Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Quantum Technologies (IQT), The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China
2 Quantum Science and Engineering Centre (QSec), Nanyang Technological University, Singapore, Singapore
3 Departament de Fisica Quantica i Astrofisica and Institut de Ciencies del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
4 Quantum Research Centre, Technology Innovation Institute, Abu Dhabi, UAE
5 Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore, Singapore, Singapore
6 Institute of Microelectronics, A*STAR (Agency for Science, Technology and Research), Singapore, Singapore
7 Advanced Micro Foundry, Singapore, Singapore
8 National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapore, Singapore
In the modern financial industry system, the structure of products has become more and more complex, and the bottleneck constraint of classical computing power has already restricted the development of the financial industry. Here, we present a photonic chip that implements the unary approach to European option pricing, in combination with the quantum amplitude estimation algorithm, to achieve quadratic speedup compared to classical Monte Carlo methods. The circuit consists of three modules: one loading the distribution of asset prices, one computing the expected payoff, and a third performing the quantum amplitude estimation algorithm to introduce speedups. In the distribution module, a generative adversarial network is embedded for efficient learning and loading of asset distributions, which precisely captures market trends. This work is a step forward in the development of specialized photonic processors for applications in finance, with the potential to improve the efficiency and quality of financial services.
Photonics Research
2023, 11(10): 1703
于超 1,2孟翔宇 2江丽 1蔡宏 1[ ... ]浦世亮 1,*
作者单位
摘要
1 杭州海康威视数字技术股份有限公司海康威视研究院,浙江 杭州 310051
2 浙江大学计算机科学与技术学院,浙江 杭州 310058
全息近眼显示系统受到空间光调制器(SLM)空间带宽积的限制,光学扩展量一般较小,在保持适当视场(FOV)时容易出现眼盒较小的情况,使得用户观察到的图像容易出现缺失。基于二维表面浮雕光栅(SRG)和光波导的扩瞳作用,在适当FOV下,实现了眼盒的二维连续扩展。基于随机梯度下降算法,利用计算全息显示系统生成目标图像,利用目镜将之准直,再利用耦入光栅将其耦合进光波导内。利用光线在光波导内传播时遇到耦出光栅后部分光会被耦合出射、部分光继续传播的特性,系统在两个维度上对光束宽度进行了拓展,实现了扩展的眼盒。该系统与RGB彩色激光照明和SLM时分复用结合时可以实现彩色显示。实验证实,该方案实现了在38.6° FOV和20 mm的出瞳距下,大小为8 mm×6 mm的扩展眼盒,可有效解决用户观察到的图像易缺失的问题。
全息 计算全息 近眼显示 光波导 扩展眼盒 光瞳扩展 
光学学报
2023, 43(9): 0909001
Author Affiliations
Abstract
Institute of Microelectronics, A*STAR (Agency for Science, Technology and Research), Singapore 138634, Singapore
Gas sensors have a wide variety of applications. Among various existing gas sensing technologies, optical gas sensors have outstanding advantages. The development of the Internet of Things and consumer electronics has put stringent requirements on miniaturized gas sensing technology. Here, we demonstrate a chip-scale silicon substrate-integrated hollow waveguide (Si-iHWG) to serve as an optical channel and gas cell in an optical gas sensor. It is fabricated through silicon wafer etching and wafer bonding. The Si-iHWG chip is further assembled with an off-chip light source and detector to build a fully functional compact nondispersive infrared (NDIR) CO2 sensor. The chip size is 10 mm×9 mm, and the dimension of the sensor excluding the microcontroller board is 50 mm×25 mm×16 mm. This chip solution with compactness, versatility, robustness, and low cost provides a cost-effective platform for miniaturized optical sensing applications ranging from air quality monitoring to consumer electronics.
Photonics Research
2022, 10(1): 01000261
张然 1蔡弘 1关乐 2万振华 1[ ... ]褚金奎 1,*
作者单位
摘要
1 大连理工大学 机械工程学院,辽宁大连6023
2 大连大学 机械工程学院,辽宁大连1166
为了在多云天气下实现天空偏振定向,提出了一种利用改进的U-Net深度神经网络结合偏振度阈值进行云分割的方法,并基于瑞利散射理论获取太阳方向与体轴夹角实现天空偏振定向。采用包含3个残差结构的Respath模块将U-Net神经网络的编码区与解码区更好的融合,并在下采样时添加MultiBlock模块,使输入图像的特征更好地被学习。将神经网络预测的二值分割图与设置偏振度阈值为0.1的二值分割图进行或运算得到能够较好地分割云和蓝天的二值图。最后,将该二值图作为mask模板去除偏振方位角图中异常像素点,使保留的像素点符合瑞利散射理论,进而获取太阳方向与体轴的夹角。多云天气下的实验表明,该方法获取载体坐标系下太阳方位角的均方根误差为0.42°,能够满足实际导航需求。
偏振导航 深度神经网络 偏振度阈值 瑞利散射理论 多云 polarization guidance deep neural network polarization degree threshold Rayleigh scattering theory cloudy weather 
光学 精密工程
2021, 29(7): 1499
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Science and Technology on Micro/Nano Fabrication, Institute of Microelectronics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Quantum Science and Engineering Centre, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore
3 Institute of Microelectronics, A*STAR (Agency for Science, Technology and Research), Singapore 138634, Singapore
4 School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore
5 e-mail: haoyl@pku.edu.cn
6 e-mail: yi_zhang@ntu.edu.sg
7 e-mail: eaqliu@ntu.edu.sg

We demonstrate a smart sensor for label-free multicomponent chemical analysis using a single label-free ring resonator to acquire the entire resonant spectrum of the mixture and a neural network model to predict the composition for multicomponent analysis. The smart sensor shows a high prediction accuracy with a low root-mean-squared error ranging only from 0.13 to 2.28 mg/mL. The predicted concentrations of each component in the testing dataset almost all fall within the 95% prediction bands. With its simple label-free detection strategy and high accuracy, the smart sensor promises great potential for multicomponent analysis applications in many fields.

Photonics Research
2021, 9(2): 02000B38
作者单位
摘要
1 南京理工大学, 江苏 南京 210094
2 中国人民解放军空军总医院, 北京 100000
光动力荧光诊断(photodynamic fluorescence diagnosis, PFD)是利用激光诱发肿瘤中的光敏剂释放荧光来进行诊断, 其对于所诊疗的靶组织内光敏剂信息的变化情况的掌握, 光动力反应进程与疗效的理解与促进, 合理地制定光动力治疗(photodynamic therapy, PDT)方案具有重要指导意义。荧光诊断技术具有无损伤、精度高、测量速度快、同时检测多种疾病等优点, 这一应用可以辅助定位肿瘤的范围和肿瘤皮损的边缘, 对肿瘤的治疗极其重要, 有很好的应用前景。对荧光诊断的原理进行了简要的概述, 并通过激光诱发荧光实验, 获得了在几种皮肤肿瘤如基底细胞癌(basal cell carcinoma, BCC), 乳房外Paget′s病中治疗前后的荧光现象。
光动力 荧光诊断 皮肤肿瘤 photodynamics fluorescence diagnosis skin tumor 
应用激光
2018, 38(4): 701
作者单位
摘要
国防科技大学 航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
针对航天器快速移动时星敏感器所摄取的星空图像出现运动模糊这一问题, 提出了一种基于维纳滤波的星图复原方法。分析了各模糊参数对质心提取精度的影响, 通过仿真实验得到模糊星图复原前后的质心提取精度和定姿精度的对比数据。实验结果表明, 复原后的星图可以显著提高星图的质心提取精度和定姿精度, 可有效地提高星图识别的成功率。
星敏感器 运动模糊 维纳滤波 星图复原 star sensor motion blur Wiener filtering image restoration 
光学技术
2014, 40(4): 316
作者单位
摘要
1 山西大学 物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西职业技术学院, 山西 太原 030006
加密系统中Alice端通过光纤传送相干态量子信号给Bob端,得到的一系列相关的高斯连续变量,然后从中提取出二进制密钥,这一过程称作高斯连续变量量子密钥分发。其中的数据协调步骤,即对相关连续变量的错误校正,是本文的研究问题。本文在分层错误校正协议(SEC)和多电平编码/多级解码(MLC/MSD)协议的基础上,用基于LDPC码的Slepian-Wolf编译码器实现协调。根据连续变量的多级Tanner信息传输流图,本文推导了多级迭代的内信息和外信息置信传播(LLR-BP)更新公式,并用实验比较了MSD三种译码模式的收敛性质及性能。仿真结果表明该算法可在信道信噪比2.5 dB以上实现10000个连续变量序列的可靠协调,协调效率可达92.3%。
量子密钥分发 数据协调 Slepian-Wolf编译码器 校正子 quantum key distribution reconciliation Slepian-Wolf CODEC LDPC LDPC syndrome 
量子光学学报
2013, 19(3): 219
作者单位
摘要
1 中国白城兵器试验中心,吉林 白城137001
2 军械工程学院光学与电子工程系,石家庄050003
在ISAR成像中,由非均匀转动引起的相位误差与散射点的径向位置有关,传统的相位聚焦方法难以采用统一的相位校正函数来进行补偿。针对此问题,提出一种基于自适应Gaussian包络Chirplet分解(AGCD)快速算法的相位补偿方法。该方法在任意选取的距离单元上,利用Gaussian包络Chirplet分解得到两个较强散射点所对应的线性调频信号参数,并结合多特显点处理(PPP)模型,对由平动和非均匀转动造成的相位误差分别进行补偿。该方法计算量小,估计精度高,且没有孤立强散射点的要求。仿真实验结果表明了它的有效性。
逆合成孔径雷达 相位聚焦 自适应Gaussian包络Chirplet分解 非均匀转动 Inverse Synthetic Aperture Radar(ISAR) phase focusing adaptive Gaussian Chirplet decomposition nonuniform rotation 
电光与控制
2013, 20(6): 79
作者单位
摘要
中国人民解放军 63863部队,吉林 白城 137001
当 ISAR目标作复杂的三维转动时,目标上各散射点的相位误差将与它们在目标上所处的位置有关,传统的相位聚焦方法难以采用统一的相位校正函数来进行补偿。为解决此问题,论文提出了一种基于自适应 Chirplet信号分解的 ISAR目标三维转动检测方法,该方法使用自适应 Chirplet信号分解的快速算法来估计散射点子回波的相位信息,并根据两个散射点相位之间的非线性度来判断目标是否存在三维转动,从而只选择那些仅具有二维转动的数据段进行成像。仿真实验结果表明了它的有效性。
自适应 Chirplet信号分解 逆合成孔径雷达 三维转动检测 adaptive Chirplet decomposition ISAR three-dimensional rotation detection 
光电工程
2013, 40(1): 1

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