Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Synergetic Innovation Center of Quantum Information & Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin 300308, China
Frequency conversion based on three-wave mixing is a critical nonlinear optic application, extending the frequency range of existing lasers and realizing frequency-transduced detectors in a wavelength range that lacks an effective detector. Phase matching is vital for effective frequency conversion. The advantages of quasi-phase matching (QPM) over birefringent phase matching are a lack of walk-off effect, a maximum nonlinear coefficient, and phase matching in the entire transparency window. Herein, using different types and orders of QPM, four kinds of effective frequency doubling processes are realized in a periodically poled potassium titanyl phosphate (KTP) crystal with a single period, and three kinds of frequency doubling processes are experimentally verified. We also show a feasible way to construct an RGB color generator based on two different QPM processes. This study significantly expands the feasible frequency conversion of existing lasers to different wavelengths, providing an effective method for multi-color laser generation based on periodically poled KTP crystals.
nonlinear optics frequency doubling multi-color laser quasi-phase matching Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021901
1 浙江工业大学计算机科学与技术学院, 浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学信息工程学院, 浙江 杭州 310023
3 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, 上海 200240
针对相干光偏移正交调幅技术的多载波滤波器组传输(CO-FBMC/OQAM)系统,提出一种基于导频的时域相位噪声补偿算法。建立一个时域相位噪声补偿模型,即相位噪声用时域扩展的离散余弦变换(DCT)近似,相位噪声包括公共相位误差(CPE)和非CPE相位噪声,它们均可通过估计DCT系数来获得。为了计算这些DCT系数,先用基于导频的扩展卡尔曼滤波(EKF)估计CPE,然后将CPE补偿后一部分判决错误概率较高的数据舍弃,仅保留余下的CPE补偿后数据进行预判决用以预估发送端数据,最后在波特率为32 GBaud的背对背CO-FBMC/OQAM系统中对所提算法进行仿真验证。结果表明,对比一种改进的盲相位搜索(M-BPS)算法,所提算法仅有0.5%~2.0%的频谱效率下降。针对64阶QAM、子载波数M=256或512的系统,所提算法的线宽延迟乘积容忍度仍远大于M-BPS算法,但其复杂度仅为M-BPS算法的1/2。
光通信 相干光通信系统 偏移正交调幅技术的多载波滤波器组 基于导频的时域相位噪声补偿 载波间干扰 离散余弦变换
西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
提出了一种基于分层聚类二维视点合成的集成成像系统。在该集成成像系统中, 采用电动平移台结合单个相机的视点采集方式采集稀疏视点图像; 为提高视点采集效率, 使用基于分层聚类二维虚拟视点合成方法实现图像间的虚拟视点合成, 并利用合成的多视点图像通过像素映射得到微单元图像阵列; 利用像素映射得到微单元图像阵列, 实现计算重建过程。实验结果表明该系统不仅可以满足高效率的三维信息采集, 而且在保证合成视点质量的同时还提高了分辨率质量, 增加了集成成像应用的灵活性。
集成成像 稀疏视点采集 虚拟视点合成 微单元图像阵列 integral imaging sparse viewpoint acquisition virtual viewpoint synthesis elemental image array
辽宁工程技术大学软件学院, 辽宁 葫芦岛 125105
针对目标在遮挡、尺度变化等复杂场景下易产生模型漂移问题,基于跟踪学习检测(TLD)框架提出一种结合基于网格的运动统计(GMS)检测和置信度判别的长时目标跟踪算法。首先在跟踪模块中采用快速判别尺度空间的相关滤波器(fDSST)作为跟踪器,利用位置滤波器和尺度滤波器对上一帧目标进行位置与尺度的判别,并依据TLD算法中跟踪模块与检测模块的独立性,将跟踪模块结果输入检测模块中,采用平均峰值相关能量(APCE)对模板更新进行置信度判别。在检测模块中先引入GMS网格运动统计作为检测器,使具有快速旋转不变性特征的ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)算法对上一帧目标进行特征匹配,再利用网格运动统计对匹配结果进行过滤,实现目标位置的粗定位,依据预测位置对目标检测区域进行适当的动态缩减,最后使用级联分类器对目标进行精准定位。结果表明,本文提出的跟踪方法在有效防止模型漂移的情况下,大大提高了算法的跟踪速度,同时对目标遮挡、尺度变化及旋转等挑战环境也具有较好的准确性和鲁棒性。
图像处理 目标跟踪 模型漂移 运动统计 动态缩减 激光与光电子学进展
2021, 58(4): 0410009
西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021
为了探究二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度的影响因素,利用离子束辅助沉积电子束热蒸发技术对不同基底粗糙度以及相同基底粗糙度的K9玻璃完成二氧化钛(TiO2)光学薄膜的沉积。采用TalySurf CCI非接触式表面轮廓仪分别对镀制前基底表面粗糙度和镀制后薄膜表面粗糙度进行测量。实验表明,TiO2薄膜表面粗糙度随着基底表面的增大而增大,但始终小于基底表面粗糙度,说明TiO2薄膜具有平滑基地表面粗糙的作用；随着沉积速率的增大,薄膜表面粗糙度先降低后趋于平缓；对于粗糙度为2 nm的基底,离子束能量大小的改变影响不大,薄膜表面粗糙度均在1.5 nm左右；随着膜层厚度的增大,薄膜表面粗糙度先下降后升高。
光学薄膜 二氧化钛 表面粗糙度 电子束热蒸发 thin film titanium dioxide (TiO2) surface roughness electron beam thermal evaporation technique
西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
为了研究三层介质减反射薄膜的散射特性减小光学薄膜的散射损耗，以多层光学薄膜矢量光散射理论为基础，利用光学薄膜的总散射损耗与光学薄膜双向反射分布函数的关系，研究了三层减反射薄膜的散射特性，即三层减反射薄膜随着层数增加双向反射分布函数与散射角的关系，以及入射波长变化对于三层减反射薄膜双向分布反射函数的影响。研究结果表明，在界面微粗糙度相关模型下，三层减反射薄膜在中心波长处，具有减反射和减散射效果,其反射率曲线呈明显的“W”形，反射率的极大值出现在中心波长处，而对于完全非相关模型,镜面反射方向上的双向反射分布函数随着波长的增加呈现出单调减小的趋势。
减反射膜 矢量光散射 总散射损耗 薄膜 散射特性 anti-reflection films vector light scattering total scattering losses thin film scattering property
西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
红外弱小目标的探测与跟踪对运算硬件和算法的性能提出较高的要求。针对传统背景预测算法串行运算耗时较长的问题，以及经典的通用GPU(Graphic Processing Unit)体积与功耗过大难于整合到红外设备中的问题，提出在嵌入式GPU平台NVIDIA Jetson TK1中实现并行分离卷积的方法，利用CUDA(Compute Unified Device Architecture)实时执行背景预测算法，实现了在嵌入式GPU平台上高效的红外背景预测算法。实验结果表明，在保证正确预测背景的前提下，利用小体积、低功耗的嵌入式GPU平台可以将运算性能提高到串行运算的15倍以上。
红外探测 快速运算 背景预测 infrared detection high performance computation background prediction Jetson TK1 Jetson TK1 CUDA CUDA
