一、产品简介     本实验系统覆盖了光纤光学、 光纤通信和光纤传感器等相关领域。是学生学习并了解光纤传输信息和光纤传感信息的基本原理和相关技术的基础实验设备，通过实验掌握相关的基本原理和基本操作，为以后的学习奠定坚实的基础。涉及的专业：信息类专业、通信专业、光学专业、物理专业、计量测试专业和仪器科学专业等。 二、实验内容 光纤光学基本知识 1）光纤激光器与光纤的耦合实验； 2）光纤传输损耗性质及测量实验； 3）光纤数值孔径（NA）测量实验； 半导体激光器特性实验 1）半导体激光器阈值实验； 2）半导体激光器效率、串联电阻和背光电流的测量； 3）半导体激光器的调制特性实验； 4） 半导体激光器的结发热效应实验； 光纤无源器件 1）光纤转换器测试实验； 2）光纤变换器测试实验； 3）光纤耦合器测试实验； 4）光纤隔离器特性测试实验； 5）波分复用器和解复用器测试实验； 6）可调光纤衰减器测试实验； 7）光纤机械光开关特性测试实验； 光纤传感实验 1）M-Z光纤干涉实验； 2）光纤温度传感实验； 3）光纤压力传感实验； 光纤通信实验 1）多模光纤特性测量； 2）单模光纤特性测量； 3）法兰盘特性测量； 4）衰减器特性测量； 5）光分路器特性测量； 6）光波分复用器特性测量； 7）回波反损测量； 8）光波长测量； 9）扰模器制作； 10）PI特性测量； 11）光源稳定性测量； 12）模拟信号光调制； 13）模拟信号光接收； 14）图像信号传输； 15）CMI码型变换实验； 16）接收定时恢复电路实验； 17）消光比测量； 18）加扰码实验； 19）5B6B码型变换实验； 20）光时域反射测试仪； 21）CDMA扩频调制解调实验； 22）AMI／HDB3终端接口实验； 23）同步数据接口实验； 24）异步数据接口实验； 25）CMI传输系统测试； 26）5B6B线路编码通信系统综合测试； 27）CDMA传输系统测试； 28）在线误码测试； 29）计算机数据传输系统测试； 30）光纤传输系统抗干扰性能测量； 31）同步数据通信系统测试； 6、智能语音光纤通信设计实验 本实验主要涉及语音识别，光纤通信，和智能灯控三部分，利用语音识别电路将语音口令转化为电信号，信号通过远距离数据传输的光纤发送给主控电路，最终主控电路根据解析出的口令来实现控制LED灯的开关、亮度的切换以及颜色的切换。本实验实现了声音信号-电信号-光信号-电信号的一个数据传输与转化的过程，通过本实验，能够让学生进一步学习声光电的数字传输与转化应用，以及光纤通信的优势。  三、实验配置参数 1、 激光器波长：650±20nm， 功率：≤5mw，输出端口：FC/PC ； 1310/1550±20nm，功率：1-2.5mw，连续可调；输出端口：FC/PC； 2、可见光功率探头：中心波长：650nm，最大输入功率5.5mw； 3、红外探头：响应波长范围：800-1700nm； 最大输入功率：4mw，校准波长：1550nm/1310nm； 4、光纤数值孔径参数：多模光纤跳线：纤芯直径62.5um；长：1米； 5光纤机械光开关：插入损耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波损耗＞50dB ；开关速度：≦8ms ； 6、高隔离度光纤隔离器：最大插入损耗：0.35dB ；回波损耗：≧50dB ；隔离度：≧30dB ； 7、光纤耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入损耗1310/1550: 3.3dB ; 8、光纤波分复用器：隔离度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入损耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 9、光纤可调衰减器：0-30db可调； 10、光纤温度传感器：测温范围：-40°~260°，精度1%； 11、光检测灵敏度高，实际测试指标约-40dBm； 12、可建立临时应急通信系统（点对点距离大于50公里），可传输PCM电话、同步数据（速率：2.048Mbps），计算机数据、模拟图像等业务。 13、语音识别/声控芯片：内置单声道mono 16-bit A/D 模数转换；内置双声道stereo 16-bit D/A 数模转换；内置 20mW 双声道耳机放大器输出；内置 550mW 单声道扬声器放大器输出；支持并行接口或者 SPI 接口；内置锁相电路 PLL，输入主控时钟频率为 2MHz - 34MHz；工作电压：(VDD: for internal core) 3.3V；48pin 的 QFN 7*7 标准封装；省电模式耗电：1uA； 14、TF卡(MICRO SD 卡)：存储空间512M； 15、喇叭：直径5CM；负载电阻8欧；额定功率1W；厚度1.1CM ； 16、麦克风：3.5mm迷你麦克风；灵敏度52DB； 17、光纤收发器：额定电压:DC 5V; 物理接口：DB9串口接口与SC接头；RS-232数据传输速率： DC-250Kbps； 18、单模光纤跳线：接口：SC-SC单模光纤跳线；类型：单模；工作波长：1310-1550nm；纤芯直径：9μm。 四、实验目的 1、了解光连接器及其原理、种类，实验操作进行连接器参数测量； 2、掌握光纤偏振控制器工作原理，实验操作单模光纤偏振状态控制； 3、了解光纤耦合器用途及其性能参数，实验操作测量耦合器特性参数测量； 4、了解光纤隔离器用途及其性能参数，实验操作光纤隔离器特性参数测量； 5、了解光纤光开关用途及其性能参数，实验操作光纤光开关特性参数测量； 6、了解光波分复用器（WDM）原理与意义，操作双波长波分复用（WDM）原理性实验； 7、实现声音信号-电信号-光信号-电信号的一个数据传输与转化的过程，通过本实验，能够让学生进一步学习声光电的数字传输与转化应用，以及光纤通信的优势。

山东中欧膜技术研究院依托哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，具有强大的科研支撑与技术支持。目前，研究院具有一支以中国工程院院士，哈尔滨工业大学马军教授为核心的，朝气蓬勃、勇于创新、以中青年为主体的学术队伍。研究团队固定研发人员64名，其中：中国工程院院士1名，教授/研究院5人，副教授10余人，研究生及研发工程师40余人。人员专业职称配置比较合理，具有较高专业技能和业务水平。研究院近三年发表高水平SCI文章60余篇，申请发明专利30 余项，其中授权8项。撬装式模块化水处理装备采用高效短流程处理装备，以先进膜分离技术为核心，结合新生态纳米吸附技术与高级氧化技术，实现水中污染物高效去除。成功开发低成本在线高效混凝剂，能够有效阻止反洗过程中产生浊度、微小絮体、铁锰等杂质渗出，形成大絮体；该新生态纳米铁锰氧化物对重金属有优异的去除效果，实现了水源水重金属污染控制的理论创新。该项技术应用于北江流域三十一座水厂，成功保障了下游地区供水安全（日供水量300余万吨，服务群众600余万人），确保了广州亚运会的顺利进行，获当地政府表彰、嘉奖，且运行成本低，易于推广，该项技术获3项美国专利，该技术被国际水协列入源水除重金属“最佳实用技术指南”，获省发明一等奖一项，突破了重金属离子处理去除关键核心技术。 采用高效重力式驱动催化膜滤结合高级氧化技术，是基于新生态纳米微界面吸附技术开发的抗污染纳米复合膜过滤技术，实现膜组件无动力、抗污染运行，主持设计建设了全球首座无外加动力膜水厂, 膜组件反洗时间间隔延长十倍,运行能耗降至现行超滤的五分之一，填补了膜技术能耗高的技术短板，获省自然科学一等奖。 该系列处理装备采用模块化方式进行拼装，可根据水量定制，即装即用，采用自主开发智慧控制系统，实现24小时自动运行，可远程维护。设备占地面积小，无需增设砂滤池，运行成本较传统工艺节约20%。装备技术水平达到了国际领先水平。研究团队所开发系列研发装备在饮用水处理、生活污水处理、工业废水处理等领域工程化应用，2020年合同额达1.5亿元。 我国人工基数大，淡水资源需求量大，现有水处理技术占地面积大，建设成本高，难以满足分散式小规模水处理及需求。撬装式系列水处理装备为解决我国分散式水处理问题尤其是农村饮用水、污水处理提供切实可行的解决方案，应用前景广阔，具有巨大的市场价值。

干燥机采用气流式干燥的原理，节能效果突出，由于干燥介质与湿污泥直接接触，传热传质系数大，因而其干燥强度大，设备布置紧凑，占用空间较小；可以灵活选用热源，优先推荐使用各种燃烧系统的排烟，对湿污泥的适应性好，可用于膏糊状、滤饼状等湿污泥的直接快速干燥。全自动，无人值守。

使用液化石油气、城市煤气、天然气或电作热源，替代盐浴炉或箱式电炉用于金属工件的热处理。流化床热处理设备包括燃气流化床热处理炉和电热流化床热处理炉。可应用于冶金、机械、航空、钢丝热处理和有色金属工业。流化床具有温度场均匀，加热质量好，工件变形小或不变形等优点，故最适用于形状复杂的模具、薄形工件以及量具、刃具等的加热。当炉温1000℃时，400x400x450mm流化床热处理炉中同一横截面内最大温差≤3℃， 流化床热处理炉据有以下优点： 与其他热处理炉相比，设备简单，容易上马； 升温快，降温快，调温快，其传热能力比火焰炉和电阻炉大2-10倍，其传热系数高达100-400Kcal/(m2.h.℃)； 可达到少氧化或无氧化加热，从而省掉酸洗、碱洗、清洗和抛光等后部工序； 省电，与盐浴炉相比，中温炉省电70％； 加热均匀，变形小或不变形，加热质量好； 可作多种热处理，如淬火前加热、淬火冷却、回火正火等。处理材料包括钢丝、钢管，轴类及各种复杂形状的零件、模具等； 可以自动化、机械化、连续化生产； 无毒气、不污染、公害少，不锈蚀仪器。 应用于各类需要热处理工艺的工矿企业。

连续自动反冲洗滤塔为目前国外成熟、先进的生活污水深度处理技术，主要包括两级连续自动反冲洗过滤过程。第一级连续自动反冲洗过滤为连续生物过滤，在此过程中污水通过附有生物膜的石英砂滤料时会发生生化反应和部分物理吸附反应，从而可以有效的去除污水中剩余的有机污染物和部分无机物质。第二级连续反冲洗过滤为连续吸附过滤，主要是利用矿渣滤料的高比表面积和孔隙度对污水中有机物和无机物进行吸附去除。用于相关钢铁公司及电厂的生活污水深度处理回用工程项目。(1) 该技术先进成熟，运行可靠，处理效果好，能保证出水水质达到处理要求，处理后出水可作为生产补充水、厂区绿化等其他非饮用目的水源。(2) 该技术的一次性投资小，运行费用低，少占土地，最大限度的节省电能。(3) 该技术为节能、高效的处理设备。(4) 该技术操作管理方便，能够适应一定的水质、水量变化。项目的关键数据连续自动反冲洗滤塔为钢制一体化设备。外形尺寸：直径为 2550mm，高为 5400mm。处理能力为 50m3/h，过滤面积为 50m2，滤速为 10m/h，砂量为 9.8m3，空压级功率为 5.5kw。经过两级的连续自动反冲洗过滤，可有效去除经过活性污泥法处理后的生活污水中的80%~90%有机污染物和无机物。

该科技成果采用视频处理技术快速有效的反映道路状况和车辆状况，保障交通正常 运行，达到提高行车安全，降低事故发生率的目的。 ★ 道路信息获取，异常情况检测与分析( Get information of road, detect analyses abnormity happened in the road ) 利用视频技术跟踪进入检测区域的所有的目标车 辆，准确定位车辆位置，实时检测车流量、车辆速度、 车辆大小等信息，并将检测结果记入数据库作为为后续 交通信息处理的依据。通过对已经检测到的道路基础信 息进行智能化分析，系统可以对超速、慢速、串道、违 章停车、违章转弯、相撞等多种情况自动示警并抓拍违 章车辆车牌经识别后将违章车辆车牌记入数据库，可以 对道路堵塞情况做出相应的分析和提示。 ★车辆自主安全，传感器网络实现车路车 的交互通信（Active security in intelligent vehicle and communication between road and vehicles） 利用视频技术实现汽车自主安全和自 动导航，应用传感器网络的理论，将视频 信号、道路信息、交通信息、车载信号收发设备 组成网络，实现信息共享和交流。 ★嵌入式交通视频监控、分析、通信平台的开发 （ Embedded system development） 采用 TMS320DM642 嵌入式平台可以在对多路交通视频信号进行实时处理，通过宽带 无线接入技术完成数据传输。 

抗菌纤维织物纳米处理的原理是将银铜化合物的纳米颗粒植入纤维内部，当织物与微生物相接触时，微量的银离子和铜离子到达微生物细胞膜，依靠库仑引力，二者牢固吸附，银铜离子穿透细胞壁进入细胞内，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活力，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。当细胞失去活性时，银铜离子又会从中游离出来，重复进行杀菌活动，因此其抗菌作用持久。同时，纳米颗粒被植入纤维内部，而不是吸附在纤维表面，因此可经受持久的洗涤。 应用前景： 用于纤维或织物的附加纳米材料处理，使纤维或织物具有抗菌功能。具体可用于食品行业专用服，医生工作服，汽车、火车、飞机等的装饰纤维面料，家具布，服装，鞋垫袜子等的抗菌纳米处理，使其具有抗菌效果。从而减少细菌的传播途径，提高人们的身体健康。也可用于初级纤维的抗菌纳米处理。随着人们的健康意识及自我保护意识的提高，对日用品及服装要求的提高，纤维织物抗菌纳米处理技术将具有广阔的市场。

项目基于国家“十一五”重大水专项“引黄水库水超滤膜处理集成技术研究与示范” 课题，突破了多项超滤膜应用的关键技术，建设了我国首座 10 万吨 / 日的大型城镇超滤组合工艺饮用水处理厂示范工程，以超滤为核心的组合工艺具有良好协调除污染效能，显著提高了饮用水水质，大幅度降低了 生物污染风险，有机污染也得到有效控制，为超滤技术在我国饮用水处理领域的大规模应用提供了技 术支撑和工程示范 。课题成果作为 “十一五” 水专项的标志性成果，在 CCTV《新闻联播》报道。成果在国家会议中心举行“十一五”国家重大科技成就展中参展，并入选《  “十一五”国家重大科技成就展成果汇编》。

本中心根据各种废水的不同特征采取多种不同的方法进行处理。到目前为止，本中心已经开发出包括电镀废水、电厂冲灰水、酸洗废水、医院废水等多种工业废水处理工艺。电镀废水处理新技术在传统絮凝方法基础上经过创新，开发新型设备，实现了在全碱性条件下处理含铬、铜、锌、镍等重金属以及含氰的混合电镀废水。该工艺可靠，设备品种规格齐全，体积小，重量轻，结构紧凑，抗腐蚀，操作简单，维修方便，处理废水效率高，费用低，处理后的水质优于国家规定的环保标准。投放市场后，深受用户欢迎。电厂灰水中含有大量细小的悬浮物，我们采用新型消能物化絮凝沉法是根据复合化学元素离子静电荷吸引以及络合聚集的原理，使灰水中的有机、无机悬浮物及各种有害物质得到有效的去除。使灰水水质回用或达标排放。北京科计大学研究开发的装有新型切线消能槽（旋流装置）的导流斜管式沉降水处理系统，已获得了国家专利。该技术采用多项独创设备，包括自动搅拌刮泥机、自动去浮机、竖流斜管倒流效能沉淀池等。改进后的沉降系统具有水流取向合理，悬浮物去除率高，自动刮泥，运行维修简单方便等特点。医院废水处理技术采用双虹吸加药装置，可实现定量自动加药，在保证消毒杀菌的基础上，降低了出水当中的残药量，减轻了对环境的影响。设备工艺流程图

使用液化石油气、城市煤气、天然气或电作热源，替代盐浴炉或箱式电炉用于金属材料的热处理。流化床热处理设备包括燃气流化床热处理炉和电热流化床热处理炉。可应用于冶金、机械、航空、钢丝热处理和有色金属工业。流化床具有温度场均匀，加热质量好，工件变形小或不变形等优点，故最适用于形状复杂的模具、薄形工件以及量具、刃具等的加热。流化床热处理电炉与盐浴炉技术经济指标的比较：图1