Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronics, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China
2 Guangxi Key Laboratory of Precision Navigation Technology and Application, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China
3 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Nano-focusing structures based on hybrid plasmonic waveguides are likely to play a key role in strong nonlinear optical devices. Although the insertion loss is considerable, a significant nonlinear phase shift may be achieved by decreasing the nano-focusing device footprint and careful parameter optimization. Here, we study the Kerr effect in hybrid plasmonic waveguides by analyzing the mode effective area, energy velocity, and insertion loss. Particularly, by utilizing plasmonics to manipulate the effective index and mode similarity, the TM mode is reflected and absorbed, while the TE mode passes through with relatively low propagation loss. By providing a deep understanding of hybrid plasmonic waveguides for nonlinear applications, we indicate pathways for their future optimization.
silicon photonics plasmonics nonlinear optics nano-focusing 
Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031903
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院,江苏 无锡 214122
2 江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心,江苏 无锡 214122
在增强现实领域,实现虚拟对象光照一致性一直是个难题,针对赋予虚拟对象阴影信息时阴影检测效率低的问题,提出一种基于阴影区域构建阴影体实现虚拟对象光照一致性的方法。首先,采用改进的超像素分割(Ⅰ-SLIC)算法对图像进行处理得到更稳定的超像素集合,并根据相邻超像素中心的颜色距离相似度进行超像素合并,以降低后续处理复杂度。然后,采用高斯混合背景模型对分割后的图像进行阴影检测,利用阴影区域与光照参数构建阴影体。最后,根据变换矩阵完成虚拟对象的注册并结合阴影体进行渲染。实验结果表明,所提方法实现了对虚拟对象的阴影渲染,大大提高了增强现实应用带来的真实感,对比其他方法,在时间效率上具有明显优势。
机器视觉 增强现实 光照一致性 阴影检测 超像素分割 
激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0215002
作者单位
摘要
1 北京大学信息科学技术学院电子系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
2 北京大学深圳研究院, 广东 深圳 518057
3 北京大学纳光电子前沿科学中心, 北京 100871
4 华为技术有限公司中央研究院数据中心技术实验室, 广东 深圳 518000
数十年来,人们一直在探索基于光的计算体系,期望通过光的特性,突破电子计算机的局限,从而提高计算速度和降低能耗。然而,传统光计算由于缺乏有效的逻辑、存储、互连单元,以及合理的应用场景,光计算止步于概念研究阶段。在当今大数据时代的推动下,信息通量及用量呈爆炸性增长。具有高集成度、大带宽、低成本、低能耗特征的硅基光电子技术应运而生,日趋成熟,并且验证了光电融合这一信息技术发展的趋势。光计算也随之向光电计算转变。分析近年来硅基光电子技术在光电计算方面的应用和发展,如在人工神经网络、非多项式时间复杂度难题的启发式算法、光电模拟计算、集成光电量子处理器和神经拟态计算等,重点论述了硅基光电子技术在促进光电计算的信息连接、数据处理和实用化演进等方面的优势,提出了硅基光电计算概念及初级系统,以突破传统电子技术或光子技术在计算方面的不足及其在人工智能等高性能计算领域中的限制。
光计算 硅基光电子 硅基光电计算 硅光人工智能 光电人工神经网络 硅光模拟计算 
中国激光
2020, 47(6): 0600001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China
2 Peking University Shenzhen Research Institute, Shenzhen 518057, China
3 Nano-optoelectronics Frontier Center of Ministry of Education, Peking University, Beijing 100871, China
Optical microring resonators are extensively employed in a wide range of physical studies and applications due to the resonance enhancement property. Incorporating coupling control of a microring resonator is necessary in many scenarios, but modifications are essentially added to the resonator and impair the capability of optical enhancement. Here, we propose a flexible coupling structure based on adiabatic elimination that allows low-loss active coupling control without any modifications to the resonators. The self-coupling coefficient can be monotonically or non-monotonically controllable by the proposed coupler, potentially at a high speed. The characteristic of the coupler when implemented in silicon microring resonators is investigated in detail using substantiated analytical theory and experiments. This work provides a general method in coupling control while ensuring the resonance enhancement property, making active coupling control in a resonator-waveguide system feasible.
silicon photonics adiabatic elimination resonance system 
Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 013601
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
针对增强现实中基于目标点云的跟踪与注册问题,提出一种稳健Z分数混合树的配准算法。通过局部邻域内的点至拟合平面的垂直距离以及沿平面法线点的分布来识别噪点,运用绝对中位差增强Z分数的稳健性,同时,采用混合树算法提高最近点的搜索效率。将上述算法应用于增强现实的成像原理中,以对其进行理论论证。分别利用斯坦福大学某研究组的点云数据集和真实采集数据对该算法进行验证。结果表明,在含噪点云集中,该算法能在保持一定精度的同时有效提高配准效率,其用时约为对比算法的5%~10%。
图像处理 点云配准 增强现实 Z分数 模糊近邻 
激光与光电子学进展
2019, 56(19): 192803
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
在无标记增强现实中,基于视觉即时定位与地图构建,结合ORB特征提取算法和顺序抽样一致性,提出了一种改进的注册方法。利用相似函数衡量匹配样本点对之间的差异性,从具有最高品质函数的数据子集中抽取样本,得到较优的匹配点对,完成了三维地图重建过程中的平面检测。通过奇异值分解,实现了虚拟物体的方向和位置控制;结合相机的位姿估计,完成了虚拟物体的注册。实验结果表明,所提方法的平均注册效率提高了34.5%。
机器视觉 增强现实 注册 视觉即时定位与地图构建 顺序抽样 ORB算法 
激光与光电子学进展
2019, 56(6): 061501
作者单位
摘要
江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214000
针对传统物体形状分类算法中图像的空间结构特征表示不够准确,以及分类器模型参数易陷入局部最优的问题,提出结合重叠金字塔与贝叶斯优化神经网络的物体形状分类方法。首先,将物体轮廓分割为不同长度的轮廓片段作为形状的基本特征,并用局部线性编码器对其编码;然后,使用提出的空间重叠金字塔模型,将图像表示为空间金字塔直方图向量;最后,使用贝叶斯优化的前馈神经网络分类器对得到的图像表达进行分类。在常用的Animal标准图像库上实验证明,本文方法可以完整记录形状的内容和结构信息,与轮廓片段包算法相比,准确度提高了1.4%。
图像处理 形状分类 贝叶斯优化 重叠金字塔 前馈神经网络 
激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061011
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China
The optical saturation characteristics in the germanium-on-silicon (Ge-on-Si) photodetector are studied for the first time, to the best of our knowledge. The relationship between the optical saturation characteristics and the optical field distribution in the Ge layer is illustrated by the simulation. This theory is verified by comparative experiments with single-injection and dual-injection structures. The dual-injection photodetector with a more balanced and uniform optical field distribution has a 13% higher responsivity at low optical power and 74.4% higher saturation current at 1550 nm. At higher optical power, the bandwidth of the dual-injection photodetector is five times larger than that of the single-injection photodetector.
250.0040 Detectors 040.5160 Photodetectors 
Chinese Optics Letters
2018, 16(7): 072502
作者单位
摘要
北京大学信息科学技术学院, 北京 100029
硅基光见子学为实现高速光通信、数据中心互连以及传感技术提供了一种高效、低功耗的片上光学解决方案。人们期待利用硅基光子器件与微电子器件的单片集成,来引发一场影响深远的“微光电子技术革命”。在简单介绍硅基光电子学及其发展史的基础上,重点对近年来硅基光电子器件、集成与应用方面的最新研究进展做综合评述。最后,展望了硅基光电子学这一新兴前沿学科的未来发展。
硅基光电子 发展 挑战 应用 silicon photonics development challenge application 
光学与光电技术
2018, 16(1): 6
作者单位
摘要
江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
针对离散-连续能量最小化(DCEM)方法在复杂场景中对轨迹分段或身份标签互换无法有效处理的问题,提出一种改进的DCEM多目标跟踪方法。该方法通过提取被跟踪目标的多特征融合外观向量,利用不同目标间外观特征向量的欧氏距离设计轨迹的外观约束项,处理身份标签互换问题;通过计算相邻时空域内不同轨迹间的运动相似性和外观相似性,设计后处理过程,合并可能为同一轨迹的短轨迹,处理轨迹分段问题。实验结果表明,平均跟踪准确度提高3.6%,平均跟踪精度提高2.5%,并且身份标签互换和轨迹分段情况得到大幅改善,该方法具有更精确更稳定的跟踪能力。
机器视觉 多目标跟踪 能量最小化 身份标签互换 轨迹分段 
激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111502

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