1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室, 四川 成都 610209
针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题，本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先，在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列，把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上，并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后，针对双波段成像衍射极限不同的问题，提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法，并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后，设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm，工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。
单传感器 透镜阵列 多波段成像系统 光学设计 single sensor lens array multi-band imaging system optical design
1 东南沿海铁路福建有限公司，福建 福州 350013
2 中国铁建电气化局集团有限公司，北京 100043
为助力我国铁路数字化转型升级，需加快推进智能铁路的总体建设。以厦门北高铁车站为目标场景，结合我国铁路实际，采用射线跟踪(RT)技术对932 MHz、2.1 GHz、41 GHz 和93.2 GHz 4 个频段的铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)、铁路5G(5G-R)、毫米波通信系统3 种制式的信道特性展开研究。依托高性能射线跟踪仿真，精准刻画了不同频段下高铁车站场景的电波传播特性，对多频段、多制式下的多维度信道特性进行比较和研究。结果表明，电波频率越高，无线信号覆盖范围越小；且经由散射体产生的多径越少，多径信号在时间域和空间域的色散程度越弱。本文研究基于高铁车站的应用场景，为铁路专用移动通信系统的设计与改善提供了相应的理论依据、数据支持。
铁路专用移动通信 高铁车站 射线跟踪 多频段 信道特性 railway dedicated mobile communication high-speed railway station ray tracing multi-band channel characteristics 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 801
1 辽宁师范大学地理科学学院, 辽宁 大连 116029 国家海洋环境监测中心, 辽宁 大连 116023
2 辽宁师范大学计算机与信息技术学院, 辽宁 大连 116081
3 辽宁师范大学地理科学学院, 辽宁 大连 116029 辽宁师范大学计算机与信息技术学院, 辽宁 大连 116081
受成像机理的限制, 目前的遥感硬件技术条件尚无法获取同时具备高空间、 高光谱分辨率的多波段遥感影像。 多波段遥感影像作为一种反映各个不同窄波段区间信息的三维影像集合, 其包含二维空间信息和一维光谱信息, 空间信息反映场景中的几何特性, 而光谱信息则对应地物在不同波段的电磁波特性。 为弥补多波段遥感影像空间信息采集的不足, 利用辅助影像增强其空间分辨率, 即多波段遥感影像的锐化受到重视。 多波段遥感影像锐化不仅可提升影像的视觉效果, 同时可为诸如地物分类、 变化检测和参数反演等后继的定性、 定量化遥感应用奠定基础, 因而一直是遥感影像处理领域非常重要且持续活跃的研究方向。 为此, 对多波段遥感影像锐化方法的研究进展进行综述: 一是对多波段遥感影像锐化的内涵进行了表述； 二是以多光谱（MS）影像的全色锐化为视角、 以算法实现的技术为脉络, 分别从基于成分替代（CS）、 基于多分辨率分析（MRA）、 基于最优化模型（OM）和基于深度学习（DL）四个方面对多光谱遥感影像锐化方法的研究进展和存在的问题进行分析和讨论； 三是结合高光谱（HS）影像所存在的不同于MS的自身特性, 对HS影像的锐化特点进行了分析, 并对不同于MS的一些特有HS锐化方法进行了讨论和归纳； 最后对多波段遥感影像锐化方法未来的发展进行了展望, 分别从目前CS和MRA方法更受到主流认可的原因, 以及未来多波段遥感影像锐化领域将呈现出多种方法的相关融合两个方面进行了讨论。
多波段遥感影像 锐化 多光谱 高光谱 分辨率 Multi-band remote sensing images Sharpening Multispectral Hyperspectral Resolution 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 2999
华中科技大学武汉光电国家研究中心，武汉 430070
动态调光玻璃可根据气候变更选择性地调控目标光谱波段的光通量，从而具备良好的光热管理能力，因此在建筑行业的节能转型中备受重视。其中，能够对可见光、近红外、长波红外等多波段进行独立调控的动态调光玻璃因高效的光谱利用率，更有利于发挥节能优势。本文围绕多波段调控节能玻璃，简要介绍了光谱调控对玻璃节能的作用，详细概述了现阶段实现多波段调控的主要手段，并基于研究现状提出产业化进程中面临的诸多挑战。同时结合近期报道的前沿技术，展望其未来发展趋势。
建筑能耗 节能玻璃 多波段调控 电致变色 热致变色 building energy consumption energy-efficient glazing multi-band modulation electrochromism thermochromism
Author Affiliations
Abstract
1 Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University, Birmingham, UK
2 DTU Fotonik, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark
3 Department of Electronics and Telecommunications, Politecnico di Torino, Torino, Italy
Bismuth-doped fiber amplifiers offer an attractive solution for meeting continuously growing enormous demand on the bandwidth of modern communication systems. However, practical deployment of such amplifiers require massive development and optimization efforts with the numerical modeling being the core design tool. The numerical optimization of bismuth-doped fiber amplifiers is challenging due to a large number of unknown parameters in the conventional rate equations models. We propose here a new approach to develop a bismuth-doped fiber amplifier model based on a neural network purely trained with experimental data sets in E- and S-bands. This method allows a robust prediction of the amplifier operation that incorporates variations of fiber properties due to manufacturing process and any fluctuations of the amplifier characteristics. Using the proposed approach the spectral dependencies of gain and noise figure for given bi-directional pump currents and input signal powers have been obtained. The low mean (less than 0.19 dB) and standard deviation (less than 0.09 dB) of the maximum error are achieved for gain and noise figure predictions in the 1410–1490 nm spectral band.
Bismuth Doped fiber Amplifier Neural network Multi-band Ultra-wideband Optical networks Optical communications Journal of the European Optical Society-Rapid Publications
2023, 19(1): 2022016
为了满足光电设备窗口片的使用要求, 设计了一种以硒化锌为基底的多波段红外增透膜。为了达到多波段增透的目的, 选取硫化锌、氟化镱分别作为高、低折射率材料, 在硒化锌基底前后表面镀制相同的多波段红外增透膜。最终实现0.808 μm、0.880 μm、0.915 μm处透过率在91%以上, 3.7~4.8 μm和10.6 μm处透过率在95%以上, 并且膜层具有良好耐环境适应性。
光学薄膜 红外增透膜 多波段 硒化锌 optical film infrared antireflection coating multi-band zinc selenide
为了提升通信系统的灵活性, 扩大应用范围, 同时降低建设成本, 提出一种多波段信号输出的全双工光载无线系统。在单光源条件下, 通过灵活控制偏振控制器、线性偏振器的角度, 实现3路不同频段的下行矢量信号传输; 利用载波重用和相干检测技术, 实现上行基带信号输出。仿真结果表明: 6 Gb/s四进制正交幅度调制(16QAM)信号经30 km光纤传输后, 下行链路中5 GHz、45 GHz和25 GHz频段输出信号的最小误差矢量幅度(EVM)分别为5.66%、4.03%和2.67%, 上行链路输出信号的最小EVM为4.01%。
光载无线系统 多波段信号 偏振复用 全双工 抗色散 radio-over-fiber system, multi-band signal, polari
红外与激光工程
2022, 51(7): 20220224
首次设计实现了一款能同时工作在L/S/C/X四个频段的高隔离共口径低剖面微带天线。整体结构通过依次按照频率从低至高的顺序自下而上将4个频段的微带天线堆叠而成，采用同轴探针穿过低频辐射贴片形成过孔给高频天线馈电，同时将低频天线作为其上层高频天线的地，以提高天线指标与性能。其中L/S/C波段的辐射贴片采用在矩形辐射贴片四周添加枝节的方式，更利于阻抗调节；X波段置于最顶层，通过对矩形贴片进行开槽处理，避免了对其它频段的辐射遮挡；通过采用中和线去耦合及正交馈电的方法，最终实现了4个频段内增益分别为6.85，7.48，6.13，6.62 dBi；各端口之间隔离均大于30 dB；天线尺寸为85 mm×85 mm×9.07 mm；通过实物加工，测试与仿真结果吻合良好，验证了设计的有效性和可靠性。
多频段 高隔离 共口径 微带天线 multi-band high isolation common aperture microstrip antenna 强激光与粒子束
2022, 34(12): 123004
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，合肥230009
2 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室 光电技术研究院，合肥30009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，合肥20009
提出一种基于介质谐振器的太赫兹超材料滤波器，其结构由高介电常数谐振器和聚二甲基硅氧烷（PDMS）基板组成，并用有限元法对其进行仿真分析。研究结果表明，该滤波器对极化不敏感。探究其滤波特性，采用控制变量法来研究结构参数对传输系数的影响；同时，通过控制液晶介电常数的变化，可以实现部分或全部频段的动态可调。此外，为了深入了解滤波器的传输机理，从有效介质理论和谐振器理论两个方面分析其谐振机理。
全介质 多频带 滤波器 动态可调 太赫兹 all-dielectric multi-band filter dynamic adjustability Terahertz
