光学学报最新期刊目录
反射式U型微纳光纤折射率传感器研究————作者：陈建;方娜;石胜辉;罗彬彬;黄嵊釉;黄瑶;邹雪;蒋上海;
摘要：为进一步提高光纤传感器折射率（RI）灵敏度，本文结合U型结构和微纳光纤的优势，提出并制作了一种新型高灵敏度的反射式U型微纳光纤RI传感器。采用熔融拉锥工艺将细芯光纤拉制为腰锥直径在微米量级的微纳光纤，并结合3D打印的光纤夹具控制其弯曲直径。使用Rsoft光学仿真软件研究了传感器在不同弯曲直径和腰锥直径下内部光场能量的传输与交换特性，并进一步通过实验研究了弯曲直径及腰锥直径对传感器RI灵敏度的影响。...
融合MODIS和OMI卫星数据的准东煤田吸光气溶胶辐射强迫估算研究————作者：王硕;张紫康;关萝尧;COHEN JASON BLAKE;刘哲文;陆凌霄;Tiwari Pravash;秦凯;
摘要：本研究以新疆准东煤田为典型区域，融合MODIS可见光和OMI紫外波段遥感气溶胶产品，结合“核-壳”结构假设下的Mie散射模型与SBDART辐射传输模型，构建区域尺度气溶胶辐射强迫的快速估算方法。研究结果表明：（1）引入OMI紫外波段数据后，Mie模型对黑碳粒径的反演能力显著增强，可以更准确地识别和约束小粒径区间和大粒径区间内的黑碳气溶胶信息；（2）AOD与SSA分别与大气层顶（TOA）和地表（BO...
少模光纤通信关键技术研究进展————作者：陈威成;马文奇;王爽;秦毅;梁帅;胡贵军;
摘要：随着全球数据流量的爆发式增长，传统单模光纤的通信容量已逼近香农极限，面临“容量危机”。少模光纤通信技术作为一种突破性解决方案，利用多个空间模式的正交性进行模式分集复用，可以显著提升光纤通信系统的传输容量，同时保持与传统单模光纤良好兼容和较低的能耗。本文综述了少模光纤通信系统中的关键器件和技术，包括自由空间型、全光纤型和光波导型三种模分复用/解复用器，弱耦合和强耦合两种类型少模光纤及其损伤测量技术，...
皮米错位组合光栅的无衍射特性研究————作者：沈宁;张大瑞;周常河;
摘要：本文介绍了一种新型光学元件—皮米错位组合光栅。激光源经过扩束准直系统后的平行光束照射到皮米错位组合光栅上时，能够产生不随传播距离而改变的衍射光场，具有无衍射的特性。该光学元件采用两次全息曝光技术所制作，采用扫描参考光栅系统对全息干涉场的周期值进行精密调控，使前后两次的干涉场的周期差值为皮米量级。通过对全息曝光系统中干涉场的理论分析，推导出皮米错位组合光栅能够产生无衍射光场的理论解释。我们制备了一个...
基于人眼视敏度的折、反/衍混合式光学系统设计————作者：李晨霄;赵渊明;张禹;张博;朴明旭;原义侨;高俊杰;
摘要：虚拟现实设备的使用中经常由于佩戴者头部晃动导致眼瞳偏移，即眼瞳不再与光学系统的出瞳匹配，导致成像质量下降的问题。本文针对该问题设计了兼具大眼瞳空间、大视场、小体积与高分辨率特点的折、反/衍混合式光学系统。通过引入单层衍射光学元件(SLDOE)，解决了大视场大眼瞳空间全塑料透镜系统的色差校正难题，尤其是眼瞳偏移导致垂轴色差剧增问题。本文系统在96°的大视场角、6 mm×6 mm矩形的眼瞳偏移范围内（...
多组分频分复用共振光声气体传感器研究————作者：尹旭坤;胡巧燕;杨休;朱晨晨;张大成;侯佳佳;武红鹏;徐淮良;
摘要：共振型光声气体传感技术因其零背景噪声、成本低、体积小、探测灵敏度高等优势已被广泛使用在智能电网、环境监测、医疗诊断等领域。针对环境中存在的二氧化氮（NO2）和硫化氢（H2S）污染有毒气体，设计了双通道差分结构的共振光声池，巧妙利用光声池多个共振频率的特性，设计一种可用于同步检测NO2和H2S气体的光声光谱气体传...
超奈奎斯特系统中基于正交训练序列的抗奇异性偏振解复用与时钟恢复联合处理方案————作者：由家林;杨桃;张冰洁;
摘要：本文提出了一种基于正交训练序列的低收敛开销且抗奇异性的偏振解复用与时钟恢复联合处理方案。该联合方案通过正交训练序列计算表征偏振串扰的信道矩阵，从而避免了奇异性对时钟恢复算法的影响。同时，在定时环路中嵌入了自适应均衡算法，可以在计算定时误差前均衡一部分码间串扰（inter-symbol interference, ISI）、残余色散（chromatic dispersion,CD）和差分群时延（di...
基于ASE光源与混沌数字加密的光隐蔽通信系统————作者：杨海龙;卢冰;侯维刚;黄伟;郑叶;郭鹏星;李斌;郭磊;
摘要：随着信息技术的不断发展，信息传输的安全性和隐蔽性需求日益增强。为了应对这一挑战，本文提出了一种基于放大自发辐射光（ASE）与混沌数字加密的光隐蔽通信系统。混沌系统因其具有随机性强、对初始值极其敏感以及不可预测性等优点，成为提升信息保密性的有力工具。隐蔽信号通过混沌数字加密后加载到ASE光信号中，控制功率，使其低于公共信道功率12.8 dB，确保混沌数字加密信号隐藏在公共信道中传输。仿真结果验证了所...
基于少模光纤耦合与最大比合并协同作用的自由空间光传输衰落抑制方法————作者：吴颖;余建军;龙健宇;张沁旖;王莹;陈逸凡;周雯;王凯辉;
摘要：本文提出了一种新型的少模光纤自由空间光（FMF-FSO）传输系统，该系统将时分复用（TDM）接收机与改进的MIMO-LMS/CMA-MRC均衡最大合并比算法相结合。该架构采用偏振复用技术和模式复用技术，通过LP01、LP02、LP11a/b、LP21a/b 6种线极化模式同时传送32Gbaud的QPSK信号，建立12路复用通道框架。在接收机数字信号处理过程中，通过自适应优化权矩阵，采用MIMO-L...
1920×1536,5μm中波红外焦平面数字读出电路————作者：胡窦明;姚立斌;陈楠;张济清;刘艳珍;崔长坤;陈克松;李发明;
摘要：大面阵、小像元红外探测器对读出电路在电荷容量、功耗与线性度方面提出严苛要求。为了实现5μm小像元电路，采用直接注入结构、源极跟随器缓冲驱动，并引入时分复用积分电容（interlace模式）增加电荷存储容量提高灵敏度。设计小面积、低功耗列级单斜率模数转换器（Single-Slope Analog-to-Digital Converter,SS ADC），结合斜坡信号匹配补偿技术抑制非线性误差。基于标...
自适应光学联合模式分集的高轨卫星对地激光通信实验————作者：郭文杰;郑东昊;兰斌;王柯翔;李傲;王政杰;魏帅;孙亚宁;徐可嘉;代天君;张开河;梁慧剑;徐常志;李岩;刘超;伍剑;
摘要：星地下行激光链路作为“空天地一体化信息网络”的关键组成部分，对大容量和低中断概率的光通信需求极为迫切。然而，激光传输易受大气湍流影响，导致星地激光链路的通信质量显著下降。目前，自适应光学（Adaptive Optics,AO）技术作为主流的湍流补偿手段，虽能有效提高单模光纤耦合功率，但在强湍流条件下，其补偿效果有待进一步改善。为了进一步提升复杂大气环境下的通信性能，本文采用一种AO联合模式分集（M...
GAST-Net：基于门控循环单元和注意力机制的发射光谱层析重建预测————作者：郭子越;金莹;朱孙泳;吴泉英;司徒国海;
摘要：传统的计算层析方法对燃烧场的火焰进行三维重建和时间序列预测涉及到巨大的计算成本，很难做到对采集到的投影信息进行实时预测。本文提出了一种新的发射光谱层析重建预测方法，将发射光谱层析和深度学习相结合，设计了一种网络模型GAST-Net，基于深度学习中的门控循环单元和注意力机制，结合传统重建中的光谱层析技术，用于处理三维重建中时序问题，对采集到的连续时间序列上12个方向的投影数据进行三维重建和时间序列预...
基于深度光流神经网络的标量场测速研究————作者：蒋茗韬;徐文杰;陈维;
摘要：本文提出一种基于改进光流神经网络的非侵入式速度场观测方法。针对常规光学条件下无示踪粒子存在的场景，该方法通过深度学习直接从标量场（如浓度场）图像中提取速度信息。研究构建了SIV-RAFT(Scalar Image Velocimetry Recurrent All-Pairs Field Transforms)模型，该模型主要在经典RAFT框架基础上实现两项关键改进：1）采用可变形卷积神经网络（D...
基于低损相变材料Sb2S3的可重构透反射式结构色超表面————作者：邓硕;何强;熊炫;缪向水;
摘要：动态可重构超表面因为极大地拓展了传统超表面的应用场景，近年来逐渐成为光学与材料科学领域的研究热点。与静态超表面相比，动态可重构超表面能够实时调控其光学性能，如滤波特性和相位控制等。本文提出了一种应用于可见光波段的基于低损相变材料Sb2S3的全介质超表面。通过强大的米氏共振效应，该超表面能够实现较高的反射率和更大的色域范围。在此基础上，通过调节不同薄膜的厚...
紫外光驱动Ar原子电离中的隧穿延时研究————作者：肖智磊;许松坡;李多多;李子熙;魏政荣;
摘要：阿秒钟技术为研究原子分子强场电离中的电子隧穿延时物理问题提供了有效方案。本文利用阿秒钟方案研究了紫外光场驱动的Ar原子电离中ATI阶次依赖的光电子角分布及隧穿延时问题。利用求解含时薛定谔方程（time-dependent Schr?dinger equation, TDSE）、非绝热模型、模型势（Model potential, MP）理论对Ar原子强场电离动力学进行模拟。理论获得光电子动量分布及...
基于符号复用技术的高带宽利用率相干光互连系统————作者：宋俊元;董泽;明俊;穆宇佳;何海莲;温宇垚;刘少楠;汪睿;王晨晨;李志沛;忻向军;
摘要：短距相干光传输技术凭借高频谱效率与优异色散管理能力，成为未来数据中心光互连的潜在解决方案。然而其高速模数-数模转换模块及集成化收发组件存在的高成本与高功耗问题亟待突破。为提高光互连系统带宽利用率，有效解决因带宽受限引起的符号间干扰难题，本文提出了一种基于联合编码调制的符号复用技术，通过前向纠错编码(FEC)建立正交幅度调制(QAM)符号间的编码关系，采用“多对一”映射将每两个5-bit 32QAM...
分布式柔性双波导触觉传感器制备及其性能评价————作者：高旭;陈勉;陈再平;闫效鹏;王哲;钱志辉;黎雄;王甲甲;李凯伟;任雷;任露泉;
摘要：为解决现有触觉传感器件制造成本高、机械柔韧性有限且存在信号串扰等问题，基于全内反射理论，设计并制作了一种基于损耗诱导块的分布式柔性双波导触觉传感器。通过多层复合结构设计，实现了力/位置信号的物理隔离，有效避免了信号串扰的产生；基于波导结构的差异响应机制，建立了光波导材料应力-应变-光损耗间感知模型，并利用光束传播法对传感原理进行了仿真验证，结果表明所提出的触觉传感器能够定量解耦受力大小与接触位置，...
基于光学衍射神经网络的计算成像————作者：杨闯;陈楠星;贺圣杰;李忠骏;刘郝亮;金立敏;曹开锐;黄灿;胡竞天;
摘要：成像技术自从诞生以来就是观测、记录视觉信息的关键工具，在机器视觉、材料表征、生物医药等应用中发挥重要作用。近年来，随着光学理论与计算科学的快速发展，涌现出众多计算成像方法，基于压缩感知、深度学习等方法，通过算法与硬件的协同优化，实现了对传统成像的物理局限的突破，可以支持更高维度的信息获取和更灵活的成像性能。同时，包括超表面与衍射神经网络在内的新兴光学平台逐渐具备运算能力，通过物理器件实现光场信息的...
智能光计算引擎：光探测芯片关键技术与发展路径————作者：王彤璐;王钰言;郑纪元;邓辰辰;范静涛;戴琼海;
摘要：近年来，以人工智能任务为核心的光电混合智能计算芯片技术框架逐步发展完善。该架构结合了电子计算的灵活性和光学计算的高带宽、低功耗优势，成为突破传统电子计算瓶颈的重要方向。与此同时，面向未来计算需求的智能全光计算技术也逐渐崭露头角，其通过完全光子化的信息传输与处理，有望从根本上规避光电信号转换的能耗与延迟问题。然而，当前光电混合芯片的发展仍受限于光与电信号的转换效率，其中光探测与信号转换技术是关键节点...
基于自监督学习的散斑位移场求解方法————作者：张一鸣;郝方楠;徐自力;李广;
摘要：散斑位移场的精确求解是数字图像相关技术的核心环节，直接决定了对结构变形行为的分析质量。提出了基于自监督学习的散斑位移场求解方法，该方法以感兴趣区域坐标集作为输入，通过引入预测变形图像与真实变形图像灰度函数一致的辅助任务，构建了面向散斑图像的自监督学习框架，并针对实际应用中的光照条件变化问题，在框架内嵌入了灰度线性映射模块和相对形态损失函数，可以不依赖于大规模有标注数据集的预训练，直接在待分析散斑图...
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