded link is the standard deviation of the stabilities of the two stages links for both frequency and time signals. After calibration, time synchronization is also realized and the accuracy is within 90 ps.

提出一种基于3×3 耦合器的非平衡迈克耳孙干涉仪的延时自外差技术，理论分析了此技术用于测量窄线宽单频激光器噪声的原理，搭建了测试系统，对Emcore公司的分布反馈式(DFB)半导体激光器以及NKT公司的商用超窄线宽DFB 光纤激光器这两类典型光源的相位噪声、频率噪声以及线宽进行了测试。结果表明，此技术可以用于完整地测试不同类型激光器的噪声特性，并且验证了此技术的正确性和稳健性。

提出了一种应用于光纤时间频率传递系统中时间信号的校准和同步方案。分析了基于光学补偿方式和波分复用技术的时频传递系统中本地和远地时间信号同步方案的原理，并完成了实验室内50 km 光纤链路的验证实验，时间同步精度为1.6 ps。在110 km 的商用光纤链路上完成了时间信号的同步实验，理论计算的时间同步精度为30.0 ps，对时间信号的误差来源进行了理论分析。