作者单位
摘要
西安交通大学 电子科学与工程学院 电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049
基于面向对象的C++语言研制三维柱坐标共形网格生成程序,对束-场互作用器件作共形网格剖分,为粒子模拟算法提供积分线元、面元。通过定义三维柱坐标网格体系如网格步长、网格索引、守护网格层、包围盒等数据,使模型的空间信息能转换成柱坐标网格信息。将轴上网格单元作特殊处理,使粒子模拟算法形式在轴上网格和在非轴上网格上保持一致。利用射线跟踪法得到属于模型子面、模型棱边的离散边界点,接着通过拓扑关系获得模型的顶点,保存上述三类离散边界点的拓扑信息和网格信息。将构建的基础网格元与边界点信息耦合,在离散网格体系中重构模型。用该共形网格剖分技术对相对论磁控管进行剖分,能够识别该磁控管的透明阴极、阳极和谐振腔等结构。
粒子模拟 三维柱坐标 网格剖分 射线跟踪 共形技术 particle-in-cell simulation three-dimensional cylindrical coordinate system grid generation ray-tracing conformal technique 
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043025
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Changfei Optical Fiber and Cable Joint Stock Limited Company, Wuhan 430073, China
3 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210000, China
We experimentally transmit eight wavelength-division-multiplexing (WDM) channels, 16 quadratic-amplitude-modulation (QAM) signals at 32-GBaud, over 1000 km few mode fiber (FMF). In this experiment, we use WDM, mode division multiplexing, and polarization multiplexing for signal transmission. Through the multiple-input–multiple-output (MIMO) equalization algorithms, we achieve the total line transmission rate of 4.096 Tbit/s. The results prove that the bit error rates (BERs) for the 16QAM signals after 1000 km FMF transmission are below the soft-decision forward-error-correction (SD-FEC) threshold of 2.4×10-2, and the net rate reaches 3.413 Tbit/s. Our proposed system provides a reference for the future development of high-capacity communication.
optical fiber communication mode division multiplexing few-mode fiber multiple-input–multiple-output high-capacity transmission long-distance transmission 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 010602
作者单位
摘要
中国人民解放军63963部队, 北京 100072
受限于材料和制造工艺, 红外图像中普遍存在着条纹非均匀性, 其严重影响了图像的成像效果, 进而对后续的目标识别、检测等工作造成干扰。典型的最小均方误差(LMS)算法在一定程度上可以抑制条纹非均匀性, 但其场景适应性差, 存在拖尾和“鬼影”现象。提出一种改进型的最小均方误差(LMS)自适应滤波算法对图像进行处理, 利用双边滤波和最速下降法快速获取准确的校正参数, 将前一帧算出的校正结果作为后一帧的初始输入值, 提升算法的准确性, 同时算法还增加了边缘检测模块以保留图像细节。采用不同场景下非制冷型探测器的真实红外图像, 从主观和客观两个方面对比了本算法和经典LMS算法, 结果表明, 提出的算法可以很好地保护图像细节, 也具有良好的场景适应性。
红外图像 条纹非均匀性 最小均方误差 边缘检测 自适应滤波 infrared thermal image stripe nonuniformity least-mean-square error edge detection adaptive filtering 
光学与光电技术
2023, 21(6): 0014
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春130033
星敏感器是自主导航姿态控制系统中的重要组成部分之一。作为星敏感器的核心部件,信息处理系统对其整机性能有重要影响。基于飞腾多核DSP+复旦微FPGA架构设计了一种全国产化多视场星敏感器信息处理系统。在设计中采用EMIF接口和GPIO接口与复旦微FPGA进行数据交互及控制,将2片串行 Flash用于存储星库数据和启动程序,将2片DDR3芯片用于缓存数据。详细介绍了信息处理系统的整体软件流程设计、算法流程设计及实现。经试验验证,该系统可稳定运行并输出正确姿态。在星图分辨率为2048×2048的情况下,系统无初始指向时的数据更新频率为20Hz,有初始指向时的数据更新频率为625Hz。运算性能约为普通ARM架构的3倍,对于提升多视场星敏感器的实时性、丰富其工程化实现方法具有重要意义。
多视场星敏感器 飞腾DSP 硬件设计 信息处理系统 multi-field-of-view star sensor Feiteng DSP hardware design information processing system 
红外
2023, 44(6): 0019
作者单位
摘要
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室 电子工程系,上海 200240
压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率,实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展,随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后,对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望,分析其大规模应用面临的挑战和问题。
硅基光电子学 压电效应 可调谐器件 声光调制器 光电子集成芯片 Silicon photonics Piezoelectric effect Tunable devices Acousto-optic modulators Integrated optoelectronic chips 
光子学报
2023, 52(11): 1113001
郭梦婷 1田晋敏 1,4王璠 1李昕 1,2[ ... ]胡丽丽 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 中国科学院大学杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
4 中国科学技术大学物理与光电工程学院,安徽 合肥 230026
中国激光
2023, 50(24): 2416006
作者单位
摘要
1 复旦大学通信与信息工程学院通信科学与工程系,上海 200433
2 长飞光纤光缆股份有限公司,湖北 武汉 430073
为了解决急剧提升的通信系统容量需求与长距离传输等问题,通过实验验证了超大容量的少模光纤传输。在超大容量需求的背景下,同时使用波分复用、模分复用、偏振复用三种复用技术进行信号传输,凭借自研的低损耗六模渐变型光纤(各模式衰减约为0.2 dB/km),实现了覆盖C波段共80个通道,每个通道双模双偏振信号的1000 km传输。考虑到超长距离传输带来的色散和双模双偏振带来的串扰,在进行接收端离线数字信号处理(DSP)时首先使用频域色散补偿算法进行色散补偿,并在下采样和时钟恢复后联合利用多输入多输出-频域最小均方算法(MIMO-FDLMS)和多输入多输出-时域最小均方算法(MIMO-TDLMS)进行信道均衡和色散补偿。在28%冗余的低密度奇偶校验(LDPC)信道编码软判决前向纠错(SD-FEC)阈值5.2×10-2条件下,实现了总的线传输速率40.96 Tbit/s,净速率高达32 Tbit/s。
光通信 波分复用 模分复用 偏振复用 长距离传输 超大容量传输 
中国激光
2023, 50(23): 2306001
作者单位
摘要
1 维视艾康特(广东)医疗科技股份有限公司,珠海 519000
2 亚洲眼视光执业管理协会,上海 201100
3 温州医科大学眼视光学院,温州 325027
由于无法统一衡量多点离焦近视防控镜片的防控效果, 提出了一种简单快捷的新型离焦有效性评价模型--等效离焦指数(EDI,Equivalent Defocus Index)。利用软件仿真模拟分析了多点离焦镜片影响视觉质量及离焦相关的参数,给出EDI的定义,并以此计算3款典型排布的等效离焦指数,与调制传递函数(MTF,Modulation Transfer Function)的值进行比较,验证了该模型的有效性。
近视防控 多点离焦 等效离焦指数(EDI) 调制传递函数(MTF) myopia prevention and control defocus lens equivalent defocus index(EDI) modulation transfer function(MTF) 
玻璃搪瓷与眼镜
2023, 51(7): 1
沈文力 1,2谭秋林 1,2张磊 1,2谢浩 1,2
作者单位
摘要
1 中北大学 电子测试技术重点实验室,山西 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051
传统的台式光谱仪多采用大体积、长光程的色散分光方式,往往只能在实验室使用。而手持式光谱仪多采用可调光学滤波器或傅里叶变换的方法,内部存在精密的移动部件,制造难度大。使用硫系玻璃IG2和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,研究了这两种材料的均匀随机分布方法,以两种材料折射率变化的差异为基础构筑了无序散射结构,结合散斑计算重组的方法设计了一种量程和分辨率可变的小型红外光谱仪系统,结构简单、稳定,无移动部件,可通过不同波长的标定光来确定该系统的量程和分辨率。利用Tracepro软件,采用不同的光源输入进行了标定,用模拟的黑体辐射作为测试输入,光谱仪系统在1~10.9 μm光谱范围内能够实现0.1 μm分辨率,在1000~2000 nm光谱范围内能够实现10 nm分辨率。采用六阶多项式对测量结果进行了拟合,拟合曲线的最大相对误差为5.32%,可满足煤矿、食品、药物等多方面的应用。
光谱仪 分光结构 光学仿真 硫系玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) spectrometer spectroscopic structure optical simulation chalcogenide glass polymethyl methacrylate (PMMA) 
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230038
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
对传统中阶梯光栅光谱仪级次重叠的问题进行分析,采用声光可谐调滤波器(AOTF)结合中阶梯光栅的方法实现光谱级次分离,研究并设计了小型、灵敏、超高光谱分辨率的光学系统结构。利用CODEV软件对成像光谱仪的初始结构进行优化,得到一种结合AOTF与中阶梯光栅的小型化超高光谱分辨率成像光谱仪。与交叉色散方案相比,中阶梯光栅与AOTF结合的技术将得到更高的信噪比,并弥补了中阶梯光栅体积大、质量重的缺陷,工作波段在2320~4250 nm时,系统F数小于1.8,并获得优于0.15 nm的超高光谱分辨率,在奈奎斯特频率为17 lp/mm条件下整体调制传递函数(MTF)>0.7,各视场全波段弥散斑均方根(RMS)半径<11 μm。该成像光谱仪提供了一种大气微量成分高精度、高灵敏度测量的方案,与其他的高分辨率红外光谱仪相比,其更容易安装在空间资源有限的行星或星际航天器上。
光学设计 成像光谱仪 AOTF 中阶梯光栅 
光学学报
2023, 43(19): 1922001

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