1 长春理工大学 物理学院， 纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室， 吉林 长春 130022
2 佐治亚南方大学 物理与天文系， 美国佐治亚州 斯泰茨伯勒 30460
1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）作为一种水溶性交联剂，目前广泛应用于纳米材料研究中。然而，其对石墨烯量子点（GQDs）的光学性质影响很少被关注。本工作以羧基化石墨烯量子点（C-GQDs）为对象，研究EDC交联剂对C-GQDs光学性质的影响，改善了C-GQDs的荧光强度。实验中采用一步水相法得到C-GQDs与EDC复合物（C-GQDs/EDC）。实验结果表明，与EDC反应后，C-GQDs荧光显著增强约23倍。此外，也验证了溶液浓度、光辐照和反应时间等因素对荧光的影响。分析表明，C-GQDs的发光是本征态、表面态和缺陷态能级跃迁的多过程作用结果，而原C-GQDs中丰富的缺陷能级导致了发光性能的减弱。机理分析认为，EDC与羧基间发生的活化反应起到了表面缺陷钝化作用，提高了C-GQDs的表面态激子复合效率。该工作有效改善了C-GQDs发光强度低的问题，扩展了其在发光领域的应用前景，并为GQDs光学性质调控提供了参考方案。
石墨烯量子点 荧光 交联剂 表面态 graphene quantum dots fluorescence crosslinking agent surface states
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230027
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
4 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
针对搭载于环境减灾二号A/B（HJ-2A/B）卫星的偏振扫描大气校正仪（PSAC），详细分析了信号链路中各噪声项及其与信号的相关性，建立了信号-总噪声功率线性（S-TNPL）模型，通过实验测量获得了各通道的噪声功率只随信号变化的模型系数，以及与信号无关而与工作条件有关的本底噪声功率（截距）；使用在轨实测的本底噪声，建立了不依赖于均质性区域场景的在轨信噪比评估方法，并与星上漫射板法进行了对比验证。结果显示，利用S-TNPL模型与星上漫射板法获得的PSAC在轨信噪比评估结果的相对偏差为-0.62%~6.27%，具有较好的一致性，验证了所提在轨信噪比评估方法的合理性。该信噪比评估方法不仅能适应在轨辐射性能衰退的情况，同时能方便实现不同辐亮度条件下的信噪比转换，并可直接对任意单次观测结果的信噪比进行评估。该信噪比分析方法理论上同样适用于其他光学遥感器，可为其在轨信噪比评估提供参考。
大气光学 环境减灾二号卫星 大气校正仪 噪声模型 信噪比评估 太阳漫射板 光学学报
2022, 42(24): 2401005
纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室, 跨尺度微纳制造教育部重点实验室, 长春理工大学, 中国 长春, 130022
生物组织光透明技术针对生物组织具有的高散射及浑浊特性, 严重影响生物组织成像的对比度及分辨率等问题, 提供了较好的解决办法。把离体猪皮表面涂抹不同浓度的聚乙二醇、甘油、丙二醇这些光学透明剂(Optical Clearing Agents, OCA), 利用光学相干断层析(Optical Coherence Tomography, OCT)技术对其进行动态监测, 有效地提取测量信号在渗透过程中随测量深度的变化。结果表明, 利用光透明技术均可增加OCT的成像深度, 但对于不同OCA不同深度的作用效果不同。该研究为了解OCA浓度及作用时间对于不同深度最优选择, 提供有价值的数据参考, 进一步理解了OCA的作用机制, 对于OCA在医学方面的应用有一定的指导作用。
光学相干断层析 生物组织检测 生物组织光透明技术 光学透明剂 Optical Coherence Tomography Biological tissue detection Tissue Optical Clearing Optical Clearing Agents
李朕阳 1,2,3,**刘振海 1,3,*邹鹏 1,3,*朱双双 1,2,3[ ... ]洪津 1,2,3,***
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
高精度偏振扫描仪(POSP)采用分孔径和分振幅的同时偏振测量技术,可获取目标的高精度多光谱偏振辐射信息,其测量精度是影响载荷在轨应用的关键指标之一。仪器研制完成后,实验室条件下完成偏振和辐射定标以及测量精度的评估。为检验实验室定标结果,开展自然目标探测下的地面验证实验,使用POSP在晴朗天气沿太阳主平面对天空进行扫描,将获取的天空辐亮度和偏振度数据与同时刻由CE318N太阳-天空偏振辐射计采集的数据进行对比,并讨论影响两台仪器数据的因素。实验结果表明,两台仪器的辐亮度一致性偏差小于4%,偏振度一致性偏差小于0.005,具有较好的一致性,验证POSP实验室定标的准确性及自然目标下的探测能力,可为后续星载数据的处理和应用提供依据。
Author Affiliations
Abstract
Academy for Engineering and Technology, Shanghai Institute for Advanced Communication and Data Science, Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
Visible light communication (VLC) shows great potential in Internet of Vehicle applications. A single-input multi-output VLC system for Vehicle to Everything is proposed and demonstrated. A commercial car headlight is used as transmitter. With a self-designed 2 × 2 positive-intrinsic-negative (PIN) array, four independent signals are received and equalized by deep-neural-network post-equalizers, respectively. Maximum-ratio combining brings high signal-to-noise ratio and data rate gain. The transmission data rate reaches 1.25 Gb/s at 1 m and exceeds 1 Gb/s at 4 m. To the best of our knowledge, it is the first-time demonstration of beyond 1 Gb/s employing a commercial car headlight.
visible light communication Internet of Vehicle Vehicle to Everything single-input multi-output deep neural networks maximum-ratio combining Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 110602
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为满足低等级红外探测器组件在高可靠性领域的空间应用需求, 对星载红外探测器组件进行温度循环试验、力学试验以及高温老炼试验等环境试验考核, 并基于双积分球式均匀照明系统对环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率进行测试。通过对比环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率变化, 分析红外探测器组件的环境适应性, 揭示红外探测器组件的质量缺陷及其他潜在缺陷, 剔除早期失效, 并从参试红外探测器组件中筛选出性能优良的探测器应用在星载偏振扫面仪进行大气偏振探测。试验结果表明: 参试的红外探测器组件在环境试验前后具有良好的稳定性和可靠性, 可以满足航天载荷应用需求。
航天载荷 红外探测器组件 可靠性 环境试验 筛选 space load infrared detector assembly reliability environmental test screening 红外与激光工程
2020, 49(2): 0204001
复旦大学通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
随着无线通信领域的发展,具有诸多优点的可见光通信(VLC)已经发展成为了一种具有广阔前景的通信手段。然而,可见光通信中的各种非线性效应会给其信号处理带来诸多的困难,并恶化系统的性能。机器学习在解决非线性问题方面具有很大的优势和潜力,结合机器学习算法的可见光通信技术必然具有巨大的研究价值。已有研究表明,传统的机器学习算法如K-means、DBSCAN以及支持向量机(SVM)等在预均衡、后均衡、抗系统抖动,以及相位纠正等方面均有很好的表现。而深度神经网络(DNN)则因为其强大的非线性拟合能力能够更进一步提升VLC系统的性能。对以上几种方法进行了分析和介绍,并对其在可见光通信信号处理领域的应用进行了分析与总结,希望可以为机器学习解决可见光通信方面的各种非线性问题提供参考。
光通信 机器学习 非线性效应 信号处理 神经网络 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 010001
朱双双 1,2,3,**杨洪春 2,3,*李朕阳 2,3雷雪枫 1,2,3[ ... ]洪津 2,3,***
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
对我国自主研发的偏振扫描仪(POSP)开展了偏振探测实验,主要包括地面实验和航空校飞实验。其中,地面实验是对天空进行扫描,可获取天空的偏振度和辐亮度数据;而航空校飞实验是对地表进行扫描,可获取地表的偏振度和辐亮度数据。为了和POSP获取的偏振辐射数据进行对比分析,在实验过程中同时配置了1台三分束同时偏振相机进行偏振探测。结果表明,2台偏振仪器获得的偏振辐射数据具有较好的一致性,初步验证了POSP偏振探测实验数据的有效性,同时,实验获取的偏振辐射数据可为后期大气气溶胶参数的反演提供有效的支持。
遥感 偏振扫描仪 偏振测量 辐射测量 光学学报
2019, 39(11): 1112002
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了满足偏振扫描仪的偏振测量精度要求,提出一种利用偏振扫描仪星上偏振定标器精确测量标准偏振态数值的方法。首先介绍了偏振扫描仪的技术特点、测量原理和偏振定标模型;其次结合仪器特性,将地球反照光+线偏振定标器/非偏振定标器作为在轨偏振定标的偏振态标准源;然后分别设计了专用的线偏振定标器和非偏振定标器;最后利用马吕斯定律确定线偏振定标器的偏振态数值,将星下点数据筛选出线偏振度小于0.4的下垫面反射光作为非偏振定标器的有效光源,以获得符合要求的非偏振光。所设计的定标器符合全光路、全孔径、端到端的要求,可保障长期在轨偏振测量精度为0.005。
测量 偏振定标 偏振定标器 偏振扫描仪 偏振测量 气溶胶
