作者单位
摘要
1 南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016
2 航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095
为了获得更优的发射器布局,使系统达到更高的定位精度,提出一种基于免疫优化算法的iGPS发射器布局优化方法,根据系统的测量原理得到该系统的测量不确定度模型,由此建立亲和度函数,使用免疫优化算法对发射器布局进行优化,并通过仿真进行验证。结果表明:所提方法可以显著优化发射器布局,提高系统的测量精度;与遗传算法相比,免疫优化算法具有更好的全局寻优效果,可以得到更优的iGPS发射器布设站位。
测量 布局优化 交汇测量 iGPS 免疫优化算法 
激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1112009
Tiankuang Zhou 1,2,3†Lu Fang 2,3†Tao Yan 1,2Jiamin Wu 1,2[ ... ]Qionghai Dai 1,2,6,8,*
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Automation, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 Institute for Brain and Cognitive Science, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China
4 Beijing Innovation Center for Future Chip, Tsinghua University, Beijing 100084, China
5 Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
6 Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
7 e-mail: lin-x@tsinghua.edu.cn
8 e-mail: qhdai@tsinghua.edu.cn
This publisher’s note corrects the authors’ affiliations in Photon. Res.8, 940 (2020).PRHEIZ2327-912510.1364/PRJ.389553
Photonics Research
2020, 8(8): 08001323
Tiankuang Zhou 1,2,3†Lu Fang 2,3†Tao Yan 1,2Jiamin Wu 1,2[ ... ]Qionghai Dai 1,2,6,8,*
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Automation, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 Institute for Brain and Cognitive Science, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China
4 Beijing Innovation Center for Future Chip, Tsinghua University, Beijing 100084, China
5 Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
6 Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
7 e-mail: lin-x@tsinghua.edu.cn
8 e-mail: qhdai@tsinghua.edu.cn
Training an artificial neural network with backpropagation algorithms to perform advanced machine learning tasks requires an extensive computational process. This paper proposes to implement the backpropagation algorithm optically for in situ training of both linear and nonlinear diffractive optical neural networks, which enables the acceleration of training speed and improvement in energy efficiency on core computing modules. We demonstrate that the gradient of a loss function with respect to the weights of diffractive layers can be accurately calculated by measuring the forward and backward propagated optical fields based on light reciprocity and phase conjunction principles. The diffractive modulation weights are updated by programming a high-speed spatial light modulator to minimize the error between prediction and target output and perform inference tasks at the speed of light. We numerically validate the effectiveness of our approach on simulated networks for various applications. The proposed in situ optical learning architecture achieves accuracy comparable to in silico training with an electronic computer on the tasks of object classification and matrix-vector multiplication, which further allows the diffractive optical neural network to adapt to system imperfections. Also, the self-adaptive property of our approach facilitates the novel application of the network for all-optical imaging through scattering media. The proposed approach paves the way for robust implementation of large-scale diffractive neural networks to perform distinctive tasks all-optically.
Photonics Research
2020, 8(6): 06000940
作者单位
摘要
长春理工大学 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130022
大孔径接收是克服大气光通信中大气湍流影响的有效途径之一。在有限孔径接收光强起伏理论基础上,建立了平均信噪比与无湍流影响时的探测器输出信噪比、孔径平均因子以及光强起伏方差之间关系的数学模型,并给出了系统误码率计算公式。通过数值计算得出了在给定误码率(BER)设计指标时,不同大气湍流参数条件下,接收孔径直径与无湍流影响时的探测器输出信噪比之间的关系曲线。
光通信 孔径平均 尺寸选择 大气湍流 信噪比 
中国激光
2009, 36(11): 2957
韩成 1,2,*白宝兴 1杨华民 1,2佟首峰 2[ ... ]于林韬 2
作者单位
摘要
1 长春理工大学计算机学院, 吉林 长春 130022
2 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
分析了大气散射和吸收特性, 并进一步研究了大气散射所引起的激光脉冲延迟效应, 定量分析了在不同能见度、不同脉冲传输距离、不同散射系数和单程散射反照率的条件下, 大气信道所产生激光脉冲传输延迟时间, 为探测误差的校正提供了理论依据。通过对仿真结果的分析可知, 在衰减系数不变的条件下, 大气信道的散射越严重, 散射所造成的路径延迟就越大, 激光脉冲传输延迟时间也就越长; 而大气的吸收效应越明显, 激光脉冲传输延迟时间越短。
大气光学 脉冲延迟时间 大气散射 大气吸收 多径色散 能见度 
光学学报
2009, 29(8): 2046
韩成 1,2,*白宝兴 1杨华民 1,2佟首峰 2[ ... ]范静涛 1,2
作者单位
摘要
1 长春理工大学计算机科学技术学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
在自由空间激光通信中, 精跟踪单元的探测器经常选用四象限探测器(QD), 探测器的性能影响跟踪精度。为了研究四象限探测器在不同条件下的性能, 提出变步长的方法, 分析光斑大小对动态范围和探测灵敏度的影响情况, 在满足仿真精度的前提下, 缩短了仿真时间。在光斑能量服从高斯分布的情况下, 分析背景光、光电响应度和死区对动态范围和探测灵敏度的影响, 特别研究非均匀背景光的影响。结果表明, 随着光斑半径的增加, 光斑位置检测的动态范围在增大, 位置探测灵敏度在降低。相同光斑半径条件下, 对于服从艾里分布的光斑的位置探测灵敏度高于服从高斯分布的光斑, 而动态范围小于后者, 非均匀背景光对探测器性能的影响比均匀背景的影响大。
光通信 自由空间光通信 四象限探测器 仿真 背景光 动态范围 探测灵敏度 
中国激光
2009, 36(8): 2030

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