夏倩 1汤浩 1葛玮 1付丽疆 1[ ... ]郭亚 1,*
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122
2 绿视芯科技(无锡)有限公司,江苏 无锡 214000
叶绿素荧光检测技术作为一种无损检测技术应用十分广泛。传统叶绿素荧光检测技术激发信号时使用的阶跃或调制脉冲(PAM)频带窄,而光合系统是一个高阶的宽带系统,难以激发出光合系统所有的动态特性,使叶绿素荧光信号含有的信息丰富度受限。目前市面上的叶绿素荧光仪均不具备宽带激励功能,限制了新兴的人工智能算法能够处理复杂信号、挖掘丰富信息的能力。针对该问题,基于伪随机二进制序列(PRBS)信号,设计开发了一套具有宽带激励功能的叶绿素荧光仪。该仪器同时能测量传统的叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)与PAM曲线,对5种不同植物在3种激发光下的叶绿素荧光的信息熵进行对比,结果表明,PRBS激发的叶绿素荧光具有最高的信息熵。该仪器能够提供信息更丰富的叶绿素荧光信号,有望为植物生理及环境胁迫检测提供新型的科学仪器。
叶绿素荧光 宽带激励 叶绿素荧光仪 信息熵 
激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0815002
作者单位
摘要
江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122
光学气体传感器性能受气室结构影响较大,但是关于通过改进气室结构提高光学气体传感器的研究较少,提高芯片的利用率对缓解全球半导体芯片供应不足及低碳环保等具有重要意义。为了提高芯片利用率与满足多组分气体传感器高性能检测需求,设计了一种使用非分光红外技术的可同时检测CO2、SO2和CO这3种气体的三椭球型气室结构光学传感器,并对气室的光学性能进行研究。通过光路仿真、有限元模拟、蒙特卡罗模拟等可知:23%的接收面上集中了91%的能量,克服了直射式结构气室光程短和光敏面上光通量低的问题(光程长度增加了25%,光通量增加了40倍),同时克服了多反射式结构光通量过低的问题(约增加了117倍),信噪比分布是多反射式和直射式的10~100倍。因此,所提三椭球气室结构对于高端多组分组合式气体传感器的实现有着重要的意义。
传感器 光学气体传感器 非分光红外技术 三椭球型气室结构 有限元模拟 蒙特卡罗模拟 
激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1028011
作者单位
摘要
1 江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122
2 江南大学物联网工程学院,江苏 无锡 214122
在介质中传播的光的吸收系数、散射系数、各向异性因子和折射率可以用于介质物理与化学特性的检测,因此,这四种参数的反演方法研究非常重要,但目前缺乏能够同时识别这四种参数的算法。针对该问题,提出利用多个角度激发的漫反射光信号增加信息的丰富性,并通过残差神经网络实现浑浊介质吸收系数、散射系数、各向异性和折射率识别的方法。通过蒙特卡罗模型模拟了各种条件下的漫反射光信号,对所提方法进行了验证。在仿真过程中,考虑光纤大小和发散角,并在漫反射光强信号中加入不同等级的噪声以提高网络的泛化能力和抗噪性能。结果表明,当信噪比为40 dB时,所提方法对浑浊介质的吸收系数、散射系数、各向异性因子以及折射率的识别结果的平均相对误差分别为8.6%、4.6%、1.7%和0.9%,验证了所提方法的高精度。
生物光学 吸收系数 散射系数 各向异性因子 折射率 光学性能 残差神经网络 
中国激光
2022, 49(15): 1507205
作者单位
摘要
1 广东工业大学信息工程学院,广东省信息光子技术重点实验室,广东 广州 510006
2 西北工业大学电子信息学院,陕西 西安 710072
3 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
4 广东工业大学自动化学院,广东 广州 510006
提出了一种可在毫米波全波段产生超大带宽、平坦噪声的方法。利用两频率间隔不等的非相干光光频梳,基于游标效应,设计了主尺和副尺的频率间隔和非相干光线宽。仿真证明,利用所提方法可产生频率范围覆盖30~300 GHz的超大宽带、平坦的全波段毫米波白噪声。实验上通过可编程滤波器从放大自发辐射噪声中滤出两束频率间隔为游标式的梳状光,并在两个不同带宽的单行载流子光电探测器上分别实现了频率范围为130~170 GHz和280~380 GHz的毫米波白噪声,其平坦度分别低至±2.25 dB和±3.10 dB,验证了理论的正确性。
非线性光学 毫米波噪声 游标效应 超宽带 平坦度 非相干光 
光学学报
2022, 42(13): 1335001
Ya Guo 1,4Qiang Cai 1Zhiwei Jia 1Bingjie Xu 5[ ... ]Pu Li 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2 School of Information Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
3 Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200444, China
4 School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
5 Science and Technology on Communication Security Laboratory, Institute of Southwestern Communication, Chengdu 610041, China
6 Department of Informatics and Computer Engineering, University of West Attica, Athens 12243, Greece
7 School of Electronic Engineering, Bangor University, Wales LL57 1UT, United Kingdom
All-optical analog-to-digital conversion is a paramount issue in modern science. How to implement real-time and ultrafast quantization to optical pulses with different intensities in an all-optical domain is a central problem. Here, we report a real-time demonstration of an all-optical quantization scheme based on slicing the supercontinuum in a nonlinear fiber. In comparison with previous schemes through off-line analysis of the power of different optical spectral components in the supercontinuum, this, to the best of our knowledge, is the first demonstration of such functionality online in the time domain. Moreover, the extinction ratio among the quantized outputs can exceed 10 dB, which further confirms the feasibility of the proposed quantization scheme. The current 3 bit resolution in the proof-of-principle experiment is limited by the current experimental condition, but it can be expected to be greatly enhanced through improving both the spectral width of the generated supercontinuum and the number of filtering channels used.
all-optical analog-to-digital conversion photonic quantization all-optical signal processing supercontinuum generation 
Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 081901
郭亚 1,2李璞 1,2,3,4,*郭龑强 1,2郭园园 1,2[ ... ]王云才 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所, 山西 太原 030024
3 保密通信重点实验室, 四川 成都 610041
4 中国电子科技集团公司第三十研究所, 四川 成都 610041
实验从时域上研究了切割超连续谱实现实时、高速全光量化的方案。利用光滤波器件对不同强度的光采样脉冲产生的超连续谱进行光谱分割, 从而实现对光采样脉冲的实时量化。具体来讲, 重复频率为10 GHz的光采样脉冲经功率放大后耦合到400 m的高非线性光纤中产生超连续谱, 采用3个可调谐的光滤波器对其进行不同波长的光谱切割, 实现采样率为10 GSa/s、量化精度为2 bit的实时全光量化, 量化后脉冲时序的消光比可达10 dB以上。
信号处理 全光模数转换 光采样 光量化 超连续谱 
激光与光电子学进展
2018, 55(10): 100701
作者单位
摘要
江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
激光诱导击穿光谱(LIBS)中通常含有丰富的元素特征谱峰,谱峰的准确识别是利用LIBS技术进行元素定性、定量分析的前提和基础。针对传统谱峰元素识别方法准确率偏低、可靠性不足的缺点,提出了一种元素谱峰自动识别的新方法。该方法首先利用Voigt函数对实验光谱进行拟合,以克服谱峰重叠和噪声干扰; 通过滤波处理后提取拟合谱峰的中心波长、光强、半峰全宽和谱峰质心作为谱峰特征参数向量,并将待识别光谱的谱峰特征参数向量与美国国家标准与技术研究院(NIST)标准谱线数据库中的元素谱线进行相似性分析,从而实现谱峰元素的自动识别。分别利用NIST标准数据库和茶叶样品LIBS光谱数据进行实验研究,验证了该方法在LIBS谱峰元素识别上的有效性。
光谱学 激光诱导击穿光谱 谱峰识别 光谱分解 特征向量 相似度分析 
中国激光
2018, 45(8): 0811002

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