李超洋 1,3孙建锋 2,4,5,*卢智勇 3周煜 2[ ... ]贺辉 2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学光学与光学工程系,安徽 合肥 230026
2 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室,上海 201800
4 上海卫星互联网研究院有限公司,上海 200120
5 上海市卫星互联网重点实验室,上海 200120
在深空探测中,以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波,激光光束发散角小,能量更为集中,可达更远的传输距离,以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差扩频通信测距一体化深空探测系统,提出了一种基于曲线模型的插值重采样方法,并对该曲线模型进行了理论仿真和实验验证。该模型由系统先验信息构建,是伪随机码相位差的线性函数。实验结果表明,对于静态目标,测距偏差不超过0.55 mm,测距精度不超过0.42 mm。对于动态目标,测距偏差不超过0.59 mm。静态和动态目标测距中实现了零误码通信。此外,扩频通信测距一体化设计应用于深空导航和深空时频同步,可以提高实时性。
扩频通信 插值重采样 通信测距一体化 深空探测 
激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706010
李文杰 1谷洪刚 1,2,*刘力 1钟磊 1[ ... ]刘世元 1,2,**
作者单位
摘要
1 华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室,湖北 武汉 430074
2 光谷实验室,湖北 武汉 430074
衍射场作为叠层衍射成像技术(ptychography)的重要约束,其信息的丰富度和准确性将直接影响重构质量。提出一种基于极大似然噪声估计的高动态范围(ML-HDR)叠层衍射成像方法,即在探测器线性响应假设下,构建复合高斯噪声模型,根据极大似然估计求解最优权重函数,由多张低动态范围衍射场合成高信噪比衍射场。对比了单次曝光、传统HDR和ML-HDR三种方法的重构质量。仿真和实验结果表明:相比单次曝光,ML-HDR能将动态范围拓宽8位,重构分辨率提升至2.83倍;相比传统HDR,ML-HDR能提高重构图像的均匀性和对比度,且无需额外标定硬件参数。
计算成像 叠层衍射成像术 高动态范围 相位恢复 极大似然估计 
激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0811011
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
2 西安电子科技大学 芜湖研究院,安徽 芜湖 241002
利用Sentaurus搭建了碳化硅漂移阶跃恢复二极管(DSRD)与雪崩整形二极管(DAS)全电路仿真模型,研究了碳化硅等离子体器件在脉冲锐化方面的能力,并且通过器件内部等离子浓度分布解释了这两种器件实现脉冲锐化的机制。借助碳化硅DSRD可以将峰值超过千伏的电压脉冲的前沿缩短到300 ps;碳化硅DSRD与DAS的组合可以输出脉冲前沿在35 ps、峰值超过2 kV的电压脉冲。仿真与实验发现当触发脉冲与碳化硅DAS匹配时,可以实现快速开启后快速关断,得益于碳化硅DAS这种神奇现象,可以将峰值在两千伏以上脉冲的半高宽缩小到百皮秒量级;通过频谱分析发现脉冲经过DAS整形后,其最高幅值−30 dB对应的频谱带宽扩大了37倍,达到7.4 GHz。
碳化硅 漂移阶跃恢复二极管 雪崩整形二极管 超宽带 silicon carbide drift step recovery diode diode avalanche shaper ultra wide band 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013008
作者单位
摘要
南京林业大学机械电子工程学院,江苏 南京 210037
近红外光谱及成像检测凭借其高效、无损、非接触等优点近年来被广泛应用于农林产品、食品检测等方面。该技术可快速获取样品光谱和图像信息,进而结合化学计量学、机器学习建模等对样品进行品质安全、掺杂掺假、理化指标和产地溯源等方面检测,深受各行各业的认可。但光学仪器使用环境以及被测样品性质具有局限性,光学检测结果易受到各种因素干扰,从而影响检测精度,应当予以消除或削弱。简述了近红外光谱和高光谱成像的检测基本原理,并对国内外近红外光谱及成像技术在检测时受到的影响因素进行总结与归纳,结合国内外研究学者在相关方面的研究内容,重点在温度、光照、水分、曲率变化和湿度等5个方面及相关校正方法的应用进行阐述,对当前存在的部分问题提出总结与建议,以期为相关方向的研究人员提供参考及借鉴。
近红外光谱 高光谱成像 无损检测 化学计量学 影响因素 校正方法 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0400003
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronic and Computer Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong SAR, China
2 State Key Laboratory of Advanced Displays and Optoelectronics Technologies, HKUST, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong SAR, China
3 Department of Chemical and Biological Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong SAR, China
4 Shanghai Artificial Intelligence Laboratory, Shanghai 200232, China
The high-density, vertically aligned retinal neuron array provides effective vision, a feature we aim to replicate with electronic devices. However, the conventional complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensor, based on separate designs for sensing, memory, and processing units, limits its integration density. Moreover, redundant signal communication significantly increases energy consumption. Current neuromorphic devices integrating sensing and signal processing show promise in various computer vision applications, but there is still a need for frame-based imaging with good compatibility. In this study, we developed a dual-mode image sensor based on a high-density all-inorganic perovskite nanowire array. The device can switch between frame-based standard imaging mode and neuromorphic imaging mode by applying different biases. This unique bias-dependent photo response is based on a well-designed energy band diagram. The biomimetic alignment of nanowires ensures the potential for high-resolution imaging. To further demonstrate the imaging ability, we conducted pattern reconstruction in both modes with a 10 × 10 crossbar device. This study introduces a novel image sensor with high compatibility and efficiency, suitable for various applications including computer vision, surveillance, and robotics.
Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 092604
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室, 长春 130012
射频信号的监测具有广泛的应用前景, 文章提出了一种基于DSP的微波光子射频信号监测系统。该系统由前端微波光子信号接收部分和后端信号处理部分组成, 射频信号经光学下变频处理得到中频信号, 经过ADC模数转换后在DSP上应用快速傅里叶变换(FFT)算法完成对接收信号的频谱分析。实验测试结果表明, 该系统可以完成对射频信号的监测, 频率测量误差小于0.25MHz, 动态范围为55dB, 灵敏度为-30dBm。此外, 为了进一步验证, 应用天线进行手机信号的接收实现了对手机信号通信频段的实时监测。
微波光子 射频信号监测 DSP DSP microwave photon FFT FFT radio frequency signal monitoring 
半导体光电
2023, 44(2): 251
作者单位
摘要
1 中国科学院 等离子体物理研究所,合肥 230031
2 中国科学技术大学 科学岛分院,合肥 230031
为了满足复杂多变的电磁环境对正弦电流精度和变频调幅稳定输出的要求,提出了LC串联谐振理论与高频PWM调制技术相结合的设计思想。研制了一种多频点(10~3800 Hz)、电流高达8000 A的正弦波电源。FTD电源采用直流开关电源技术、SPWM调制技术和LC串联谐振理论。输出电流工作点包括10 Hz@8000 A、20 Hz@6000 A、30~110 Hz@5000 A和1.3~3.8 kHz@2400 A。采用电流反馈和频率反馈控制策略,输出电流精度可达5%。测试结果表明,FTD电源能够满足系统要求,实现了对偏滤器偏转磁场的强度和频率的调节,为偏滤器靶板的粒子热沉积效果的对比实验提供了支持。
磁体线圈电源 鱼尾偏滤器 串联谐振 EAST 正弦波电源 magnet coil power supply fishtail divertor series resonance EAST sine wave power supply 
强激光与粒子束
2023, 35(6): 066001
作者单位
摘要
合肥师范学院电子信息与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
提出了一种基于多维高斯贝叶斯分类算法的复杂系统影响因素的分析方法,并利用大数据方法建立了不同PM2.5范围的分类模型,结合马氏距离开展了影响因素的关键性分析。以合肥市2013―2018年间的天气与空气质量数据为基础,筛选了PM10、SO2、NO2、CO、O3等8个大气污染的关键影响因素,采用散点矩阵对PM2.5与这些影响因素的相关性进行了分析。利用高斯贝叶斯分类器建立了基于8个主要参量的PM2.5大气污染分析模型,研究发现,PM2.5与CO浓度具有较强的正相关性,对NO2具有选择性,与O3具有负相关性,而CO与SO2对PM2.5的产生存在某种竞争机制。
大数据技术 高斯贝叶斯模型 影响因素 PM2.5 相关分析 big data technology Gaussian Bayesian model influencing factors PM2.5 correlation analysis 
大气与环境光学学报
2023, 18(3): 227
作者单位
摘要
1 新疆师范大学物理与电子工程学院,新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
2 江苏科技大学理学院,江苏 镇江 212003
研究两分量玻色-爱因斯坦凝聚中集体激发的阻尼,该阻尼包括朗道和巴利耶夫两种机制。采用哈特利-福特-波戈留波夫平均场理论,基于单分量系统理论,构建了两分量系统的理论框架,严格按照单分量系统理论推导公式,并且分析两分量系统和单分量系统在理论框架构建上的主要差别。以理想的能级连续的均匀系统朗道阻尼为例进行半经典近似计算,展示粒子相互作用细节,说明所提理论的物理意义和应用方法。在计算过程中,通过无量纲阻尼函数分析朗道阻尼与温度的依赖关系,分析对阻尼有贡献的准粒子跃迁,包括同类型准粒子之间和不同类型准粒子之间的各种情况,并通过误差函数分析不同能量范围的准粒子跃迁对阻尼的贡献。
量子光学 元激发 无量纲阻尼函数 误差函数 波戈留波夫变换 傅里叶变换 
光学学报
2023, 43(10): 1027002
任伟杰 1,2,**孙建锋 3,*周煜 3卢智勇 1[ ... ]许玲玲 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
卫星相干激光通信系统中,信号调制格式以相移键控(PSK)为主,未兼容开关键控(OOK)的相干接收。针对卫星相干光通信接收机不兼容多种调制格式的问题,实验搭建了兼容OOK以及二进制相移键控(BPSK)的相干通信接收装置。在1 Gbit/s的通信速率下,当调制格式为OOK且信号光功率为-54.6 dBm时,误码率(BER)为10-3,接收灵敏度距离散粒噪声极限3.3 dB;当调制格式为BPSK且信号光功率为-57.95 dBm时,BER为10-3,接收灵敏度距离散粒噪声极限4.2 dB。该多体制兼容相干接收机的结构与当前大多数相干接收机的硬件通用,且具有较高的接收灵敏度,证明了卫星相干激光通信多体制兼容技术的可行性,具有重要意义。
光通信 多体制兼容 内差检测 开关键控 相移键控 
光学学报
2023, 43(12): 1206002

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