作者单位
摘要
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式,通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算,对非线性环形腔的耦合特性进行了分析,然后在信号波长为1.47 μm条件下设计了上述逻辑器件,且通过可扩展输入端可设计出更多输入的器件。分析了信号功率对四输入与逻辑器件逻辑功能的影响。结果表明信号光源功率在1.1 W/μm2到3.4 W/μm2之间时,输出端的逻辑对比度均大于10 dB。所设计器件响应时间最短仅1.6 ps,占用面积小,易于扩展与集成,在光处理系统和集成光路中有较大应用前景。
环形谐振腔 微腔 光逻辑 非线性效应 ring resonator microcavity optical logics nonlinear effect 
中国光学
2024, 17(2): 456
作者单位
摘要
1 南昌航空大学 测试与光电工程学院,江西 南昌 330063
2 华东交通大学 机电与车辆工程学院,江西 南昌 330013
剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度光学变形测量技术,由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时,容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题,本文提出基于正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法。该方法首先对相位条纹图进行正余弦变换获得两幅图像,其次对这两幅图像分别运用双调滤波方法进行去噪,最后将滤波后的两幅图像合并为最终的相位条纹图。实验结果表明:经本文方法滤波后的相位图散斑抑制指数为0.999,平均保持指数为2.995,证明该方法较传统去噪方法能更好地改善相位图质量,且能较大程度地保留相位条纹的细节及边缘信息。
剪切散斑 干涉 光学测量 去噪 双调滤波 shearography interference optical measurement denoise bitonic filtering 
中国光学
2024, 17(2): 435
作者单位
摘要
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
在二维光子晶体中嵌入了线缺陷,利用线性干涉效应和波导耦合,设计了一种基于二维光子晶体的同或门和与非门结构。主要采用平面波展开法对该二维光子晶体的能带结构进行分析,采用时域有限差分法,结合线性干涉效应,在Rsoft平台对所设计的同或门和与非门进行稳定电场图和归一化功率仿真。仿真结果标明:设计的同或门对比度高达29.5 dB,响应时间为0.073 ps,数据传输速率为13.7 Tbit/s;设计的与非门对比度高达24.15 dB,响应时间为0.08 ps,数据传输速率为12.5 Tbit/s。这些结果表明所设计的结构对比度高、响应时间短和数据传输速率快。
光子晶体 逻辑门 时域有限差分法 干涉 对比度 photonic crystal logic gate finite difference time domain method interference contrast 
中国光学
2024, 17(1): 245
作者单位
摘要
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
为了探究鼎形微环谐振器的耦合区数量对输出的影响,建立了鼎形微环谐振器的物理模型。利用传输矩阵法对鼎形微环谐振器的物理模型进行研究。分析了不同耦合区数量对鼎形微环谐振器输出的影响。实验结果表明,随着耦合区数量的增加,在1.54~1.56 μm工作波长范围内谐振峰的数量增加,半高全宽FWHM越小,品质因子Q则越大,器件的储能性能越好,并且还能实现对特定波长的滤波作用。耦合区数量对鼎形微环谐振器性能有着很大影响,在设计时根据实际需要选择耦合区数量。
鼎形微环谐振器 耦合区数量 传输矩阵 高透射率 ding-shaped microring resonator number of coupling regions transfer matrix high transmittance 
中国光学
2023, 16(6): 1493
作者单位
摘要
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
结合光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了一种全光半加器。将光源平均分成两部分,对半加器的与门和异或门分开设计。利用非线性效应实现高对比度的与门;利用线性干涉效应实现异或逻辑,从而使器件整体响应速度更快。在这种设计结构下,器件对信号光源功率只有阈值要求,当信号功率大于51.4 mW/μm2时输出稳定,抗干扰能力强。所设计的半加器进位输出端口对比度为20.69 dB,输出端口对比度为20.13 dB。数据传输速率为0.75 Tbits/s,占用面积623 μm2
全光半加器 环形谐振腔 微腔 光逻辑 线性干涉效应 all-optical half adders ring resonator micro-cavity optical logics linear interference effect 
中国光学
2023, 16(5): 1186
吴荣 1,2,3赵世丽 1赵洋 4谢锋云 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 华东交通大学 机电与车辆工程学院,江西 南昌 330013
2 载运工具与装备教育部重点实验室(华东交通大学),江西 南昌 330013
3 华东交通大学 轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室,江西 南昌 330013
4 南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
条纹投影轮廓术(Fringe Projection Profilometry, FPP)由于其非接触、测量精度高等特点被广泛应用于缺陷检测、逆向工程、计算机视觉等领域中。然而,传统的FPP单次测量只能获得有限景深范围内的被测物体的三维轮廓,无法完成视场范围内不同景深的多个被测物体的同时精确测量。文中在传统FPP系统的基础上增加两面反射镜和两个三棱镜,搭建了一种镜面辅助的FPP系统。所提出的方法能将摄像机不同景深范围内的被测物体转换到同一景深范围内,从而实现不同景深的多个被测物体的三维轮廓高精度测量。实验通过6层标准石膏阶梯模型验证了景深对三维轮廓测量结果的影响;同时分别采用传统FPP和提出的FPP系统对不同景深范围内两个标准乒乓球同时进行了轮廓测量,传统FPP测得的摄像机聚焦点处和未聚焦的乒乓球的拟合半径相对误差分别为2.9%、34.3%,而镜面辅助的FPP测得的相对误差分别为2.7%、5.3%。结果表明:文中提出的方法能补偿由于景深引起的误差,从而验证了该方法在不同景深物体三维测量中的可行性。
条纹投影 轮廓测量 不同景深 镜面辅助 fringe projection profile measurement different depth of fields mirror-assisted 
红外与激光工程
2022, 51(11): 20220088
作者单位
摘要
1 Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province, College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2 School of Materials Science and Engineering, Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province, Hunan University, Changsha 410082, China
MoS2 WSe2 Chemical vapor deposition (CVD) Vertical heterostructure Optoelectronic transistor 
Frontiers of Optoelectronics
2022, 15(4): s12200
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing National Laboratory of Condensed Matter Physics, Institute of Physics, CAS, Beijing 100190, China
2 Institute of Laser Engineering, Osaka University, 2-6 Yamada-oka, Suita, Osaka, Japan
3 Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan, Guangdong 523808, China
4 Department of Advanced Photon Research, Kansai Photon Science Institute, National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology, 619-0215 Kyoto, Japan
5 Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
6 Department of Astronomy, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
7 Center for Advanced Material Diagnostic Technology, College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
8 Shanghai Institute of Laser Plasma, Shanghai 201800, China
9 National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
The Zeeman splitting effect is observed in a strong magnetic field generated by a laser-driven coil. The expanding plasma from the coil wire surface is concentrated at the coil center and interacts with the simultaneously generated magnetic field. The Cu I spectral lines at wavelengths of 510.5541, 515.3235, and 521.8202 nm are detected and analyzed. The splittings of spectral lines are used to estimate the magnetic field strength at the coil center as ∼31.4 ± 15.7 T at a laser intensity of ∼5.6 × 1015 W/cm2, which agrees well with measurements using a B-dot probe. Some other plasma parameters of the central plasma disk are also studied. The temperature is evaluated from the Cu I spectral line intensity ratio, while the electron density is estimated from the Stark broadening effect.
Matter and Radiation at Extremes
2022, 7(2): 024402
作者单位
摘要
1 新疆油田公司采气一厂, 新疆 克拉玛依 834000
2 北京邮电大学 计算机学院, 北京 100876
针对目前石化危险品装车过程中海量监控视频图像人为处理效率低下、模糊图像识别率低等问题, 提出一种基于生成式对抗网络(GAN)和卷积神经网络(CNN)与极限学习机(ELM)相结合的监控模糊图像智能修复及检测方法。首先, 使用深度学习网络作为目标检测框架, 利用GAN网络中生成器与判别器间的零和博弈对模糊图像进行复原, 得到清晰完整的作业图像; 其次, 利用CNN自适应学习图像特征的能力, 对修复后的图像进行自主特征提取; 最后, 将提取的图像特征输入ELM分类器中进行目标识别与分类, 判断作业过程是否存在违规行为。试验结果表明: 所提方法图像修复速度快, 视觉效果自然, 且目标识别准确率高, 具有很好的泛化能力。
模糊图像 图像复原 生成式对抗网络 卷积神经网络 极限学习机 blurred image image restoration generative adversarial network convolutional neural network extreme learning machine 
半导体光电
2021, 42(6): 923
Author Affiliations
Abstract
School of Electronics and Information Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
In order to obtain excellent slow-light performance, we propose a photonic crystal waveguide (PCW) that introduces extrinsic defect rods in the center row of a complete square lattice rotated 45° counterclockwise and the second row adjacent to it. The continuous cavities are used as a storage of electromagnetic energy and a speed reducer of light speed, used for slow optical transmission in PCWs. Then, the plane wave expansion method (PWE) is used to study the slow light transmission characteristics of the proposed structure, and the influence of the structure parameters on the slow light performance is analyzed. Finally, the bandwidth is obtained at 23.37 nm when the normalized delay bandwidth product (NDBP) reaches 0.40. In addition, considering the effect of material properties on slow light performance, NDBP is further optimized to 0.44, and the bandwidth reaches 27.63 nm. A simple but universal structure is designed to provide an important theoretical basis for further improving the storage capacity with high bandwidth and high NDBP slow light.
光电子快报(英文版)
2021, 17(7): 407

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