作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
根据大容量能库型装置双极性充电电源对采样电路的高鲁棒性、正负极性均可控等要求,研制了一种隔离电压大于30 kV、隔离转换电压误差小于0.1%的正负双极性直流高压隔离采样电路。采用电压/频率、频率/电压转换方法,通过光纤、变压器隔离等措施,实现了正负双极性直流高压同时隔离采样,解决了目前双极性直流高压电源存在的正负极性电压不平衡、控制信号与高功率系统地隔离不完全问题,提高了电源的抗电磁干扰能力。该电路在±10 kV双极性充电输出时,正负极性电压偏差小于0.1%,100多台充电电源在18.3 MJ脉冲装置放电产生的复杂电磁干扰环境下可靠稳定运行。
正负双极性隔离充电 隔离采样 压频变换 频压变换 isolated bipolarity power supply isolated sampling voltage-frequency conversion frequency-voltage conversion 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 075002
作者单位
摘要
1 大连理工大学 电子信息与电气工程学部,辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 电气工程学院,辽宁 大连 116024
该文提出了一种基于弹簧振动平台的上变频压电俘能器,解决了低频振动能量收集效率低的问题。分析了压电悬臂梁输出功率与激励频率的三次方正相关,解释了采用上变频收集低频振动能量的原因。应用赫兹接触理论分析了拨片与压电悬臂梁的接触力,建立了拨动式激励的压电俘能器机电耦合模型。在综合考虑重叠长度和拨片厚度等影响因素后,选取厚度0.1 mm矩形不锈钢拨片。实验表明,在1g(g=9.8 m/s2)、5.67 Hz的激励信号下,单拨动式上变频V25W型压电悬臂梁输出功率可达9.6 mW,具有很强的低频能量收集性能。
压电悬臂梁 能量收集 低频振动 上变频 振动位移放大 piezoelectric cantilever beam energy harvesting low frequency vibration frequency up-conversion vibration displacement amplification 
压电与声光
2022, 44(5): 773
作者单位
摘要
华中科技大学武汉光电国家研究中心,光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
提出一种基于自外差探测技术的相干光载射频信号传输系统,可以借助自外差探测技术实现光学上变频。在该系统中,4个低频信号被上变频为高频毫米波信号,且在远端射频单元无需进行任何数字信号处理(DSP)。分析了对称边带串扰产生的原因并提出了在发射端消除边带串扰的方法。实验验证了通过在发射端使用4路独立、载频为10 GHz、带宽为1.6 GBaud的16-QAM射频信号和一个载频为20 GHz的单音信号,可以在接收端产生4路独立、载频为30 GHz、带宽为1.6 GBaud的16-QAM毫米波信号。在接收端不使用任何数字补偿算法的情况下,这4路毫米波信号经过50 km标准单模光纤传输后的误差矢量幅度(EVM)值均低于12.5%的阈值,复合速率达到25.6 Gbit/s。此外,发射端的数模转换采样率可以降至24 GSa/s,有效降低了系统的成本和复杂度。
光通信 模拟光载射频 毫米波通信 自外差相干探测 光学上变频 对称边带串扰 
中国激光
2022, 49(12): 1206005
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 ,上海 200093
激光的激射需要高浓度的增益介质,但增益介质浓度的过高又会带来浓度猝灭等不利因素,这些不利因素将会降低增益介质的发光效率。为解决这一矛盾,通过超分子策略,将有机非线性光学材料4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)分子包覆于羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)分子的空腔中,并制备了DAST@HP-β-CD超分子水溶液。通过这种超分子包覆,可以大幅抑制DAST分子间的去活碰撞和分子内的Trans-Cis异构化,实现约6倍的荧光增强。不仅如此,在非线性光学效应方面,DAST@HP-β-CD超分子可通过多光子吸收而被激发。继而,以波长为1 064 nm的纳秒脉冲激光泵浦超分子水溶液实现了二光子泵浦激射,激发阈值为平均功率620 mW。再者,以波长为1 570 nm的非秒脉冲激光泵浦超分子水溶液,实现了三光子泵浦激射,激发阈值为峰值功率0.3 GW。在多光子荧光显微、三维信息存储等方面,超分子体系展示了良好的应用前景。
超分子 有机非线性光学材料 DAST 羟丙基-β-环糊精 多光子激射 频率上转换 supramolecular organic nonlinear optic material DAST hydroxypropyl-β-cyclodextrin multi-photon excitation frequency up-conversion 
光学仪器
2022, 44(2): 51
Author Affiliations
Abstract
1 Qingdao University, College of Physics Science, Center for Marine Observation and Communications, Qingdao, China
2 Shandong University, School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Jinan, China
Femtosecond laser inscription or writing has been recognized as a powerful technique to engineer various materials toward a number of applications. By efficient modification of refractive indices of dielectric crystals, optical waveguides with diverse configurations have been produced by femtosecond laser writing. The waveguiding properties depend not only on the parameters of the laser writing but also on the nature of the crystals. The mode profile tailoring and polarization engineering are realizable by selecting appropriate fabrication conditions. In addition, regardless of the complexity of crystal refractive index changes induced by ultrafast pulses, several three-dimensional geometries have been designed and implemented that are useful for the fabrication of laser-written photonic chips. Some intriguing devices, e.g., waveguide lasers, wavelength converters, and quantum memories, have been made, exhibiting potential for applications in various areas. Our work gives a concise review of the femtosecond laser-inscribed waveguides in dielectric crystals and focuses on the recent advances of this research area, including the fundamentals, fabrication, and selected photonic applications.
femtosecond laser writing femtosecond laser inscription optical waveguides dielectric crystals laser crystals nonlinear optical crystals waveguide lasers frequency/wavelength conversion quantum photonic chip quantum memories 
Advanced Photonics
2022, 4(2): 024002
李翔 1,2王亚兰 2,*倪子恒 2罗雄 2[ ... ]彭小牛 1
作者单位
摘要
1 湖北大学铁电压电材料与器件实验室, 湖北武汉 430062
2 空军预警学院, 湖北武汉 430019
提出了基于级联马赫 -曾德尔调制器( Mach-Zehnder Modulators, MZMs)的宽带微波光子下变频方法, 并且通过该方法产生的中频信号( Intermediate Frequency, IF)得到被探测目标的距离信息。在该方案中, 通过控制 MZM的工作偏置点和调制指数来实现线性调频( Linear Frequency Modulation, LFM)信号的倍频处理。倍频后的 LFM信号通过电延时进行传输来模拟被探测目标的返回信号。同时, 通过 MZM调制被延迟后的光边带信号。然后, 通过低通滤波器得到带有目标距离信息的中频信号。通过模拟仿真实现了中心频率分别为 10. 8, 21. 8, 32. 4 GHz的二倍、四倍、六倍频信号, 其信号带宽分别为 2. 7, 5. 6, 8. 4 GHz。随着电延时的增加, IF频率值呈线性减小。该方法灵活性高、精度高, 易于实现, 在雷达系统的宽带成像系统中具有很大的应用潜力。
微波光子学 宽带下变频 马赫 -曾德尔调制器 microwave photonics broadband frequency down-conversion Mach-Zehnder modulator OptiSystem OptiSystem 
光学 精密工程
2020, 28(12): 2622
作者单位
摘要
西安电子科技大学 机电工程学院, 陕西 西安 710071
设计了一种安装在鞋上的压电俘能器(PEH), 用于收集人体行走时产生的能量。该俘能器由4根压电悬臂梁和1个弹簧-质量系统组成。弹簧-质量系统能够感知沿径骨轴的加速度激励, 并通过磁耦合驱动压电梁振动从而发电。文中通过拟合实验数据获得加速度信号表达式; 然后, 建立仿真模型, 对俘能器的发电性能进行了仿真分析。最后, 加工了实验样机, 并实验测试了俘能器的发电性能。结果表明, 当受到沿胫骨方向的激励时, 压电梁在一个步态周期内可被弹簧-质量系统激励多次从而产生多个峰值电压; 受到沿胫骨和脚面两个方向激励时, 压电梁的发电性能比只受到单一方向激励时好。当步行速度为2~8 km/h时, 每根压电梁的峰值电压可达到10 V。该俘能器能够从人体行走的超低频运动中收集能量, 并能够同时收集两个方向的加速度能量, 提高了压电梁的发电性能。
压电俘能器 压电效应 人体步态 能量收集 升频 双稳态结构 piezoelectric energy harvester piezoelectric effect human gait energy harvesting frequency up-conversion bistable structure 
光学 精密工程
2017, 25(5): 1272
作者单位
摘要
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室, 西安 710049
基于电磁波与时变介质相互作用能够实现电磁波频率上转换的原理, 通过粒子模拟(PIC)方法对电磁波与时变等离子体薄层相互作用进行模拟, 实现了频率由2.45 GHz提升至130 GHz, 功率转化效率约为0.39%。探究了等离子体参数(包括等离子体密度、有限的等离子体上升时间以及等离子体薄层厚度)对频率上转换的影响。模拟结果验证了等离子体密度决定上转换频率, 与理论结果相符。模拟结果表明, 等离子体薄层厚度越大, 得到的上转换波的能量越大; 等离子体的上升时间越小, 上转换波的转换效率和频谱纯度越高。采用等离子体密度2×1020 cm-3, 等离子体厚度1 cm, 等离子体上升时间0.04 ns 可以得到可观的130 GHz上转换波输出。
时变等离子体介质 频率上转换 粒子模拟 等离子体参数 time-varying plasma medium frequency up-conversion particle-in-cell plasma parameters 
强激光与粒子束
2017, 29(6): 063002
作者单位
摘要
1 北京工业大学 应用数理学院, 北京100124
2 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心, 北京100124
3 电子信息控制重点实验室, 四川 成都 610036
为了优化微波光子下变频的无杂散动态范围, 结合带反馈控制的强度调制器和相位调制器, 提出并验证了基于强度和相位级联调制的微波光子下变频方法。通过理论推导和仿真分析了下变频原理以及本振功率对系统性能的影响, 搭建了强度-相位级联调制的微波光子下变频系统, 利用自行研制的直流偏置反馈控制模块确保强度调制器的工作状态稳定, 对系统进行了性能测试。实验结果表明, 增益和无杂散动态范围分别为-6.65 dB和108.62 dB/Hz2/3, 与传统的强度调制器级联下变频链路相比, 增益和无杂散动态范围分别提高了3.56 dB和19.87 dB。基于强度和相位级联调制的下变频方法仅需要单个偏置电压, 且可通过反馈模块实现工作状态的稳定控制, 系统结构简单、性能稳定, 可实现大动态范围的微波光子下变频。
微波光子学 下变频 增益 无杂散动态范围 microwave photonics frequency down-conversion gain spurious-free dynamic range 
光学 精密工程
2017, 25(4): 827
作者单位
摘要
北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京 100192
激光与物体相互作用产生的频率转换特性,对于目标探测具有重要的意义。频率上转换回波信号具有强度弱、脉冲展宽、有相移等特性。根据这种回波特性,论文以 PIN光电二极管为探测器件,采用锁定放大技术进行回波信号检测。通过前置放大电路、交流信号放大电路完成回波信号的转换放大,运用相敏检波器实现回波信号提取,并搭建了回波探测系统。实验测试表明,基于锁定放大器的探测系统能够抑制杂波信号,从强噪声背景中提取有效回波信号,针对探测系统前方 1.5 m处的探测靶标,系统的输出信噪比为 16.9 dB。
频率上转换 回波探测 PIN光电二极管 锁定放大 frequency up-conversion echo detection PIN photodiode lock-in amplifier 
光电工程
2016, 43(4): 84

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