西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
提出一种高平坦宽带光学频率梳（OFC）信号产生方案，对高平坦、宽带电光频梳信号产生机理与方法开展了理论研究与仿真分析。在仿真分析中，利用双驱动马赫-曾德尔调制器产生光频梳信号，利用相位调制器进一步提升梳状线的数量，最后通过联合优化马赫-曾德尔调制器的驱动信号功率和直流偏置电压来提高平坦度。仿真结果显示，该方案可产生带宽为1.08 THz的宽带光频梳信号，音噪比（TNR）达到60 dB、平坦度达到0.5 dB。将所提方案应用于光载太赫兹通信系统，通过仿真验证了单通道及多通道16阶正交幅度调制（16QAM）太赫兹信号在背对背（BTB）或10 km光纤传输情况下的传输性能。结果表明，上述每种情况下的误码率都低于前向纠错码的阈值。
光频梳 马赫-曾德尔调制器 相位调制器 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0522002
1 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620
2 上海司南卫星导航技术股份有限公司，上海 201801
3 国网思极位置服务有限公司，北京 102211
针对传统目测法检测贴片二极管表面缺陷效率低下和基于手工特征的目标检测算法模型较浅，以及语义性不高等问题，提出了改进YOLO-V4的贴片二极管表面缺陷检测方法。首先考虑到随着网络加深使梯度消失，以及减少网络中的特征冗余和参数量的情况，CSP1模块采用DenseNet替换原网络中的ResNet；其次，为了实现特征信息的跨维度交互，让网络更加关注重要信息，在CSP1模块后引入了三分支注意力机制模块，同时使用FPN+PANet对特征进行融合；并且用CSP2替换CBL×5模块，降低了网络的运算量，提高了算法检测速度；最后优化了Focal Loss函数，对正负样本添加权重，以解决正负样本不平衡的问题。本文算法相较于YOLO-V4的检测精度（precision，P）、召回率（recall，R）和多分类平均精度（mean average precision，mAP），分别高出2.98%，2.65%，2.92%，表明改进YOLO-V4可以有效检测贴片二极管表面缺陷问题。
YOLO-V4算法 DenseNet CSP2 三分支注意力机制 Focal Loss函数 YOLO-V4 algorithm DenseNet CSP2 three-branch attention mechanism Focal Loss function
1 西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054
2 西安外事学院工学院，陕西 西安 710077
3 西安理工大学土木建筑工程学院，陕西 西安 710048
当前技术发展针对建筑结构物健康监测存在一定的探索应用领域，作为传感器性能尚佳的光纤光栅类传感器在土木结构中的应用较为广泛。基于此技术，将光纤光栅物联网传感应用于异形结构健康监测，主要介绍了光纤光栅的结构原理和性能优势，结合工程项目实例，研究了光纤布拉格光栅（FBG）在异形结构健康监测中的相关应用方式并进行数据分析。该研究表明，FBG类传感器可以应用于异形结构健康监测中，同时对于其他相关土木基建结构也存在一定的推广及应用价值。
结构健康监测 光纤传感 异形结构 光纤光栅 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0505001
1 西北工业大学物理科学与技术学院, 陕西 西安 710129
2 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710129
3 超常条件材料物理与化学教育部重点实验室, 陕西 西安 710129
4 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
光学合成孔径成像系统中光学传递函数的频率响应下降,会不可避免地导致成像模糊,因此通常需要借助维纳滤波或盲解卷积算法来实现图像复原,最终获得清晰的高分辨率图像。提出一种基于U型卷积神经网络的深度学习框架,通过MATLAB软件构建数据集,以对网络进行训练,并将所训练的U型网络与盲解卷积算法的图像复原效果进行对比。数值仿真结果表明,在弱噪声条件下,U型网络在基于光学合成孔径成像系统的图像复原中展现出较强的复原能力以及一定的泛化能力和通用性,能够实现图像的快速盲复原,因而具有潜在的应用前景。
成像系统 光学传递函数 深度学习 卷积神经网络 光学合成孔径成像系统 光学学报
2020, 40(21): 2111001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optical Engineering, School of Electronic Science & Applied Physics, Hefei University of Technology, Hefei 230601, China
2 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 R&D Center of High Power Laser Components, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
4 Research Center for Advanced Photon Technology, Toyota Technological Institute, Nagoya 468-8511, Japan
Brillouin gain spectra (BGS) in an As2Se3 photonic crystal fiber (PCF) are investigated numerically. The profiles of the BGS are simulated by calculating the characteristics of different-order optical and acoustic waves in the PCFs with different core diameters. For the small-core PCF, there are two peaks in BGS, but there is only one peak for the large-core PCF. We also reveal that in the small-core PCF, the difference of Brillouin frequency shift between the LP01 and LP11 modes is obvious, while it is not obvious in the large-core PCF. The Brillouin threshold increases with the core diameter increasing.
stimulated Brillouin scattering optical mode acoustic mode chalcogenide fiber photonic crystal fiber Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 010602
1 大连理工大学能源与动力学院, 辽宁 大连 116023
2 大连民族大学机电信息工程学院, 辽宁 大连 116605
3 沈阳航空航天大学航空航天工程学院, 辽宁 沈阳 110136
由于具有工作气压高、 放电均匀等特点, 大气压介质阻挡放电成为近年来非平衡等离子体领域研究的主要技术。 电极结构是电离特性的主要影响因素之一, 因此, 通过电极结构优化来改善电离特性, 对等离子体放电设备的应用领域拓展及性能优化至关重要。 为改善大气压介质阻挡放电的电离特性, 产生高活性、 高均匀性的低温等离子体, 基于自主设计的同轴介质阻挡放电装置进行了不同电极结构的电离试验及参数诊断; 在一个标准大气压、 放电频率11.4 kHz、 放电峰值电压5.4～13.4 kV条件下进行了氩气电离试验; 采用原子发射光谱法(AES) 对氩等离子体谱线的激发、 分光进行了检测分析; 研究了螺纹电极、 齿状电极、 圆柱电极放电的特征光谱参数及外施电压对介质阻挡放电特征参数的影响。 结果表明, 齿状电极放电所形成等离子体的放电强度更大且放电效果显著, 电子平均能量利用率低, 电子激励温度弱于圆柱电极; 圆柱电极放电强度较弱, 但易形成大面积均匀性等离子体; 大气压环境下电子激励温度不因外源电压的升高而单调递加, 这表明通道内微放电的主要特征并不依赖于外施电压的供给, 而是取决于电极结构、 气体组份、 气体压强; 增大外施电压仅能增加单位时间内微放电的数量, 经整合电子激励温度可达3 500 K, 符合典型的低温等离子体特征。
大气压 介质阻挡放电 电极结构 光谱诊断 电子激励温度 Atmospheric pressure Dielectric barrier discharge Electrode structure Spectral diagnosis Electron excitation temperature
1 沈阳航空航天大学航空航天工程学院, 辽宁 沈阳 110136
2 大连民族大学机电信息工程学院, 辽宁 大连 116605
大气压下介质阻挡放电应用领域具有多范畴、 深广度、 常态化等优势, 针对同轴电极放电试验进行了系列参数诊断。 采用自主研发的介质阻挡放电助燃激励器, 在一个标准大气压、 放电频率11.4 kHz、 放电峰值电压5.4～13.4 kV(间隔1.0 kV)条件下进行了氩气电离试验。 采用原子发射光谱法(AES)对氩等离子体谱线的激发、 分光进行了检测分析; 选用二谱线法及Boltzmann法测试了电子激励温度; 根据Stark展宽效应计算了电子密度; 获得了电子激励温度及电子密度随放电峰值电压增长的变化规律。 结果表明, 在试验电压条件下电子激励温度并不随外加电压的升高而递增, 这表明通道内微放电的主要特征并不依赖于外部电压的供给, 而是取决于气体组份、 气体压强和放电模型, 增大外加放电电压仅增加单位时间内微放电的数量, 经整合电子激励温度可达3 500 K符合典型的低温等离子体特征; 电子密度随外加电压的增长而趋于准线性趋势, 电子密度数量级可达到108～109 cm-3, 电离度偏弱。 这些参数的探索对等离子体研讨有重大意义。
大气压 介质阻挡放电 低温等离子体 电子激励温度 电子密度 Atmosphericpressure DBD Low temperature plasma Excited electron temperature Electron density 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3678
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院
2 仪器科学与光电工程学院 合肥 230009
3 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，合肥 230009
4 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，合肥 230009
5 仪器科学与光电工程学院 合肥 230009:
基于有限元算法建立用于刻写中红外光纤布喇格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)的相位模板物理模型，对相位模板的衍射光场进行模拟分析。在模拟过程中，采用平面波和球面波两种不同光源。采用平面波作为入射光时，通过改变平面波的入射角度和相位模板光栅的刻槽深度分析Talbot 衍射图样的变化。采用球面波作为入射光时，通过改变光源与相位模板的距离分析衍射图样的变化。结果表明，当平面波以任意角度斜入射时，沿与入射光相同方向形成Talbot 衍射图样。当改变相位模板刻槽深度时，Talbot 衍射图样的形状和能量分布均发生变化：随着刻槽深度的增加，衍射能量最大值逐渐变大；当刻槽超过一定深度时，能量最大值开始减小，同时Talbot 图像向均匀条纹演变。当球面波入射到相位模板时，Talbot 衍射图样沿球面波传播方向分布。随着球面波波源逐渐靠近相位模板，能量最大值逐渐升高；当超过一定距离时，能量最大值开始下降。
光纤布喇格光栅 相位模板 Talbot 衍射图样 有限元算法 fiber Bragg grating phase mask Talbot diffraction pattern finite element method
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 合肥 230009
2 合肥工业大学 电气与自动化工程学院, 合肥 230009
3 山西大学 光电研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006
采用海森堡-朗之万方法理论研究了Tripod型双电磁诱导透明原子系统中压缩态探针场的传输特性.研究结果表明: 通过双透明窗口压缩光可实现双通道传输, 且每个通道可以被独立操控; 当两束耦合场的频率失谐相等时, 输出探针场的压缩度可以得到更好的保持.此外, 输出探针场的压缩度可以通过耦合场的拉比频率、原子的光学厚度和基态退相干率以及探测频率来操控.该研究结果为进一步优化多通道量子存储提供依据.
量子光学 电磁诱导透明 压缩光 量子噪声 探测频率 Tripod型系统 Quantum optics Electromagnetically induced transparency Squeezed state light Quantum noise Detection frequency Tripod-type system 光子学报
2016, 45(11): 1127001
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
光子能带结构中的狄拉克点是目前光子晶体研究中新兴的热点。选用双轴材料，用六边形介质柱构成了六角晶格各向异性光子晶体。该光子晶体有三个各异的主介电常数 εxx、εyy、εzz。依据麦克斯韦方程组，垂直极化（TE）波中的狄拉克点会受到 εxx≠εyy的影响，即可以通过调制双轴材料中X、Y方向的主折射率Nx、Ny得到光子晶体中TE波的狄拉克速率，从而调节TE波中狄拉克点在能带结构图中的位置（即调节狄拉克点的归一化频率及其在布里渊区的位置）。研究了Nx、Ny（对应 εxx、 εyy）与TE波中狄拉克点的存在性的关系，并通过仿真实验验证了提出的观点。这些研究可为研发新型光学器件以及构建光子芯片提供更多的可能。
材料 光子晶体 狄拉克点 各向异性 六角晶格
