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神奇的极光范文1
上个世纪八十年代，借助激光技术获得了中性气体分子的极低温度（如10-10K）状态，这种获得低温的方法就叫做激光冷却。激光冷却中性原子的方法是汉斯（T.W.Hansch）和肖洛（A.L.Schawlow）于1975年提出的，八十年代初科学家们便实现了中性原子的有效减速冷却。
激光冷却的基本思想是：运动着的原子在共振吸收迎面射来的光子后，只要激光的频率与原子的固有频率一致，原子就会吸收迎面而来的光子而减小动量；与此同时，就会引起原子的跃迁（原子又会因跃迁而发射同样的光子，不过它发射的光子是朝着四面八方的），处于激发态的原子灰自发辐射出光子而回到初态，由于反冲会得到动量。此后，它又会吸收光子，又自发辐射光子。但应注意的是，它吸收的光子来自同一束激光，方向相同，都将使原子动量减小。而自发辐射出的光子的方向是随机的，多次自发辐射平均下来并不增加原子的动量。因此实际效果是原子的动量每碰撞一次就减少一点，直至最低值。大家都知道，动量与速度成正比，动量越小，速度也越小。因此所谓激光冷却，实际上就是在激光的作用下使原子减速（温度是物体分子热运动的平均动能的标志）。实际上一般原子一秒钟可以吸收发射上千万个光子，因而可以非常有效地减速。例如，对冷却钠原子的波长为589nm的共振光而言，这种减速效果相当于10万倍的重力加速度。
上述减速实现时必须考虑入射光子对运动原子的多普勒效应。原子束是以一定的速度前进的，迎面而来的激光在原子“看来”频率好像有所增大，这就好比在高速行进的火车上听迎面开来的汽车喇叭声一样，你会觉得汽车尖啸而过，与平时大不相同，这就是多普勒效应。因此只有适当地调低激光的频率，使之正好适合运动中的原子的固有频率，才会被吸收，使原子产生跃迁，从而不断地吸收和发射光子，达到使原子减速的目的。因此这种冷却方法也可叫做多普勒冷却。
实际上原子的运动是三维的，1985年朱棣文和他的同事在美国新泽西州荷尔德尔（Holmdel）的贝尔实验室进一步用两两相对，沿三个正交方向的六束激光使原子减速。他们让真空中的一束钠原子先是被迎面而来的激光束阻止了下来，然后把钠原子引入六束激光的交汇处。这六束激光都比静止钠原子吸收的特征颜色稍微有些红移。其效果就是不管钠原子企图向何方运动，都会遇到具有恰当能量的光子，并被推回到六束激光交汇的区域。在这个小区域里，聚集了大量的冷却下来的原子，组成了肉眼看上去是豌豆大小的发光的气团。由六束激光组成的阻尼机制就像某种粘稠的液体，原子陷入其中会不断地降低速度。科学家们给这种机制起了一个绰号，叫做“光学粘胶”。
理论指出，多普勒冷却有一定的限度（原因是入射光的谱线有一定的自然宽度）。例如，利用波长为589nm的黄光冷却钠原子的极限为240mK，利用波长为852nm的红外光冷却铯原子的极限为124mK。但研究者们进一步采取了其它冷却方法使原子达到更低的温度。1995年达诺基小组把铯原子冷却到了2.8nK的低温，朱棣文等利用钠原子喷泉方法曾捕集到温度仅为24pK（即2.4× 10-11K）的一群钠原子。
神奇的极光范文2
一是控制进光量，光圈越小，进光量也越小，一般来说，镜头的光圈收缩档位都是按照三分之一来步进的，每调节一次步进三分之一的进光量。快门也能控制进光量，光圈可以控制任何类型的光线的进光量，但是快门只能控制持续时间长于快门时间的光线，碰上闪光灯这种闪光速度远远超过相机快门时间的光源，快门是不起控制作用的，只有光圈才能控制曝光。
二是控制景深，光圈越小，景深越大，反之亦然。通过控制景深，你可以人为调整前景、主体、背景三者之间的关系，控制三者的清晰度，达到突出主题性的目的。
（来源：文章屋网 ）
神奇的极光范文3
从第一枚表由拥有者的怀中取出，这种随身携带的精密仪器就被赋予了配饰的身份，也注定了表与珠宝难以分割的共生命运。
1813年，法国珠宝品牌绰美（Chaumet）就曾受拿破仑之托，制作了一系列镶嵌珍珠及珐琅珠宝的怀表Francois-Regnault Nitot：圆形金质表壳用蓝色珐琅和环状珍珠串装饰，桂冠中心的“N”字母代表拿破仑专属怀表，与玛丽•路易斯皇后的挂链怀表形成一对。这对表日前出现在上海恒隆广场举行的“创造•两世纪情感时刻”钟表展览，让人看到珠宝与怀表、腕表结合的古典姿态的同时，也让人看到男性面对爱情的温柔一面。
第一块腕表诞生于那不勒斯皇后的腕上，宝玑（Breguet）完成了这块表的制作：当时的要求是为了让表便于携带，并以精美的制表工艺彰显身份。此后虽然珠宝依然陪伴腕表走过百年，但在那个机械狂热的时代，时间显示的工艺永远是核心，珠宝总是扮演锦上添花的角色。
经过数百年的变迁，时至今日，腕表所扮演的角色反而开始回归最初。手机比手表更精准的现在，表的价值体现偏向已经由原来的计时功能，大幅倾向于身份标签。一部分男人迷恋技术，陀飞轮是他们的选择，复杂功能是他们的追求；另一部分男人更相信第一时间让他们感到视觉冲击的珠宝镶嵌―好在这两者并不矛盾，很多时候它们甚至会同时出现。
复杂机芯的闪亮表情
在彰显品牌顶端机芯技艺的作品上镶嵌钻石，就像是一场加冕仪式，每一颗美钻，都是肯定表款的技艺和价值的标志。
以机芯制造闻名的积家（Jaeger-Le Coultre），在复杂功能的表现上非常在意，品牌旗下的大师系列尤为突出。Master Minute Repeater FN珠宝腕表原身，来自大师三问系列，在原表款的基础上，于表圈、表耳嵌满方钻。机芯的出色音质归因于水晶音簧，此外，其手动上链机械机芯，拥有骄人的15日动力储存（384个小时），并透过动能显示器大方得体地表现出来。透过其镂空表盘，可窥见三问报时装置和发条扭矩。腕表发出的出色报时音响，超过55分贝的音量、600多毫秒的音长以及多达7个增量的泛音，远远超过业界对腕表所制定的标准―而钻石的镶嵌也为保留音质提出了更高的要求。同样以此钻石姿态升级的还有Master Tourbillon表款。
2010年，江诗丹顿（Vacheron-Constantin）曾经推出一款马耳他陀飞轮高级珠宝腕表，曾经惊艳一时。切割师则将一颗颗钻石切割成以微米计量的大小，这样珠宝镶嵌师便可将这些钻石完美镶嵌入其设计的位置。完成这项艰巨的任务需要严格的精确度，创造出这款令人称奇的钻石组合需要耗费两千多个小时的细心工作。
相比之下稍显简约的江诗丹顿新款Patrimony Traditionnelle系列高级珠宝腕表，拥有38毫米和30毫米两种表款。凭借不凡的珠宝镶嵌工艺和流畅的线条轮廓，在释放光芒的同时仍然保留了男性的刚毅。直径38毫米的18K白金表壳上镶嵌了167颗共重1.27克拉的钻石，表盘则镶有473颗共重1.67克拉的美钻，表冠上亦镶有一颗钻石，采用其1400型号手动上弦机械机芯并刻以享有盛誉的日内瓦印记。
一向以飞行、航海、极地探索为标志性“表情”的真力时，今年在推出指挥官系列新款时，也推出了相对应的镶钻版本。此系列推出三款复杂功能表款：动力储存、月相显示和两地时。表款从1952年问世的指挥官系列中汲取灵感。指挥官系列是真力时自动腕表的旗舰系列，腕表配备太子妃式铑金属琢面指针，手工安装的长时标，体现历史性表款之特色，而表壳直径则增至40毫米。新一代指挥官表款搭载Elite机芯，表厂自制机芯上的“Côtes de Genève”图案和perlage打磨装饰，透过表背的蓝宝石水晶玻璃一览无余。而镶嵌其上的七十余颗钻石，也让“指挥官”的光环更加清晰明亮。
不只是镶一圈钻石
对于珠宝腕表，机芯工艺和珠宝镶嵌是同等重要的双重标准，因而挑选珠宝腕表时，从一些原本就有珠宝渊源的品牌入手绝不会错―而伯爵（Piaget）、萧邦（Chopard）、梵克雅宝（Van Cleef & Arpels）、格拉夫（Graff）、绰美（Chaumet）都是兼修珠宝和腕表的品牌。
每年伯爵都会推出众多男士珠宝腕表款式，今年的新款中，男性意味更加浓厚。全系列二十余件的“龙凤系列”对表中，以龙图腾为主题的男士珠宝腕表占据了半壁江山。不论是脱胎自Altiplano超薄系列，抑或是改造自Emperador系列的陀飞轮机芯，不变的是伯爵引以为豪的钻石镶嵌工艺。在密集的钻石阵列中，最能体现这一水准：轻划铺满钻石的表面或表圈，触感非常顺滑，完全不会产生令人不悦的尖锐感。表款细节处，对与贵金属的镂刻技艺更彰显无遗―浮雕的龙图腾出现在活动的表壳上，闭合或打开可以欣赏到“龙”的双面风采；表盘上的龙纹将陀飞轮围绕其间，细微的龙须也惟妙惟肖。
具有长久历史的服装品牌同样可以做出极佳的珠宝腕表作品，比如香奈儿（Chanel）。只要是美的，就有其风格，腕表亦然―这一点香奈儿再清楚不过，一直以陶瓷质地作为标志的腕表系列在近年走出了只有香奈儿才有的步伐。新款J12高级珠宝计时码表限量编号发行12只，18K白金搭配黑色高科技精密陶瓷，搭配瑞士官方天文台认证自动上链计时机芯。黑色高科技精密陶瓷表盘镶嵌10颗长阶梯形切割钻石时标及两个镶嵌长阶梯形切割钻石计时圈。表带镶嵌561颗总重达34克拉的长阶梯形切割钻石。旋入式按钮及表冠，镶嵌了总重达0.25克拉的明亮式切割钻石。41mm的表圈直径和黑白经典色彩的搭配标榜出强硬的男士气魄。
神奇的极光范文4
【关键词】庆深气田 深层水平井 钻井液 抗温能力
大庆长垣东部深层井段层位于登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组。登娄库组上部为暗紫、灰色泥岩与灰色粉砂岩、细砂岩呈不等厚互层，中部为暗紫色泥岩与灰色粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩呈不等厚互层，下部为暗紫色泥岩与灰色粉砂岩、粗砂岩呈不等厚互层。营城组顶部可见粗砂岩、砾岩等粗碎屑沉积，中下部为灰色流纹岩、火山角砾岩、凝灰岩等。徐家围子断陷主要有火一段、沙河子组、营二段等三套烃源岩，包括湖相泥岩和煤层，有机碳含量比较高，并已达高成熟～过成熟阶段。储层裂缝发育良好，裂缝以高角度裂缝为主，微裂缝次之，主要为构造缝和成岩缝。临井孔隙度大致范围3.1%～7.7%，平均为5.4%；水平渗透率为0.436mD。1 钻井液体系的选择
通过大量的室内实验，对徐深21-平1井现场使用配方做了必要的修改完善，研制出了改进型深层水平井水基钻井液配方，现场二开老浆稀释50%+0.3%强包被剂+0.01%KOH+3%KFT+3%DYFT-Ⅱ+2%抗高温稳定剂+1.0%高效抑制剂+3%复合高效剂+6%FZY+1%RHSL+2%OW-200+2%RH-3+1-2%封堵防塌剂，其性能如下表1：
从实验数据可以看出，新配方钻井液性能稳定，抗高温能力强，160℃老化前后性能几乎不变。该钻井液具有较低的粘度，切力较高，完全满足深井、深层水平井的携岩、悬浮岩屑的要求，而较高的动塑比、很好的极压性充分保证了钻井液对井眼净化能力，避免出现井下复杂。以上数据充分说明了新型深层水平井水基钻井液完全能够替代油包水钻井液在垂深
2 现场应用
徐深9-平3井三开设计3152-4668.42m，3554.86m开始造斜，3955m着陆，完钻井深4911m，完钻井斜88°，水平段长956m，刷新了徐深21-平1创造的水平段最长记录，平均机械钻速1.11m/h，平均井径扩大率4.5%。钻进中出现的异常情况简介：该井于3425-3634m钻穿断层，井壁出现剥落，通过调整配方，加入DYFT-2及磺化沥青，同时调整钻进参数，控制机械钻速，保障循环时间，有效控制剥落，起下钻无刮卡显示。
徐深23-平1井设计三开3322-5056m，3858m开始造斜，40453m着陆，修改设计后为4076m着陆，完钻井深5048m，完钻井斜89°，水平段长972m。该井自开钻至完钻共起下钻32趟，钻进中钻井液性能稳定，各项性能符合钻井设计，完全满足工程需求，未发生因钻井液性能引起的井下复杂或事故。徐深23-平1井的顺利完钻，创造了使用水基钻井液钻至水平段最长972m，完钻最深5048m，垂深最深3933.60m三项新纪录。
徐深9-平3井、徐深23-平1井的顺利完钻充分证明了改进型深层水平井水基钻井液完全能够适用于大庆地区深层开发水平井的钻井需求。
3 结论
（1）研究应用的新型深层水平井水基钻井液体系抑制性、稳定性、抗温性与性均达到施工要求，钻进、起下钻、测井、下套管、固井等作业均顺利，能够满足大庆深层这一类水平井施工需要。
（2）该体系针对井壁稳定问题，钻井液控制较高的粘切，增强悬浮和携带能力，降低钻井液对井壁的冲刷。控制粘度在65～80s，动切力20～25Pa。钻井液维护处理方面，配合使用可变形微粒封堵防塌剂和磺化沥青，改善泥饼质量，强化钻井液对井壁的封堵能力，增强井壁稳定性。
（3）单井进行了大量室内小型实验，为钻井液维护处理提供有力依据，以科学的态度和方法来尽量模拟处理时井温和压力条件，再入井实施，减少施工中的失误，杜绝了盲目行事。因此勤做小型试验尤其是高温高压试验是深井钻井液服务技术人员不可忽视的重要环节。
（4）研究应用的改进新型深层水平井水基钻井液体系，配制及维护方法简单，便于操作，能够满足大庆深层钻井需要，在深层气藏开发上具有较好的应用前景。
参考文献
[1] 邓增库，左洪国，夏景刚，等.冀东油田水平井钻井液技术.钻井液与完井液，2005.22（4）
[2] 黄达全，陈少亮.大港油田水平井保护油层钻井液技术.钻井液与完井液，2006.23（5）
神奇的极光范文5
【中图分类号】R473.6 【文献标识码】A 【文章编号】1008-6455（2012）01-0184-01
随着腔镜泌尿外科的发展,绝大多数上尿路结石患者已无需开放手术治疗。输尿管镜、肾镜等腔镜技术，为肾内结石的治疗提供了一条有效安全的治疗途径，经皮肾镜钬激光碎石术是一种新的治疗肾结石的微创手术，它通过钬激光光纤传递,汽化结石表面的水形成空泡,将能量传递至结石,引起结石碎裂,能安全有效地粉碎泌尿系结石。它具有损伤小、出血少、恢复快、并发症少等优点[1]。我科自2009年3月—2011年8月对80例上尿路结石病人采用经皮肾镜钬激光碎石治疗,取得了满意效果,现将护理观察与体会总结如下：
1 临床资料
本组80例,男46例,女34例;年龄24～78岁,平均48岁。其中右肾结石41例,左肾结石30例,双侧结石9例,全部患者均有不同程度的肾积水，术前均行B超、KUB、IVP检查确诊。本组患者中78例1次取石成功，2例二次取石。所有患者术后常规留置肾造瘘管3～5天,保留导尿管1周左右；,双J管留置3—5周。术后复查KUB平片,了解是否还有结石残留。
2 护理
2.1 术前护理
2.1.1 患者入院后做好各项必要的检查及术前准备：如血、尿常规、生化及凝血功能、心电图、胸透、B超、KUB、IVP等。行静脉肾盂造影检查前,指导病人缓泻剂的服用方法及时间;及时了解排便情况;检查后指导病人及时进食,防止发生虚脱。2.1.2心理护理 首先全面仔细地了解患者的诊断、病情、家庭状况、文化程度等,耐心地询问和倾听患者最为担忧和焦虑的事情以及希望得到怎样的帮助。评估患者对该疾病和拟行手术的认知程度和自理能力，并针对情况给予文字、图片等指导，介绍该手术与传统手术对比的优越性,，使患者及其家属了解手术的目的、方法及优点,让患者知道经皮肾镜钬激光碎石术是一种比较成熟的手术方法,具有排石率高、患者痛苦少、术后恢复快等优点,以增强患者的信心,消除不良心理,并告知患者该手术虽为无创,但术后仍留有2～3 cm的切口及腰部留置的引流管会带来一些不适,鼓励患者积极配合,以利术后顺利恢复。2.1.3手术前1 d手术室护士进行访视，做到亲切地问候患者和自我介绍,同时介绍手术室的环境 ,因人而异地提供有关麻醉、手术过程等信息，耐心解释术前准备工作的重要性与手术效果之间的关系[2]，鼓励和接受患者表达痛苦的方式[3],使患者最大程度地宣泄自己内心感受。指导患者进行俯卧位练习,并逐渐延长练习时间,使机体尽可能适应手术时的改变,减轻手术时的不适感,从而消除患者不必要的顾虑和恐惧,稳定其情绪,进而自觉地配合手术治疗。2.1.4术前常规准备。协助患者沐浴,术前晚进流质,24: 00后禁食水,20：00用800 ml温肥皂水清洁灌肠1次,术晨测体温、脉搏、呼吸、血压,取下眼镜、假牙、发夹等物品。遵医嘱予鲁米那等术前用药。皮肤准备时应做好经皮肾镜及开放性手术的双重准备,以便术中临时变化。
2.2 术后护理
2.2.1 严密观察生命体征：患者安返病房后,去枕平卧6 h,给予吸氧、心电监护,密切监测术后24～72 h生命体征的变化,尤其是血压的波动,警惕出血倾向的发生。2.2.2管道护理 术后患者均留置尿管、肾造瘘管和双J管以引流尿液,因此要妥善固定各管道,保持各管道引流通畅,防止管道扭曲、受压和滑脱。观察引流液的颜色、量、性质,并准确记录各管道的引流量。经常挤捏各管道,预防碎石、血块堵塞而影响排石、排尿。一般术后患者的尿液均为不同程度的淡红色,术后12～24 h逐渐转清。如有尿色加重,应做好不同时段的尿色对比,及早判断有无出血。保持会清洁,每天用碘伏棉球擦洗尿道外口2次。因患者留置双J管,应避免四肢、腰腹部同时伸展、突然下蹲、重体力劳动及剧烈活动,并嘱患者多饮水，饮水量要在2000 ml/d以上,以增加尿量,有利于碎石排除,清洗尿路。引流管拔除后养成及时排尿的习惯,避免憋尿;保持大便通畅;避免剧烈咳嗽等腹压增高的动作。术后3～5天无血尿现象按医嘱给予拔除导尿管。2.2.3饮食护理 术后6 h禁食,肠功能恢复后无恶心呕吐者给予半流质饮食,以后逐渐过渡到流食、普食，多食新鲜、富含粗纤维的蔬菜和水果,防止便秘,避免引起继发性出血。2.2.4疼痛及伤口的护理 术后切口疼痛对患者的心态、饮食、睡眠均产生一些不良的影响。护士首先要安慰患者,嘱其放松,然后适当应用解痉镇痛剂。观察造瘘口有无渗血、渗液,有无腹痛腰酸等情况,并保持局部干燥,注意渗血性质、色泽、新鲜度,以助判断有无新的出血。
2.3 并发症的观察与护理
2.3.1 低体温的观察和护理：MPCNL手术时为保持手术野清晰,往往需要大量的冲洗液以一定的灌流速度和压力进行冲洗,长时间的冲洗和冲洗液的吸收是造成患者术中低体温发生的重要因素。另外,术中输入大量常温下的液体,起到了“冷稀释”作用,导致机体体温下降[4] ,其他如患者术前禁食、禁饮使基础代谢降低,术中的更换和大面积的皮肤消毒蒸发热量也可导致体温下降[5]。低体温常使患者出现寒战,外周循环不良甚而诱发心律失常。因此要严密监测体温变化,避免不良后果。保持适宜的环境温度，寒冷的季节可将室温调节至25～27℃,患者身下放置变温毯,温度调至38～40℃。输液输血采用输液加温器,冲洗液加温至37℃,让进入体内的液体与体温接近,减少温度过冷对机体的刺激[5]，并加盖棉被以保暖。2.3.2发热与感染 术后发热的原因除可能因尿路已存在的感染外,可能与输尿管逆行插管、冲洗及受伤时间长、肾盏内压力高有关[6]。应注意观察体温变化,必要时给予物理与药物降温措施。按医嘱应用抗生素,嘱患者多饮水,保持管道通畅,同时应用防逆流的尿袋，每周更换一次，以防止更换尿袋操作次数增加污染机会及尿液倒流。2.3.3尿漏 其表现为造瘘后周围漏尿,局部敷料潮湿,多由造瘘管、尿管引流不畅、血块或碎石堵塞造瘘管所致。为防止其发生,可采用向远端挤压造瘘管或用无菌生理盐水低压小剂量冲洗造瘘管等方法防治,并保持管道通畅。注意倾听患者的主诉,如有腰部胀痛，及时报告医生。2.3.4术后出血 术后患者均有不同程度的血尿,故术后要严密观察导尿管、肾造瘘管尿液的颜色与量。当发现肾造瘘管内引出大量鲜红色液或肾造瘘周围渗血时,必须嘱病人卧床休息,并立即报告医生处理。2.3.5周围脏器损伤。可因术中穿刺不当所致,但引起胸膜损伤或肠穿孔比较少见。术后应严密观察患者的呼吸情况和腹部体征,如有异常及时报告医生及时处理。
3 出院指导
嘱患者出院后多饮水,定时排尿、不憋尿,防止尿液返流而引起尿路感染。1个月内避免体力劳动。带双J管出院的患者,在带管期间勿做伸懒腰动作,以防双J管脱落,并嘱患者4周后按时回院拔除双J管。根据结石成分指导患者饮食,防止结石复发;加强营养饮食,以增强人体免疫力,防止局部及全身感染。饮食上忌食菠菜、萝卜、动物内脏、酒类及动物内脏等食物,可服适量食醋酸化尿液,防止尿液沉淀而再形成结石。告知患者每3个月复查1次,了解结石复况,如有不适症状及时就诊。
参考文献：
[1] 徐云.经皮肾镜钬激光碎石治疗肾结石125例围手术期的护理体会[J].实用医技杂志,2007,14(11):4307-4308.
[2] 顾沛主编.外科护理学[M].上海：海科学技术出版社, 2002:240.
[3] 唐永云,乔昌秀,李丽,等.萧氏舒适护理模式[J].全科护理,2009, 7(4): 993-994.
[4] 谢荣主编.现代麻醉学[M].北京:科学出版社, 1998: 391.
神奇的极光范文6
关键词： DFB激光器； 遗传算法； 神经网络； 温度控制
中图分类号： TN249?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）15?0164?03
Abstract： To solve the problems of nonlinearity and delay property existing in DFB laser temperature control system， the composite control structure based on genetic algorithm and neural network is proposed. In the system， the microprocessor as the system core processor is used to design the temperature control system， and the Pt resistance， TEC semiconductor refrigerator， temperature sensor and temperature control actuator are used as the control units. The neural network positive model was constructed to analyze the physical characteristics of the controlled object. The neural network control is used to map the control laws， and the fast searching ability of genetic algorithm is used to train the weight coefficient of neural network. The designed system was verified with the experiment. The results show that the temperature control accuracy of the system is ±0.002 ℃， the range of temperature control is 5～70 ℃， the overshoot is less than 8%， the designed system can realize the control effect of high precision and wide range， and has better engineering application value.
Keywords： DFB laser； genetic algorithm； neural network； temperature control
0 引 言
激光检测技术已经应用在许多工业领域，其中分布式（DFB）激光器的波长能够有效匹配甲烷和一氧化碳等气体的吸收峰，所以在很多领域利用它来检测气体的浓度。DFB激光器的波长主要与电流和温度有关，当电流保持不变时，DFB的波长与温度的变化关系[1?3]为0.2～0.3 nm/℃。因此，为了提高气体的检测精度，必须确保DFB激光器发光的波长准确且稳定，需要对它的温度进行精确控制[4?7]。
国内外有很多生产厂家和研究机构都在研究如何在较宽的温度范围内提高DFB激光器的温度控制精度。目前，国外的产品一般能够在-50～100 ℃的环境下正常工作，且控制精度不低于0.001 ℃。国内的产品一般只能在常温下工作，控制精度[8]仅为0.05～0.1 ℃。本文针对DFB激光器温度控制系统普遍存在的非线性和延迟性等问题，利用遗传算法和神经网络构造复合控制结构，实现在较宽的范围内对温度进行高精度稳定控制的效果。
1 硬件系统设计
1.1 系统总体方案
设计的基于遗传算法和神经网络的DFB激光器温度控制系统主要由铂电阻、恒流源、信号调整、驱动电路、A/D和D/A转换模块、控制器、LED显示和上位机等组成，总体框图如图1所示。
激光器的温度变化由温度传感器铂热电阻转变为电信号，经过信号调整和A/D转换将数据送给微处理器，与上位机设定的标准值进行比较计算得到偏差，再将该偏差信号由数字控制器处理和调整之后，经由D/A转换和驱动电路进入执行器件，对被控对象加热或者制冷，从而将DFB激光器的温度控制在特定值。
1.2 温度测量和处理
采用铂电阻Pt100作为系统的温度传感器，它具有工作温度范围大和稳定性好的优点。给铂电阻加载恒定的微小电流（1 mA左右），再通过测量铂电阻两端的电压来获取温度信号。对电压信号进行模数转换时，使用的芯片为ICL7109，分辨率高达244 ppm，能够直连微处理器，转换的速度为30次/s。在微处理器的控制下，电压信号由多路开关经ICL7109实现模数转换。同时，参考温度的信号由上位机和电位器分压得到。
在微处理器上对实际温度与参考温度进行比较，它们的差值由微处理器上设定的控制算法进行处理，得到相应的控制信号，该信号经数模转换芯片DAC0832处理和放大后驱动执行器件工作。这里的数模转换芯片为双极性输出，可以提供正向和反向的电压信号，从而实现加热或者制冷。
1.3 TEC驱动
采用热电制冷器（TEC）作为系统的温度控制执行器件。根据珀耳帖效应，当给TEC通过不同方向的电流时，即可实现TEC的制冷或加热，而调节它的电流大小即可改变它的加热或者制冷的输出大小[9]。为了快速地控制TEC的电流，采用MAX1968型的控制芯片，它能够直接控制电流，具有消除浪涌电流和减小噪声干扰的优点。它内置有基准电压源，当电压大于基准值时，实现加热的效果；相反，实现制冷的目的。
2 神经网络学习控制
2.1 神经网络正模型
3 实验结果与分析
由前述的分析来设计DFB激光器的温度控制系统，并用实验来验证系统设计的合理性和可行性。选取初始种群为60个染色体，其中每个染色体均有25个权系数，它们的变化范围为[[-2，4]]，进化代数的最大值为40代。实验室温度的初始值为20 ℃，设定期望的DFB激光器温度值分别为5 ℃，15 ℃，40 ℃和70 ℃，从零时刻启动温度控制过程，得到不同目标温度控制的实验结果，如图3～图6所示。
从图3～图6中可以看出，基于遗传算法和神经网络的控制算法可以使得DFB激光器的实际温度达到预期设定的温度值。对于低于室温的温度控制，超调量为8%，控制精度为±0.002 ℃；对于高于室温的温度控制，没有超调量，控制精度为±0.001 7 ℃。因此，本文设计的控制系统能够实现DFB激光器工作温度的精确控制，稳定度较高。
4 结 语
本文设计了基于遗传算法和神经网络的DFB激光器温度控制系统，系统使用微处理器、铂电阻和TEC半导体制冷器分别作为处理器、温度敏感器和温控的执行器件，通过构建复合控制结构，能够使得系统的输出达到期望值。实验结果表明，该系统能够实现DFB激光器温度的高精度和稳定控制，控制精度和控制范围分别能够达到±0.002 ℃和5～70 ℃，超调量低于8%，具有较好的推广应用前景。
参考文献
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