作者单位
摘要
1 河南工业大学 信息科学与工程学院,河南 郑州 450001
2 广东奥普特科技股份有限公司 研发部,广东 东莞 523000
相移轮廓术因其高精度和高鲁棒性广泛应用于三维重构。由于需投射多幅条纹图到物体表面,相移轮廓术要求物体在重构过程中保持静止,导致运动物体的三维重构精度较低。文中提出了一种基于相移轮廓术的双采样运动物体三维重构方法。首先调整相机和投影仪时序,使投影仪投射一幅条纹图的同时,相机完成两次采集。然后分析物体运动对双采样条纹图的影响,并建立条纹描述方程。结合物体的运动信息,提取混合相移条纹图中的相位信息。最终对拍摄条纹图进行复用,提高运动物体的三维重构帧率。实验结果表明,该方法不仅可以精确重构运动物体,减少运动误差,还在投影速度受限的前提下提高了运动物体的三维重构帧率。
相移轮廓术 动态测量 三维重构 高帧率 phase shifting profilometry dynamic measurement 3D reconstruction high frame rate 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20220891
作者单位
摘要
西南交通大学信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,四川 成都 611756
传统基于频域-时域变换的微波光子解调技术应用于光纤布拉格光栅(FBG)传感网络时,为精确解调每一个FBG峰值,须确保对应时域响应信号不发生叠加,这对传感网络中FBG的空间间隔和波长间隔提出了严格要求,限制了微波光子解调技术的应用范围。针对存在的问题,将一种有效的元启发式算法,即算术优化算法(AOA),引入到基于频域-时域变换的微波光子解调技术中,实现了在时域信号叠加下对FBG的精确解调。实验构建了包含6个FBG的传感网络,通过对某一FBG施加轴向应变,验证了在时域信号部分叠加和完全叠加下AOA对FBG峰值解调的可行性。此外,与其他6种元启发式算法进行对比分析,验证了AOA在解调精度、解调速度与收敛效率等方面的性能优势。AOA提升了微波光子解调技术面向密集光纤布拉格光栅传感网络的解调能力。
微波光子解调技术 光纤布拉格光栅阵列 算术优化算法 
光学学报
2023, 43(22): 2206002
作者单位
摘要
1 西南交通大学信息科学与技术学院,四川 成都 611756
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
提出并实验验证了一种基于硅基片上光路由的大规模光载一体化接收机多天线全球导航卫星信号(GNSS)差分定位系统。该系统基于光载无线(RoF)分布式天线架构实现远端多点GNSS信号采集,并利用低损耗、大带宽、抗电磁干扰的RoF传输链路实现远端采集GNSS信号的本地端集中式接收。在本地端处,利用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的高速硅基光开关芯片实现不同监测节点光载GNSS信号的定时切换与差分解算,构建基于片上光路由的时分复用型一体化接收机多天线GNSS定位系统。在实验中,利用自主研制的1×8马赫-曾德尔干涉型热光硅基光开关芯片构建了具有5个远端监测节点的多天线GNSS定位实验系统,GNSS信号的RoF传输距离为10 km。实验结果表明,该光开关芯片模块的实时响应时间小于200 μs,可在无需额外光放大的条件下稳定支撑10 km外5个远端监测节点的高精度定位,其在东(E)、北(N)、高(U)方向的定位精度均达到毫米量级。
光电子学 微波光子学 硅基光开关芯片 全球导航卫星系统 一体化接收机多天线 高精度定位 
光学学报
2022, 42(24): 2425001
作者单位
摘要
西南交通大学信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,四川 成都 611756
针对传统基于频域-时域变换的微波光子滤波解调技术应用于多点或准分布式传感系统时解调精度受限于射频(RF)响应测量带宽的问题,借助频谱细化算法选带快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的思想,推导出时域细化表达式,有效解决了RF响应测量带宽、解调速率和解调精度三者之间相互制约的问题。相比于直接和补零离散傅里叶逆变换,在相同时域分辨率下,所提算法能大大降低对RF响应测量带宽的要求和频域-时域转换时的计算量,同时可有效提升解调速率。在验证性实验中,构建了包含5个光纤布拉格光栅(FBG)的多点传感系统,测试结果表明:在相同时域分辨率下,所提算法所需的计算点数减少为补零算法的1/200,运算时间降低为补零算法的10/145;对于给定的5 GHz扫频带宽,当采样点数大于1000点时即可实现亚皮秒级的时域分辨率,对应的FBG的波长解调精度为皮米量级。
光通信 微波光子滤波解调 时域细化算法 光纤光栅阵列 
光学学报
2022, 42(23): 2306003
作者单位
摘要
西南交通大学信息光子与通信研究中心,四川 成都 611756
针对跨洋光纤通信系统中存在严重的噪声累积和非线性效应等问题,将概率整形(PS)技术与子载波复用(SCM)技术相结合以缓解跨洋传输链路损伤,进而实现系统传输性能的提升。通过在商用VPI软件中搭建跨洋光纤传输仿真链路,对单载波和双子载波复用系统进行仿真研究。仿真结果表明,在20%的FEC阈值条件下,均匀(H=4)双子载波和PS(H=3.6,H=3.7,H=3.8)双子载波PDM-16QAM系统的传输距离相比均匀(H=4)单载波PDM-16QAM系统分别提升了2.3% (405 km)、21% (3698 km)、19.7% (3468 km)和14.5% (2549 km)。随后,搭建光纤环路传输实验平台,进一步验证所提方案的可行性。实验结果表明,在20% 的FEC阈值条件下,均匀双子载波和PS(H=3.8)双子载波PDM-16QAM系统的传输距离相比均匀单载波PDM-16QAM系统分别提升了5.6% (282 km)和46.2% (2323 km)。仿真与实验结果表明,在跨洋光纤通信系统中引入PS与SCM可有效提升系统的传输性能。
光通信 概率整形 子载波复用 非线性效应 跨洋光纤通信 
光学学报
2022, 42(20): 2006001
蒋林 1,4易安林 1何星辰 1蒲正宇 1[ ... ]闫连山 1,4,*
作者单位
摘要
1 西南交通大学信息光子与通信研究中心,四川 成都 611756
2 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070
3 武汉光迅科技股份有限公司,湖北 武汉 430205
4 鹏城实验室,广东 深圳 518000
近年来网络数据流量呈现爆发式增长,光纤通信系统作为全球宽带网络的基础,已承载着90%以上的数据流量,并继续朝着多维、超大容量、超长距离等方向发展。搭建了一套模拟跨洋传输的超高容量距离积单模光纤传输系统实验平台。在发射端,根据传输信道光信噪比,采用不同信息熵产生不同传输速率的偏振复用概率整形16阶正交幅度调制光信号。光纤传输链路是由国产超低损大有效面积光纤与国产超宽带低噪声C波段掺铒光纤放大器组成。整个系统基于129个波长信道(波长范围为1529.8~1568.2 nm)进行了传输验证,得到的传输容量为28.09 Tbit/s,传输距离为12000 km,总容量距离积达到337 Pbit·s-1·km。
光通信 高速光纤通信 跨洋传输系统 波分复用 偏振复用 概率整形调制格式 
光学学报
2022, 42(17): 1706003
作者单位
摘要
School of Information Science & Technology, Center for Information Photonics & Communications, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan , China

Exploiting microwave photonic (MWP) techniques to generate and distribute high-frequency millimeter-wave (mm-wave) signals, termed mm-wave radio over fiber (m-RoF) signals, holds considerable potential for achieving high-density and high-capacity fifth-generation and beyond networks. Herein, we experimentally validate a broadband m-RoF uplink fronthaul transmission system using the MWP downconversion concept, which comprises receiving and processing radio-frequency (RF) signals in the unlicensed V-band at around 60 GHz. The proposed system harnesses the simple cascaded modulator topology, in which an ultrawideband off-the-shelf Mach–Zehnder modulator (MZM) renders a simple-structured remote radio head by directly encoding the broadband 60 GHz uplink RF signal into the optical carrier. The nonlinear transfer function of another MZM at the center unit is explored to achieve subharmonic downconversion using cost-effective low-frequency local oscillator signals. Based on proof-of-concept experiments, mm-wave four quadrature amplitude modulation orthogonal frequency-division multiplexing signals centered at frequencies ranging from 51 GHz to 70 GHz are successfully downconverted into signals at the intermediate frequency (IF) of 1.4 GHz. In the case of 1.2 m mm-wave, free-space, and 5 km m-RoF transmissions, the obtained IF signals with a total bandwidth of 2.4 GHz achieve a bit-to-error ratio performance lower than the 7% hard-decision forward error correction limit of 3.8 × 10-3. A gross bit rate of 10 Gbit/s can be achieved over a total spectrum of up to 10 GHz, which fully covers the globally unlicensed V-band of 57-66 GHz.

millimeter-wave radio over fiber fifth-generation and beyond networks microwave photonic downconversion 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1336002
Author Affiliations
Abstract
1 Center for Information Photonics and Communications, School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China
2 International Cooperation Research Center of China: Communications & Sensor Networks for Modern Transportation, Chengdu 611756, China
This erratum corrects a clerical error in the original manuscript [Photon. Res.9, 1124 (2021)PRHEIZ2327-912510.1364/PRJ.419605].
Photonics Research
2022, 10(2): 02000415
Author Affiliations
Abstract
Center for Information Photonics & Communications, School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China
In this work, we design a silicon-on-insulator (SOI) sidewall grating with tunable wavelength, delay, and bandwidth through thermal tuning. Incorporating uniform sidewall corrugations and a linearly chirped rib waveguide, the thermo- optic effect imposed on chirped rib waveguide changes the effective refractive index, due to the resultant of the temperature gradient. Consequently, tunable wavelength, delay, and bandwidth in SOI sidewall grating are achieved. In the numerical simulations, the designed SOI grating is demonstrated with a tunable wavelength from 1 560.7 nm to 1 561.9 nm, a tunable delay from 0 to 38 ps, and a tunable bandwidth from 1 nm to 1.5 nm.
光电子快报(英文版)
2021, 17(4): 205
Author Affiliations
Abstract
1 Pintable Electronics Research Center, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics (CAS), Suzhou 215123, China
2 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
Abstract
Journal of Semiconductors
2021, 42(5): 050301

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