1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室，上海先进通信与数据科学研究院，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
2 中国计量科学研究院，北京 100029
3 华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉 430074
4 东莞理工学院电信工程与智能化学院，广东 东莞 523808
5 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
6 浙江省引力波精密测量重点实验室国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
利用45°倾斜光纤光栅（45°-TFG）作为光纤型起偏器，搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器，并以此为基础实现了重复频率和载波包络偏移频率的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时，基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出，在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%，且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及自参考拍频干涉光路，获得了信噪比为32 dB的信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路，将和信号溯源至一台GPS时频系统，最终测得和信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10-12和6.41×10-16。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳，表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。
锁模光纤激光器 光纤光栅 非线性偏振旋转 光纤激光频率梳 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106005
中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083
为了探究不同高度条形缺陷的梁构件动态裂纹扩展规律, 在三点弯曲梁中设计高度分别为22 mm、28.5 mm、35 mm的条形缺陷, 通过数字激光动态焦散线实验系统和落锤冲击试验系统进行研究。结果表明: 不同高度条形缺陷的三点弯曲梁在落锤冲击实验中, 裂纹扩展速度和应力强度因子受缺陷高度影响分两个阶段。第一阶段随着缺陷高度的增加, 裂纹最大扩展速度分别为247.49 m/s、292.49 m/s与284.99 m/s, 呈现先上升后趋于稳定的态势, 起裂应力强度因子随着缺陷高度的增加而变大, 分别为1.480 MPa/m3/2、1.665 MPa/m3/2、1.812 MPa/m3/2; 第二阶段随着缺陷高度的增加,裂纹起裂扩展速度逐步减小分别为634.42 m/s、524.97 m/s、377.67 m/s, KⅠ型起裂应力强度因子逐步减小分别为3.281 MPa/m3/2、3.192 MPa/m3/2、2.876 MPa/m3/2, KⅡ型起裂应力强度因子逐步增大分别为1.254 MPa/m3/2、1.319 MPa/m3/2、1.398 MPa/m3/2, KⅠ-KⅡ复合型应力强度因子经偏转化为KⅠ型应力强度因子。研究结果可为不同形状和不同位置的缺陷构件的动态响应问题提供理论参考。
焦散线实验系统 条形缺陷 裂纹扩展速度 应力强度因子 caustic line experiment system stripy flaw crack propagation speed stress intensity factor
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院大学杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
常规的分布式布拉格反射（DBR）半导体激光器中，增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2，以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器（THz-QCL），并突破了上述限制。作者所实现的THz-QCL采用脊波导结构，利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔，利用有源区增益谱较窄的特点，通过调整DBR反射率谱使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠，从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距，即显著提高了激光器中增益区域的长度，从而降低阈值并提高功率特性。实验上，作者研制出增益区域长达3.6 mm的DBR激光器，单模激射的频率为2.7 THz，边模抑制比达到25 dB，该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。文章中的工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。
半导体激光器 量子级联 太赫兹 分布式布拉格反射镜 单模 光子禁带 semiconductor lasers quantum cascade terahertz distributed Bragg reflector single mode photonic band gap
1 鹏城实验室，广东 深圳 518055
2 南方科技大学 电子与电气工程系，广东 深圳 518055
随着全球数据流量的不断增长，硅基光子集成电路已经成为高性能芯片内/芯片间光通信领域中一个极具发展潜力的研究方向。然而，由于本征硅的发光效率极低，硅基片上光源成为光子集成电路中最具挑战性的元器件。为了解决缺乏原生光源的问题，硅基集成的Ⅲ?Ⅴ族半导体激光器已经得到了广泛研究，该激光器提供了优越的光学和电学性能。值得注意的是，在Ⅲ?Ⅴ族半导体激光器中使用量子点作为增益介质已经引起了诸多关注，因为它具有多种优点，如对晶体缺陷的容忍度高、温度敏感度低、阈值电流密度低和反射灵敏度低等。使用量子点的激光增益区在光子集成方面相比量子阱有许多改进。增益带宽可以根据需要进行设计优化，并在整个近红外光范围内实现激射。量子态与周围材料的大能级分离使其获得了优异的高温性能和亚皮秒时间尺度的增益恢复。本文从量子点材料及量子点激光器、基于晶圆键合技术、基于倒装键合技术、基于直接外延生长技术等多个角度，综述了硅基Ⅲ?Ⅴ族半导体量子点激光器的最新研究进展，并对其未来前景和挑战进行了探讨。
硅光子学 片上量子点激光器 光子集成 silicon photonics on-chip quantum dot lasers photonic integration
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300000
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300000
针对遥感图像中小目标检测精度低以及漏检现象严重的问题, 提出一种基于YOLOv4改进的遥感小目标检测算法。该算法首先改进特征提取网络, 删除深层次特征层, 减少语义丢失现象;其次将轻量级注意力机制与RFB-S结构融合, 拓展感受野, 并加强网络对重要信息的关注程度, 从而提升检测精度;最后使用Focal Loss函数解决正负样本不均衡问题, 抑制背景目标, 进一步增强检测效果。在RSOD数据集上的实验结果表明, 改进后算法检测平均精度为96.5%, 召回率达到87.2%, 检测效果明显提升, 有效改善了小目标漏检现象, 对遥感图像小目标检测具有重要意义。
遥感图像 特征提取 注意力机制 remote sensing image YOLOv4 YOLOv4 feature extraction attention mechanism
1 北京信息科技大学 高动态导航技术北京市重点实验室,北京 100101
2 北京航天时代光电科技有限公司,北京 100094
为提高光纤陀螺的输出精度，以天牛须搜索算法（BAS）优化后的BP神经网络模型为基学习器，采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型，并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明，在-40~+60 ℃温度变化环境下，该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%，相较于多项式补偿算法减小了55%，相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。
光纤陀螺 温度补偿 BP神经网络 天牛须搜索算法 集成学习 fiber optic gyroscope temperature compensation BP neural network beetle antennae search algorithm ensemble learning
1 长安大学汽车学院，陕西 西安 710018
2 长安大学信息工程学院，陕西 西安 710018
为了提升雨天车辆检测的精度，解决智能网联汽车的车辆检测系统受雨纹干扰导致精度衰退的问题，提出一种雨天车辆检测的两阶段渐进式图像去雨算法。该算法搭建了以轻量级特征提取与加权模块、高效率特征传递与融合模块为核心的两阶段渐进式去雨网络，实现了对雨纹信息的挖掘与捕获，完成了雨纹的精准去除。为了验证所提算法的有效性，融入基准车辆检测器YOLOv5，对输入YOLOv5的去雨图像进行检测。同时根据智能网联汽车的工作环境构建了混合车辆数据集。在该数据集上的结果表明：雨天交通场景下，相比其他算法，所提去雨算法对基准车辆检测器YOLOv5的精确率、召回率、mAP@0.5的增益分别为3.0个百分点、8.9个百分点、7.6个百分点，证明所提去雨算法能够显著提升对雨天车辆的检测精度，可应用于实际场景。
图像处理 图像去雨 图像增强 两阶段渐进式图像去雨算法 车辆检测 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2210006
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Nanoscience and Applications, and Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, Guangdong University Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, and Shenzhen Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
3 Institute of Advanced Displays and Imaging, Henan Academy of Sciences, Zhengzhou 450046, China
The performance of inverted quantum-dot light-emitting diodes (QLEDs) based on solution-processed hole transport layers (HTLs) has been limited by the solvent-induced damage to the quantum dot (QD) layer during the spin-coating of the HTL. The lack of compatibility between the HTL's solvent and the QD layer results in an uneven surface, which negatively impacts the overall device performance. In this work, we develop a novel method to solve this problem by modifying the QD film with 1,8-diaminooctane to improve the resistance of the QD layer for the HTL’s solvent. The uniform QD layer leads the inverted red QLED device to achieve a low turn-on voltage of 1.8 V, a high maximum luminance of 105 500 cd/m2, and a remarkable maximum external quantum efficiency of 13.34%. This approach releases the considerable potential of HTL materials selection and offers a promising avenue for the development of high-performance inverted QLEDs.
quantum dots quantum-dot light-emitting diodes inverted structure ligand treatment Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 092603
