1 上海电力大学电子与信息工程学院，上海 201306
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，上海 200444
针对DCO-OFDM 系统功率效率低以及高阶信号调制复杂度高的问题，提出一种联合子载波索引和功率叠加复用（Subcarrier Index-Power Modulated With SuperpositionMultiplexing，SIPM-SPM）的新型信息承载维度，将其应用于非对称限幅光正交频分复用（Asymmetrically Clipped Optical OFDM，ACO-OFDM）系统。该调制技术对高功率子载波采用SPM，添加两个8PSK 和QPSK 编码的复值数据，进一步增加了信号的传输容量，同时ACO-OFDM 系统避免了直流偏置带来的功率损耗。仿真结果显示：在ACO-OFDM 系统中，SIPM-SPM 相较于SIPM（8-PSK/QPSK），信号传输容量提高了28.6%；相较于相同信号传输容量的SIPM（32-PSK/QPSK），在误码率为1.0 × 10-3 时，信噪比增益>2.8 dB，色散容忍度提高了>560 ps/nm，光发射功率动态范围提高了>6.7 dB。这表明将SIPM-SPM 调制应用于ACO-OFDM 系统，具有较好的抗噪声性能和较高色散容忍度，也降低了对发射光功率的需求。
光正交频分复用 数字信号处理 非对称限幅 子载波功率索引 功率叠加复用 optical orthogonal frequency division multiplexing digital signal processing asymmetrically clipped subcarrier index-power modulation superposition multiplexing
1 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
3 中国人民解放军93160部队，北京101300
作为一种重要的中长波红外窗口材料,元素级ZnS具有良好的光学性能和力学性能。目前，高超声速飞行器的发展迫切需要开展元素级ZnS红外窗口的高温性能研究。本文研究了不同温度下元素级ZnS的高温性能，结果表明，元素级ZnS的辐射率随着波长增大而增加，且同一波长下随温度的升高而增加，500 ℃时，在3～5.5 μm平均法向光谱辐射率小于0.05，7～10.5 μm平均法向光谱辐射率小于0.10。在2～9.5 μm，温度对透过率影响并不大，在9.5 μm后，随着温度的升高，透过率明显降低。折射率、热光系数和线膨胀系数随温度的升高而增大。温度对弯曲强度几乎无影响，弹性模量随温度升高而降低，800 ℃时的弹性模量与室温下的相比下降约30%。
化学气相沉积 高温性能 元素级ZnS 光学透过率 弹性模量 chemical vapor desposition hightemperature performance elemental ZnS transmittance elastic modulus
上海电力大学电子与信息工程学院, 上海 201306
针对DCO-OFDM(DC-Biased Optical OFDM)系统能量效率低以及高阶信号调制复杂度高的问题, 提出一种基于子载波索引功率调制(Subcarrier Index-Power Modulated, SIPM)的分层非对称限幅OOFDM(Layered Asymmetrically Clipped Optical OFDM, LACO-OFDM)技术。该技术对高低功率子载波分别采用8-PSK和QPSK低阶星座映射格式, 同时结合LACO技术, 有效避免了直流偏置带来的OFDM系统能量损耗, 增加了信号的传输容量。仿真结果表明：SIPM-LACO-OFDM技术可以在不降低频谱效率的前提下, 提高系统能量效率, 具有更好的误码率性能和非线性容忍度。在25 km SSMF IMDD PON信道下, SIPM-LACO-OFDM系统相较于传统SIPM-OOFDM系统, 在接收光功率上有1.8 dB左右的优势, 为下一代光接入网提供了一种有效的可行性方案。
无源光网络 正交频分复用 子载波索引功率调制 分层非对称限幅 passive optical network orthogonal frequency division multiplexing subcarrier index-power modulation layered asymmetrically clipping
1 湖北工业大学 机械工程学院，湖北 武汉 430068
2 湖北理工学院 电气与电子信息工程学院 智能感知与目标识别光电实验室，湖北 黄石 435003
物体微振动信号测量在磁场、建筑、生物成像及航空航天等方面具有重要的应用价值。但是，物体微振动产生的弱反射光不仅极其微弱，易受到探测距离、雨雾气等环境因素的干扰，而且低频振动的振动形式多变，易受到经典噪声影响，难以实现极端微弱反射光条件下的振动信号测量。针对以上问题，文中采用光学偏振控制方法，对信号光与本振光的偏振性进行控制，以减少光学噪声的干扰；采用平衡外差探测，将低频直流信号转变为高频交流信号，避免信号被噪声湮没的同时，克服了光电流共模噪声的影响。在赫兹（~10 Hz）频段，探测器的噪声水平达到了散粒噪声极限，并实现了阿瓦量级反射光条件下的微振动信号测量，测得的物体微振动振幅为11.44 nm，A类标准不确定度为0.25 nm，合成不确定度为0.34 nm，测量精度为±0.75 nm。该方案不仅为微弱多普勒频率测量、振动检测等测量领域的研究提供了实验支持，在弱反光、长距离、雨雾天气等复杂测量环境也具有广阔的应用前景。
微振动 弱反射光 偏振控制 散粒噪声极限 平衡外差探测 micro-vibration weak reflected light polarization control shot noise limit balanced heterodyne detection 红外与激光工程
2023, 52(7): 20220872
针对低信噪比(SNR)条件下雷达信号识别率低的问题, 提出一种基于多时频图像融合和扩张残差网络的识别方法。首先, 通过多种时频分析方法, 将雷达信号变换为不同的时频图, 并对这些时频图进行融合和处理。然后, 构建一种新网络模型, 将扩张残差网络与特征融合提取模块相结合, 对10类雷达信号进行识别。仿真结果表明, 当SNR为-6 dB时, 所提方法对10类雷达信号整体识别准确率达到98.7%。
雷达信号识别 时频分析 特征融合 特征融合提取模块 扩张残差网络 radar signal recognition time-frequency analysis feature fusion DFFE dilated residual network
中国航空工业集团公司 西安飞行自动控制研究所，西安 710065
由于基于40 μm保偏光纤的商用光纤器件制作技术和保偏熔接技术尚不成熟，一般的保偏光纤参数测量方法很难直接应用。文章提出在1根40 μm保偏光纤上完成超辐射发光二极管(SLD)耦合对接和光纤偏振器在线制作，构建出一套简单的偏光干涉装置，利用调制光谱可同时实现拍长和双折射温度系数的测量。文章分别从理论和实验上对测量方法进行了阐述和验证。所提方法同样适用于其他直径的保偏光纤参数测量。
40 μm保偏光纤 调制光谱 拍长 双折射温度系数 40 μm polarization-maintaining fiber modulated spectrum beatlength refractive index temperature coefficient
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023
2 南京大学 电子科学与工程学院, 南京 210023
使用数值模拟的方法, 对氢化物气相外延(HVPE)生长α-Ga2O3材料的温度和反应源气流进行了优化。区别于传统的在反应腔内HCl或Cl2携带Ga源的结构, 使用了外置Ga源的方法, 可以较准确地调整GaCl/GaCl3的组分占比、摩尔分数和浓度。另外, 使用分子模拟软件Gaussian计算得到GaCl3与O2反应的活化能, 通过实验数据拟合得到α-Ga2O3相变为β-Ga2O3的反应活化能。在此基础上, 对生长温度、GaCl/GaCl3的组分占比进行了模拟, 并给出了α-Ga2O3的优化生长条件。
氢化物气相外延 数值模拟 Gaussian软件 活化能 外置Ga源 生长温度 组分占比 α-Ga2O3 α-Ga2O3 HVPE numerical simulation Gaussian software activation energy external Ga source growth temperature proportion of components
中国航空工业集团公司 西安飞行自动控制研究所，西安 710065
光纤拉锥是光纤器件制作中的一项重要技术，为了研究快速往复移动温区熔融拉锥系统中锥区形貌与各拉锥参数的关系，基于体积不变原理，建立了往复运动温区熔融拉锥系统在满足温区运动速度大于光纤拉伸速度条件下的理论模型，详细描绘锥区形貌形成过程，推导出锥区直径、锥区平坦区长度与温区运动次数、温区运动速度、光纤拉伸速度、温区往复运动距离以及温区宽度与光纤初始直径之间的定量关系，并进行验证，实验结果与理论分析一致。
熔融拉锥 移动温区 锥区形貌 形貌控制 fused taper moving hot-zone taper waist shape shape control
