1 山东科技大学电子信息工程学院, 山东 青岛 266590
2 青岛市太赫兹技术重点实验室, 山东 青岛 266590
3 北京理工大学集成电路与电子学院, 北京 100081
4 北京市毫米波与太赫兹技术重点实验室, 北京 100081
在太赫兹通信技术快速发展的背景下, 建筑遮挡、恶劣天气等原因导致的复杂、弥散信道对通信安全性、可靠性提出新的挑战。太赫兹通信的保密属性在通信网络的广域性下隐含泄露、窃听等风险, 研究现有的加密和防窃听手段在太赫兹通信中的可行性, 推动物理层安全技术的创新与应用, 实现信息的稳定安全传输, 成为具备研究价值的热点问题。本文从安全通信角度出发, 分析部分现有物理层加密与防窃听方法, 总结其在太赫兹通信领域中的融合应用与效果, 并对其未来发展趋势进行展望。
太赫兹通信 物理层安全 加密 防窃听 terahertz communication physical layer security encryption anti-eavesdropping 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(3): 301
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electrical Engineering and Automation, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
2 College of Electronic and Information Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
With a Nd:ScYSiO5 crystal, a high peak power electro-optically Q-switched 1.0 μm laser and tri-wavelength laser operations at the 1.3 μm band are both investigated. With a rubidium titanyle phosphate (RTP) electro-optical switcher and a polarization beam splitter, a high signal-to-noise ratio 1.0 μm laser is obtained, generating a shortest pulse width of 30 ns, a highest pulse energy of 0.765 mJ, and a maximum peak power of 25.5 kW, respectively. The laser mode at the highest laser energy level is the TEM00 mode with the M2 value in the X and Y directions to be Mx2 = 1.52 and My2 = 1.54. A tri-wavelength Nd:ScYSiO5 crystal laser at 1.3 μm is also investigated. A maximum tri-wavelength output power is 1.03 W under the absorbed pump power of 7 W, corresponding to a slope efficiency of 14.8%. The properties of the output wavelength are fully studied under different absorbed pump power.
140.3380 Laser materials 140.3540 Lasers, Q-switched Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111403
山东科技大学 太赫兹研究中心 青岛市太赫兹技术重点实验室, 山东 青岛 266950
近20年, 太赫兹科学技术发展迅速, 太赫兹波与物质之间的相互作用成为研究热点。理论推导并实验验证了一种提高太赫兹波段材料折射率、吸收系数等参数测量精度的方法。以两种厚度的高密度聚乙烯板(3.5 mm、5.0 mm)为样品, 将不等光程测量法与常规太赫兹时域光谱测量方法进行比较, 分别获得了0.5~2.5 THz频率范围的高密度聚乙烯的折射率和吸收系数, 结果显示两种方法测量样品的折射率和吸收系数有较大的差异。常规法和不等光程法得到的折射率分别为1.505和1.483。常规法在1.465 THz附近出现一个峰值, 而不等光程法得到的吸收系数在1.166 THz和2.431 THz出现特征吸收峰。证明不等光程法能更加精确提取材料光学参数, 并可以揭示常规方法无法测得的材料特征吸收峰, 为太赫兹波段精确测量材料光学参数提供了新的方法。
太赫兹时域光谱技术 光学参数 折射率 吸收系数 terahertz time-domain spectroscopy technology optical parameters refractive index absorption coefficient 红外与激光工程
2017, 46(4): 0417002
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic, Communication and Physics, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
2 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Science, Shanghai 200050, China
3 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Ji’nan 250100, China
In this Letter, we demonstrate the anisotropy of laser emission in disordered Nd:ScYSiO5 (Nd:SYSO) crystals cut along the optical indicatrix axes. High-powered lasers with different oscillation wavelengths and polarizations are realized by using different oriented crystals as gain media. For Y-cut crystals, the dual-wavelength laser vibration direction is found to be along the X axis and a maximum output power of 9.43 W is obtained, giving an optical-to-optical conversion efficiency of 48.8% and a slope efficiency of 51.3%. For X- and Z-cut crystals, 1075 and 1078 nm lasers operating orthogonally polarize oscillate with total output powers of 7.07 and 8.43 W, respectively. The experimental results reveal that the intrinsic anisotropy for the monoclinic disordered laser crystals could make laser design flexible and controllable.
140.3380 Laser materials 140.3540 Lasers, Q-switched Chinese Optics Letters
2016, 14(2): 021406
1 中国农业大学理学院, 北京 100083
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
3 江苏师范大学物理与电子工程学院先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
4 同济大学物理科学与工程学院,上海 200092
5 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
采用X型谐振腔，实验研究了二极管抽运Nd:CGA激光器的连续和被动锁模激光特性。当Nd:CGA激光器实现连续运转时，采用不同透过率的输出镜优化激光器的连续输出功率。采用透射率为20%的输出镜时，获得了1.8 W的最高连续输出功率，斜率效率达到30.8%，中心波长为1079 nm；采用半导体可饱和吸收反射镜作为锁模元件、透射率为1.6%的平面镜作为输出镜，获得了脉冲宽度为2.7 ps、重复频率为177 MHz的被动锁模脉冲输出。当抽运功率为6.9 W时，获得锁模脉冲的最大平均输出功率为524 mW，相应的光光转换效率和斜率效率分别为7.6%和8.0%。
激光器 二极管抽运 Nd:CGA 激光器 连续激光 被动锁模激光 激光与光电子学进展
2016, 53(10): 101410
1 中国农业大学理学院， 北京 100083
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室， 北京 100190
全固态激光器被动锁模是产生超短脉冲的一种有效方法。在基于Nd3+掺杂激光材料被动锁模产生超短脉冲的研究中，无序晶体成为研究的热点。结合相关工作，总结了Nd3+掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状，展望了Nd3+掺杂无序晶体在超强超短脉冲制备中的发展前景。
激光器 Nd3+掺杂无序晶体 四能级激光运转 准三能级激光运转 被动锁模激光器 中国激光
2016, 43(10): 1000001
1 南阳理工学院电子与电气工程学院, 河南 南阳 473004
2 华中科技大学图像识别与人工智能研究所, 湖北 武汉 430074
为了准确地提取出结构光测量中变形条纹的瞬时相位，需对变形条纹图像进行滤波。在OWT_SURE_LET小波去噪的基础上，用冗余小波代替正交小波，用DB8小波代替Sym8小波，利用一个六变量的收缩函数代替四变量的收缩函数，提出了一种改进的SWT_SURE_LET小波滤波算法，该算法速度快、稳健性强。峰值信噪比和相位均方根值提取精度两个指标表明，无论何种类型的变形条纹，无论变形条纹的载频怎么变化，改进算法都是有效的。和其他经典的及最新的去噪算法相比，改进后的算法具有最好的结果和稳健性。
信号处理 小波去噪 贝叶斯估计 相位提取 三维测量 中国激光
2013, 40(s1): s108001
1 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
2 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
利用885 nm激光二极管直接抽运Nd:LGS实现了1.47 W的1.06 μm激光输出，光光转换效率为17.9%，斜率效率为21.4%，光束质量因子M2在x和y方向分别为1.10和1.12。实验说明了Nd:LGS是一种优质的适于直接抽运的激光晶体。
激光器 全固态激光器 激光二极管直接抽运 Nd:LGS晶体
1 华中科技大学图像识别与人工智能研究所, 湖北 武汉 430074
2 南阳理工学院电子与电气工程学院, 河南 南阳 473004
只需要一幅调制图像的光栅投影测量方法主要有傅里叶变换轮廓术(FTP)、小波变换轮廓术（WTP）等。采用基于指数尺度间隔的连续小波变换与重构方法，提取调制图像的瞬时相位。针对指数尺度间隔连续小波变换，指出了足够大的噪声能够改变小波变换脊的位置，并且该脊向上移动的概率最大。因此，为了重构载频信号，选择脊及其紧邻的较大的那个尺度所对应的小波系数，采用灰度图像阈值分割中最大类间方差法（OTSU），剔除掉幅值较小的系数；针对斑点噪声的影响，对OTSU算法的结果进行了修正；使用修正后的系数集合重构载频信号,并计算该信号的瞬时相位。理论分析和实验结果表明算法有效且具有稳健性。
信息光学 轮廓术 连续小波重构 大津法 指数尺度间隔 三维测量
山东科技大学太赫兹研究中心 青岛市太赫兹技术重点实验室, 山东 青岛 266590
太赫兹(THz)脉冲整形技术在量子理论、生物医学成像、安全检查、亚毫米波通信等领域都具有重要的学术价值和应用前景。概述了基于飞秒脉冲的整形技术和新型太赫兹辐射材料整形技术，分析了太赫兹脉冲整形器件整形技术目前的研究状况，并对各种整形方法的发展进行了展望。
非线性光学 太赫兹脉冲整形 飞秒脉冲整形器 太赫兹辐射 激光与光电子学进展
2012, 49(9): 090004
