作者单位
摘要
1 苏州科技大学化学与生命科学学院,江苏 苏州 215009
2 苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏省碳基功能材料与器件重点实验室,江苏 苏州 215123
为获得新颖高效的热激活延迟荧光(TADF)材料,以二苯并吡啶并喹喔啉(BPQ)为受体(A),三苯胺(TPA)、吩噁嗪(PXZ)为供体(D),合成两种TADF材料:BPQPXZ和BPQTPA。研究表明,两种材料都具有典型的延迟荧光特性、较小的单重态与三重态的能级差(ΔEST)和较大的振子强度(f)。基于强受体强供体组合的BPQPXZ的器件实现了深红光发射,发射波长达到660 nm,但受能隙的影响,外量子效率(EQE)仅有1.0%。基于强受体弱供体组合的BPQTPA,因其TPA刚性小于PXZ,BPQTPA的供受体扭曲程度小,轨道交盖程度大,f更大,故BPQTPA具有更大的荧光量子产率(82.7%)。同时因TPA的给电子能力比PXZ弱,BPQTPA内电荷转移效应减小,导致发射峰蓝移,因此基于BPQTPA的器件发射555 nm的黄光,与BPQPXZ相比,BPQTPA器件的启亮电压降低至2.8 V,电流效率、功率效率分别提高了32倍和36倍,EQE提升了6倍,达到7.0 %。
材料 延迟荧光 有机发光二极管 二苯并吡啶并喹喔啉 电致发光 
光学学报
2024, 44(8): 0816001
作者单位
摘要
1 国网新疆电力有限公司 电力科学研究院,乌鲁木齐 830000
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
3 国网新疆电力有限公司 电力调度控制中心,乌鲁木齐 830000
【目的】

地震等自然灾害具有持续性和大范围的特性。灾害在发生过程中会持续性损伤光网络的链路资源,造成其链路风险不断变化。面对持续变化的链路风险,业务恢复规划不当可能导致恢复业务再次发生故障。从业务角度来看,重复故障将导致数据传输的多次中断,且随着灾害发生,后续的链路状态损伤加剧可能导致无法恢复此业务。从网络管控方面来看,重复恢复会造成算路资源浪费,占用其他业务的恢复资源。同时,由于业务传输的数据重要性不同,不同业务对传输可靠性的需求存在差异,在发生故障时,高重要度业务应优先恢复。因此,在大规模持续性灾害场景下,综合考虑灾害对链路风险的持续性影响以及不同业务对路径可靠性需求的差异性进行业务恢复是一个值得研究的问题。文章针对此问题提出了一种持续性灾害下基于链路风险感知的业务恢复算法——动态链路风险重路由算法(DLRRA)。

【方法】

首先,针对业务重要度和链路风险,文章建立了业务重要度与链路风险评估模型,并在此基础上提出了优化目标路由可靠度。DLRRA结合优化目标充分考虑了灾害对链路持续性影响造成的链路风险度变化,通过优先为高重要度的故障业务分配低风险的恢复资源,避免了在灾害持续发生过程中同一高重要度业务发生2次故障的风险。

【结果】

仿真结果表明,DLRRA恢复的首次业务较传统算法的2次故障概率降低了11%,且在高负载下的平均重要度提高了10%。

【结论】

因此,该算法有效避免了持续性故障造成的业务多次中断带来的损失,保证了重要业务在灾害环境中的持续稳定运行。

光网络 光纤损伤 链路风险 故障恢复算法 optical networks optical fiber damage link risk fault recovery algorithm 
光通信研究
2024, 50(2): 22006901
作者单位
摘要
北京控制工程研究所,北京100094
旋变幅值误差和正交误差在角速度频谱上表现为旋变转频的二次谐波,是旋变测角误差的主要来源,影响伺服系统角速度控制精度和稳定度。本文提出了一种基于特征频率参考的二次谐波误差自校正方法。首先,分析旋变测角误差产生的机理,获知其幅值误差和正交误差的互不相关性,并证明对旋变输出信号进行幅值调整和相位差调整可实现二次谐波误差校正。然后,在旋变和旋变数字信号转换器(Resolver-to-Digital Converter,RDC)之间设计基于比例放大的幅值校正器和基于交叉调节的相角校正器。最后,根据误差信号在线性控制系统中特征频率不变的特性,对伺服系统进行匀速控制,以角速度频谱中二次谐波频率的幅值为参考基准,分别调整幅值校正器和相角校正器,校正二次谐波误差。实验结果表明:本方法可将旋变二次谐波测角误差幅值降低78.5%,伺服系统速率波动量降低40.5%。本方法实现了旋变二次谐波测角误差的自校正,大幅提升了旋变的测角精度和伺服系统的转速控制稳定度。
测角传感器 旋变 测角误差 自校正 angel position sensor resolver angle measurement error self-correction 
光学 精密工程
2024, 32(2): 184
Author Affiliations
Abstract
School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
We propose and numerically demonstrate a photonic computing primitive designed for integrated spiking neural networks (SNNs) based on add-drop ring microresonators (ADRMRs) and electrically reconfigurable phase-change material (PCM) photonic switches. In this neuromorphic system, the passive silicon-based ADRMR, equipped with a power-tunable auxiliary light, effectively demonstrates nonlinearity-induced dual neural dynamics encompassing spiking response and synaptic plasticity that can generate single-wavelength optical neural spikes with synaptic weight. By cascading these ADRMRs with different resonant wavelengths, weighted multiple-wavelength spikes can be feasibly output from the ADRMR-based hardware arrays when external wavelength-addressable optical pulses are injected; subsequently, the cumulative power of these weighted output spikes is utilized to ascertain the activation status of the reconfigurable PCM photonic switches. Moreover, the reconfigurable mechanism driving the interconversion of the PCMs between the resonant-bonded crystalline states and the covalent-bonded amorphous states is achieved through precise thermal modulation. Drawing from the thermal properties, an innovative thermodynamic leaky integrate-and-firing (TLIF) neuron system is proposed. With the TLIF neuron system as the fundamental unit, a fully connected SNN is constructed to complete a classic deep learning task: the recognition of handwritten digit patterns. The simulation results reveal that the exemplary SNN can effectively recognize 10 numbers directly in the optical domain by employing the surrogate gradient algorithm. The theoretical verification of our architecture paves a whole new path for integrated photonic SNNs, with the potential to advance the field of neuromorphic photonic systems and enable more efficient spiking information processing.
Photonics Research
2024, 12(4): 755
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
利用旋转移相技术的几何相位调控方法,提出一种基于传输相位差概念的波束扫描高功率微波反射阵列天线。电磁仿真结果表明,所设计的三叉戟形反射阵列天线单元工作于9.5~10.5 GHz,在0~40°入射角度下具有360°范围内的线性相位调控能力,真空条件下的功率容量达到1.11 GW。采用该单元设计了半径为200 mm的圆形口径反射阵列天线,并使用全波仿真软件进行验证,利用口径相位分布的可重构特性,所设计的反射阵列天线可以实现±40°范围内的波束扫描。在10 GHz时,波束扫描过程中的增益下降小于1.7 dB,最大增益达到31.1 dBi,对应口径效率为73.42%,最低口径效率超过50%,副瓣电平和轴比始终低于−18.7 dB和1.6 dB。
旋转移相技术 波束扫描 反射阵列天线 高功率微波 功率容量 variable rotation technique beam scanning reflectarray antenna high-power microwave power handling capacity 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013002
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
传统的透射式空馈阵列存在功率容量低的缺点,不能直接应用于高功率微波领域。现有的高功率空馈阵列布局不够灵活,波束扫描速度较慢,不能充分发挥空馈阵列在系统集成方面的优势。提出并设计了一种新型的采用空间馈电的螺旋辐射单元,并构建了一种透射式空馈螺旋阵列天线,通过控制单个螺旋旋转可以实现二维波束扫描,在设计上更加灵活,可根据实际应用需求调整阵列布局,符合高功率微波天线紧凑化、模块化的发展趋势。仿真设计了包含324个单元的透镜阵列,数值模拟结果表明,单元反射系数S11≤−20 dB,功率容量0.35 MW,阵列口径效率0.68,可在±45°范围内扫描,最大增益下降3 dB。
高功率微波 空间馈电螺旋阵列 波束扫描 圆极化 高功率容量 high power microwave space-fed spiral array beam scanning circular polarization high power handling capacity 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013007
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
提出了一种新型高功率微波宽带紧耦合偶极子阵列天线。在常规的紧耦合偶极子阵列天线的基础上,该阵列天线通过采用全金属结构设计、天线匹配层和密封层一体化设计以及调节天线结构的手段,获得了宽带高功率性能。仿真结果显示,在0.8~4.0 GHz的范围内,天线未扫描时的驻波比小于2;在16 mm×32 mm单元尺寸内和1个大气压的SF6气体中,功率容量达到0.12 MW;以该单元天线组成10×10阵列,100个单元总尺寸仅为160 mm×320 mm,在1个大气压的SF6气体中,功率容量可以达到12 MW,另外,该天线可实现45°的宽角扫描。该阵列天线的提出为实现高功率微波宽带天线的宽频带、大角度扫描、紧凑化、小型化以及低剖面化提供了参考。
高功率微波 紧耦合 波束扫描 功率容量 紧凑性 high-power microwave tight coupling beam scanning power handling capacity compactness 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013009
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic Information and Optical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2 Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
Indefinite metacavities (IMCs) made of hyperbolic metamaterials show great advantages in terms of extremely small mode volume due to large wave vectors endowed by the unique hyperbolic dispersion. However, quality (Q) factors of IMCs are limited by Ohmic loss of metals and radiative loss of leaked waves. Despite the fact that Ohmic loss of metals is inevitable in IMCs, the radiative loss can be further suppressed by leakage engineering. Here we propose a mirror coupled IMC structure which is able to operate at Fabry–Pérot bound states in the continuum (BICs) while the hyperbolic nature of IMCs is retained. At the BIC point, the radiative loss of magnetic dipolar cavity modes in IMCs is completely absent, resulting in a considerably increased Q factor (>90). Deviating from the BIC point, perfect absorption bands (>0.99) along with a strong near-field intensity enhancement (>1.8×104) appear when the condition of critical coupling is almost fulfilled. The proposed BICs are robust to the geometry and material composition of IMCs and anomalous scaling law of resonance is verified during the tuning of optical responses. We also demonstrate that the Purcell effect of the structure can be significantly improved under BIC and quasi-BIC regimes due to the further enhanced Q factor to mode volume ratio. Our results provide a new train of thought to design ultra-small optical nanocavities that may find many applications benefitting from strong light–matter interactions.
Photonics Research
2024, 12(3): 598
于起峰 1,2,3,4张强 1,2陈文均 1,2尹义贺 1,2[ ... ]丁晓华 5
作者单位
摘要
1 深圳市智能光测与感知重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院,广东 深圳 518060
3 国防科技大学空天科学学院,湖南 长沙 410073
4 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
5 深圳市鹰眼在线电子科技有限公司,广东 深圳 518114
变形测量是大型工程建设与运维的基础性、常规性任务,是实验力学、结构健康监测学科最重要的内容之一,现有测量方法难以精准高效经济地实现大型工程结构大尺度高精度测量需求,迫切需要建立新的测量方法和技术。近年来,以摄像机/照相机为传感器的摄像测量理论手段具有非接触性、精度高、成本低等优势,被逐步应用于各种工程结构测量中。本文结合本团队的相机网络测量方法与系统,综述了单相机、多相机摄像测量系统,介绍了多相机系统的图像采集、相机标定、特征提取与跟踪、变形计算等关键算法,论述了摄像测量技术在长期监测和快速检测领域的相关应用,以及系统稳定性的主要影响因素,最后对大型工程结构静动态变形摄像测量方法与技术的成果和问题进行了总结,并展望了其未来发展趋势。
大型结构 变形 静动态 摄像测量 多相机系统 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0112001
张强 1,2柏财勋 3傅頔 1李娟 1[ ... ]冯玉涛 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 光谱成像技术重点实验室,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
3 山东理工大学 物理与光电工程学院,淄博 255000
基于多光束干涉光谱成像原理,研究一种高空间分辨率甲烷气体点源探测方法。首先,介绍了甲烷气体探测仪的工作原理和探测方案,详细设计法布里-珀罗干涉仪的系统参数,并建立甲烷气体探测正演模型。然后,分析了干涉信号和甲烷浓度之间的对应关系,以及仪器参数对探测灵敏度的影响。最终,迭代优化得到各光学结构参数的最优取值。结果表明,在甲烷探测波段为1 630~1 675 nm,自由光谱范围为12.5 nm,光谱分辨率为0.1 nm,法布里-珀罗标准具腔长为0.08 mm,腔内反射率为97.5%,截止滤光片范围为(1 630±4)nm~(1 675±4)nm时,探测源25%浓度变化对应的干涉信号相对变化量范围为[0.65%,4.30%],探测灵敏度较好。研究结果可为高精度碳监测提供理论依据和技术支撑。
温室气体探测 甲烷 法布里-珀罗干涉仪 探测灵敏度 Greenhouse gases detection CH4 Fabry-Pérot interferometer Detection sensitivity 
光子学报
2024, 53(1): 0130001

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