1 北京联合大学智慧城市学院，北京 100101
2 北京市信息服务工程重点实验室，北京 100101
非结构化道路中的无人驾驶精确定位大量使用基于激光雷达的simultaneous localization and mapping（SLAM）技术，解决因环境变化导致的预建地图匹配失败，进而引起定位丢失的问题一直是业内难题和热点研究方向之一。针对上述问题，提出一种利用激光雷达和惯性测量单元在normal distribution transform（NDT）定位基础上融合实时局部地图匹配的长周期鲁棒定位方法online location normal distributions transform（OL-NDT）。OL-NDT将NDT获得的定位信息作为测量信息因子输入因子图中优化实时构建的局部地图，并且在其全局定位丢失后采用实时局部地图进行定位。在MulRan数据集上进行定位精度测试，OL-NDT的累计误差占比为0.40%，较现有的传统定位方法降低了1.06个百分点，定位精度得到了有效提升，且在静态结构发生较大变化的场景下也可以精准定位。同时，利用在北京联合大学采集的校园数据验证了在短暂无地图情况下OL-NDT的定位轨迹精度与已知地图时完全匹配。
激光雷达 无人驾驶 长周期可靠定位 正态分布变换 因子图 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0428001
光学 精密工程
2023, 31(11): 1641
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Information and Optoelectronic Science and Engineering, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Guangdong Polytechnic Institute, Guangzhou 510091, China
The quantum key distribution (QKD) network is a promising solution for secure communications. In this paper, we proposed a polarization-independent phase-modulated polarization encoding module, and it can be combined with a dense wavelength division multiplexer (DWDM) to achieve multi-user QKD. We experimentally test the encoding module with a repetition rate of 62.5 MHz, and its average quantum bit error rate (QBER) is as low as 0.4%. Finally, we implement a principle verification test for simultaneous QKD for 1 to 2 users in 100 min, and the average QBER of two users under the transmission distance of 1 km and 5 km is kept below 0.8%. Due to the use of polarization encoding, the module can also realize scalable network architecture in free-space QKD systems in the future.
quantum key distribution polarization encoding wavelength division multiplexing quantum networks Chinese Optics Letters
2022, 20(12): 122701
1 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种在光学系统中利用弱值放大和后选择来模拟搜索算法的方案。该方案将数据库编码在入射光束的横向坐标上,在光束的偏振态上进行预选择与后选择。首先讨论了一般型入射光束并获得一些结果,然后对高斯型入射光束进行了分析。结果表明通过适当地选择辅助系统的后选择态并且利用弱值放大,有可能仅用一次迭代就实现对数据库的搜索。
1 1.华北理工大学 材料科学与工程学院, 唐山 063009
2 2.辽宁大学 化学学院, 沈阳 110036
基于静电纺丝技术的金属有机骨架纳米纤维膜材料(Metal-Organic Frameworks Nanofibrous Membranes, MOFs NFMs)综合了无机多孔材料和聚合物纳米纤维的优势, 是一类具有广阔应用前景的功能性材料。目前已经开发出不同功能的MOFs NFMs, 其应用领域也在不断扩展。本文介绍了MOFs NFMs从制备研究向应用研究的发展历程, 详述了现阶段制备MOFs NFMs的主要方法, 包括混合纺丝法、原位生长法、多步种子生长法和原子层沉积法等; 阐述了目前MOFs NFMs的主要应用领域, 如吸附分离、多相催化、传感检测等; 展望了MOFs NFMs的发展方向和趋势。
MOFs纳米纤维膜 静电纺丝 综述 MOFs nanofibrous membranes electrospinning review
单光子探测模块在多个领域中有重要的用途，然而现有的单光子探测模块依赖进口芯片。研制了一种基于国产元器件的1550 nm的单光子探测模块，改进了触发信号处理电路，避免了使用进口芯片。在触发信号的作用下，雪崩光电二极管进入盖革模式，处在盖革模式下的雪崩光电二极管接收到光子以后，产生雪崩信号；雪崩光电二极管的输出信号中的雪崩信号强度小于噪声信号，消除输出信号噪声并将其放大，通过比较器识别雪崩信号。为了抑制雪崩二极管的暗电流和暗计数，使用单片机和温控电路保证雪崩光电二极管工作在稳定的低温环境中。实验结果表明，探测效率为12%时，暗计数率为7.7×10-6 gate-1，后脉冲率为2%，参数均达到预期的指标，该方案结构简单并且实现了国产化。
探测器 光电探测器 单光子探测 雪崩光电二极管 噪声抑制 触发信号 激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1304001
华南师范大学信息光电子科技学院, 广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
在光纤中传输的光信号,其偏振态(SOP)会受到外界环境的影响而发生随机变化,因此在偏振复用光纤通信系统、偏振编码光纤量子密钥分发(QKD)等系统中,需要插入光纤信道偏振补偿模块对光纤中随机双折射效应引起的偏振态变化进行实时补偿,以保证相应通信系统能够正常工作。根据波分复用光纤信道偏振补偿的理论模型,实现了偏振态相互共轭的两路参考光的制备,采用集成化的偏振探测器对实时变化的偏振态进行检测。在此基础上,提出了一种可以实时补偿光纤信道偏振变化的实验系统,该系统可以应用于偏振复用的光纤通信系统中,也可应用于光纤QKD系统中。实验数据表明,所设计的实验系统可以保障QKD在5 km传输距离下连续稳定运行8 h以上,量子比特误码率为1.96%。
光通信 量子密钥分发 随机双折射 偏振补偿 共轭 光学学报
2020, 40(14): 1406003
为进一步研究光子晶体光纤中涡旋光的传输特性,提出了3种不同结构的涡旋光光子晶体光纤,即三角晶格环形光子晶体光纤(TLPCF)、折射率倒转抛物线式光子晶体光纤(IPGIF)和六重准晶涡旋光光子晶体光纤(SPQCF)。利用矢量有限元分析方法,模拟计算了光纤中各个涡旋光模式的传输特性,研究结果表明:3种涡旋光光子晶体光纤中的模式有效折射率差均大于10
-4,支持不同数量的涡旋光传输。其中TLPCF的色散系数最小,SPQCF的色散系数最大,两者在宽波段(1400~1700 nm)内均保持了色散平坦趋势;3种光纤的限制性损耗均小于1×10
-7 dB·m
-1,能够将光很好地局限在纤芯内部;3种光纤的非线性系数均保持在10
-3量级;涡旋光模式稳定传输的距离大于1 km。
光纤光学 光子晶体光纤 涡旋光 矢量有限元 色散 限制性损耗
Author Affiliations
Abstract
Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices (School of Information and Optoelectronic Science and Engineering); Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
We introduce a Casimir force in a conventional optomechanical system to study the high-order sideband generation. In this system, a nanosphere is placed near the moveable mirror of the conventional optomechanical system. The moveable mirror is coupled to the cavity field and the nanosphere by the optomechanical interaction and the Casimir interaction, respectively. We find that the amplitude and cutoff order of the high-order sideband can be enhanced by decreasing the sphere–mirror separation (increasing the Casimir force) and increasing the optomechanical coupling strength. Our proposal provides an alternative method for generating the high-order sidebands and for measuring the Casimir force.
120.4880 Optomechanics Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 111201
Author Affiliations
Abstract
School of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China
An all-fiber femtosecond vortex laser based on common fiber components is constructed. It can produce femtosecond orbital angular momentum modes whose time pulse width is 398 fs. The topological charge of output orbital angular momentum (OAM) modes from this laser can be adjusted among 0, +1, and 1 easily while it is also easy to convert between continuous OAM modes and pulse OAM modes.
050.4865 Optical vortices 140.3510 Lasers, fiber Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 110501
