红外与激光工程
2024, 53(1): 20230444
光学 精密工程
2022, 30(17): 2067
提出一种基于广义回归神经网络(GRNN)拟合光谱共焦系统的光谱响应以准确定位峰值波长。利用采集到的光谱信号作为样本数据,将光谱数据中的信号波长λ作为GRNN模型的输入变量,光谱波长的归一化强度作为输出变量,基于样本的输入变量和输出变量的联合概率密度函数作为验证条件,对光谱信号的预测输出进行Parzen非参数核回归,得到波长对应的归一化强度的最大概率输出值,实现光谱的重新表征。由于GRNN网络将输出变量附近样本点的权重考虑在内,因此一定程度上能够消除光谱信号随机噪声的影响,提高光谱信噪比,减小光谱信号的表征误差,提高峰值波长提取的准确性。实验表明GRNN模型对色散焦移的拟合系数为0.999 9,系统分辨率约为2 μm,测量误差的均方根误差约为0.01 μm,优于传统的最值法、质心法、高斯拟合等算法,能够有效地抑制色散模型波长提取引起的模型波动,提高系统测量的分辨率与稳定性。
广义回归神经网络 光谱共焦 光谱分析 峰值提取 精密测量 General regression neural network Spectral confocal Spectral analysis Peak extraction Precise measurement
1 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710119
3 中国科学技术大学信息科学技术学院, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
提出基于双光束二氧化碳(CO2)激光的加热方法,设计并搭建了微锥型结构的长周期光纤光栅制备系统。该系统通过精确控制CO2激光功率、加热时间、光斑大小等实现均匀加热和光纤软化,通过高精度的步进电机控制光纤微型拉锥长度和拉锥比,以产生周期性的物理形变,制备出高精度(消光比>30 dB,插入损耗<1 dB)、光谱不退化的微锥型长周期光纤光栅(MT-LPFGs)。基于级联MT-LPFGs实现了宽带全光纤滤波器。实验结果表明,设计的双级联MT-LPFGs在30 dB消光比下实现了15 nm的宽带滤波,与单个光栅相比,其滤波带宽增加7.5倍;三级联MT-LPFGs在-25 dB带阻深度下能够实现25.2 nm的宽带滤波,该滤波带宽为单个光栅的12.6倍。最后,通过弯曲实验证明了级联光栅滤波器的弯曲容限为1.183 m -1。该滤波器具有精度高、制备简单、光谱不退化等优点,在宽带滤波方面有着重要应用。
光纤光学 长周期光纤光栅 二氧化碳激光加热 光纤微加工 宽带滤波 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 190605
基于互补氧化物半导体(CMOS)相机卷帘快门效应的可见光通信系统比特速率越高, 拍摄的图片中每个比特对应的像素列数越少, 且像素灰度值波动加剧, 严重影响数据解调性能。针对这一问题, 文章提出采用全局和局部两个动态阈值判决结合分段降采样的解调算法, 首先由图片中全部待解调列的灰度值拟合得到全局动态阈值, 判决后检测出所有数据帧头位置, 然后根据各帧对应列的灰度值分别拟合出局部阈值, 最后对各帧判决结果分段降采样恢复原始比特序列。实验结果表明, 当相机卷帘快门的列扫描频率为103.68 kHz时, 能正确解调的最小比特分辨率为2.962, 对应的最大比特速率和有效数据速率分别为35和10.8 kbit/s。
可见光通信 卷帘快门 动态阈值 降采样 visible light communication rolling shutter dynamic threshold downsampling
1 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
2 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
3 中英联合微纳光子学研究中心, 西安 710119
4 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种分离的导模共振滤波器.该结构由光栅层和两个被空气薄层隔开的平板介质波导组成.使用时域有限差分法分析了该光栅结构在不同的结构参数下的光谱特性.研究表明, 当TM偏振入射时改变空气薄层的厚度可以实现共振波长的可调谐, 并且共振波长几乎随着空气薄层厚度线性变化.浅调制光栅被用于实现窄线宽特性.波长可调谐范围为1 515~1 558 nm, 半高全宽小于0.6 nm.
光栅 导模共振 窄带 滤波器 可调谐 Grating Guided mode resonance Narrowband Filter Tunable 光子学报
2017, 46(12): 1223001
对光纤通信系统中的电域色散补偿(EDC)技术进行了深入研究, 利用Optisystem8.0和Matlab7.1联合搭建仿真系统平台, 分析了基于最小均方(LMS)算法的电域色散补偿性能。仿真结果表明, 滤波器参数(收敛因子, 抽头数)、系统传输特性以及调制格式对最小均方算法的收敛速度和稳态误差都有较大的影响, 要求合理选择滤波器参数和调制格式, 使电域色散补偿达到最优性能。
色散 调制格式 电域色散补偿 最小均方算法 dispersion modulation format EDC LMS algorithm
提出了一种基于双偏光干涉滤波器的激光波长测量方法,该方法克服了传统偏光干涉装置测量波长时分辨率存在盲区的缺点,通过把粗测和精测两个子系统结合可解决测量的周期性问题。实验结果表明,采用长度为1cm的YVO4晶体作为滤波器,可实现误差小于0.01nm的测量。与基于迈克尔逊干涉仪的波长测量方法相比,所提出的方法无需机械运动部件和参考光源,测量精度满足DWDM光纤通信系统测试的要求。
波长测量 双折射晶体 偏光干涉 四象限探测器 wavelength measurement birefringent crystal polarization interference fourquadrant detector
基于16-QAM的相干光纤通信系统其抗噪声能力与调制格式的星座图特征密切相关。文章分析了Star 16-QAM的星座图在各种圈比下受噪声影响的特性,通过数值计算获得了在不同噪声条件下星座图的最佳圈比。研究了Square 和Star 两种16-QAM对激光相位噪声的要求,分析结果表明,获得相同的BER性能时,Star 16-QAM由激光相位噪声引起的光信噪比代价更小。
相干光通信 星座图 激光相位噪声 coherent optical communications 16-QAM 16-QAM constellation laser phase noise
1 西安邮电学院电子与信息工程系, 陕西 西安 710121
2 电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
薄膜滤光片在斜入射使用时,s偏振光和p偏振光的特性会产生分离:两偏振光的中心波长不一致,且s偏振光的通带宽度要小于p偏振光。而采用多种材料且满足特定条件的膜系结构,可使角度入射滤光片两偏振方向的特性趋于一致。通过理论分析,建立了两偏振光反射率的表达式,由表达式可看出非偏振的条件。通过计算,求出相应材料折射率值,从而设计出消偏振的膜系。对一个三腔129层实例膜系进行了计算求解、仿真分析及误差分析。最后的结果验证表明此方法是可行的。
薄膜滤光片 倾斜入射 中心波长 通带宽度 消偏振设计 thin-film filter tilted incidence central wavelength band-pass width depolarization design