齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006
针对传统压缩感知(CS)进行复杂的迭代运算，重构时间长且质量差等问题，结合深度学习方法，提出一种自适应非线性测量卷积神经网络(NMECNN)的压缩感知重构算法。本算法将图像整体宽高进行压缩，作为测量网络替代传统的随机测量矩阵进行图像重建，同时利用多个扩张卷积层和上采样PixelShuffle方法获取图像不同尺度细节信息。通过与其他文献进行实验对比，本算法在不同采样率下，平均峰值信噪比(PSNR)分别高于MSRNets算法1 dB, 0.7 dB, 0.82 dB, 1.61 dB；结构相似性(SSIM)值分别高0.03, 0.04, 0.24, 0.10个单位，重构时间在CPU上比MSRNet算法快0.175 5 s, 0.399 8 s, 0.41 s, 0.396 s。最后通过大数据集与噪声实验，验证了本算法图像重构质量明显提高，重构时间大幅缩短，具有很强的抵抗噪声攻击能力。
压缩感知 图像重构 自适应非线性网络 深度学习 扩张卷积 Compressed Sensing image reconstruction adaptive nonlinear network deep learning dilated convolution 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1081
1 上海市先进通信与数据科学研究院, 上海 200444
2 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
4阶脉冲幅度调制信号对光电器件的线性度要求较高,色散容限较小;10G级光器件的带宽限制严重影响系统性能。描述了采用商用25G级光器件实现50 Gbit/s 非归零码(NRZ)信号的传输实验方案。分别在背靠背和25 km标准单模光纤传输情况下,使用最大似然序列估计和基于最小均方误差算法的判决反馈均衡进行译码。通过比较不同接收光功率条件下的误码率性能,证明了基于25G级光器件的50 Gbit/s NRZ信号传输能够作为单路50 Gbit/s的候选方案。
光通信 定时恢复 信道估计 均衡 最大似然序列估计 判决反馈均衡
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Quantum Optics, CAS, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
4 e-mail: hwcai@siom.ac.cn
Based on dense wavelength-division multiplexing technology, frequency transfer and time synchronization are simultaneously realized over a compensated cascaded fiber link of 430 km, which is a part of the Beijing–Shanghai optical fiber backbone network. The entire cascaded system consists of two stages with fiber links of 280 and 150 km, respectively. To keep high symmetry and low noise, specific bi-directional erbium-doped fiber amplifiers are used to compensate the large optical attenuation of each fiber link. When the compensation servo is active in every stage, the cascaded system achieves the stability of 1.94×10 13 at 1 s and 1.34×10 16 at 104 s, for frequency transfer. It is also verified that the actual results of the cascaded system are in good agreement with the theoretical ones calculated from error theory. Simultaneously, after calibration of each stage, time synchronization is also realized. The final accuracy of the whole system is within 94 ps.
060.2360 Fiber optics links and subsystems 060.2340 Fiber optics components 120.7000 Transmission Chinese Optics Letters
2016, 14(7): 070602
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学与技术大学量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 合肥 安徽 230026
3 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
通过级联方式在京沪光纤骨干网中实现了430 km的高精度频率传递。该级联系统包含了280 km和150 km两级系统,同时为了补偿光纤损耗,在两级链路中采用了低噪声高对称的双向掺铒光纤放大器。当每一级传递系统通过光学补偿方式达到稳定后，整个级联系统引入的频率不稳定度为在1 s处1.02×10-13和在104 s处8.24×10-17，实验结果验证了级联系统的实际结果与两级系统计算结果之间符合误差理论。
光纤光学 频率传递 级联系统 光学补偿
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
2 江苏海虹电子有限公司, 江苏 扬州 225108
基于广义的Huygens-Fresnel原理和非Kolmogorov谱模型, 推导了无线光通信系统中径向分布部分相干高斯-谢尔模型阵列光束在非Kolmogorov大气湍流中传输时瑞利区间zR和湍流距离zT的解析表达式, 对瑞利区间和湍流距离随湍流参量和光束参量的变化情况进行了数值分析.结果表明: 不论是相干还是非相干合成, 径向分布部分相干高斯-谢尔模型阵列光束的zR和zT均随湍流广义指数α的增大非单调变化, 当α=3.11时, zR和zT取最小值, 此时阵列光束扩展最大; 相干合成比非相干合成的光束扩展要小, 但其受湍流的影响更大; 对于相干合成而言, 径向分布半径r0越大, 合成光束的zR和zT就越大, 而非相干合成的zR和zT不受r0的影响; 不论是相干还是非相干合成, 阵列子光束数目对合成光束的zR和zT没有影响; 当光束相干参量β足够小或波长λ足够大时, 大气湍流对阵列光束zR的影响可以忽略.
无线光通信 径向部分相干阵列光束 非Kolmogorov湍流 相干和非相干合成 瑞利区间 湍流距离 Wireless optical communication Radial partially coherent array beams Non-Kolmogorov turbulence Coherent and incoherent combination Rayleigh range Turbulence distance 光子学报
2016, 45(11): 1106002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院量子光学重点实验室, 上海 201800
3 中国科学技术大学量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 安徽 合肥 230026
为实现准国土范围内高精度授时和守时，利用光纤传递铯钟、氢钟等高精度原子钟的时频信号，在实际光纤链路上验证其长距离传递性能。采用波分复用和双向双波长的传输方法，介绍了在275 km京沪干线上实现高精度时频传递的相关工作。针对长距离光纤链路的特点，探讨了链路损耗与散射、色散与频率噪声、补偿系统动态范围和反馈带宽等对时频传递性能的影响。实验获得了频率信号的秒稳定度达5×10-14和天稳定度达7×10-18的传递性能，同时，千秒尺度下的时间方差可达2.4 ps。
光纤光学 时频传递 时间同步 波分复用
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
The joint transfer of frequency and one pulse-per-second time signals based on dense wavelength division multiplexing technology is demonstrated over a compensated cascaded fiber link of 230 km, consisting of two stages of fiber links with lengths of 150 km and 80 km . A bi-directional erbium-doped fiber amplifier is inserted in the center of 150 km fiber link to compensate for significant optical attenuation. After every stage has achieved the steady state by optical compensation, the Allan deviation of frequency signal of the cascaded system is 3.1×10-14 at 1 s and 6.3 × 10-18 at 104 s respectively; the time deviation of time signal is less than 3.5 ps at an averaging time of 102 s to 104 s. Further, it is verified that the stability of the cascaded link is the standard deviation of the stabilities of the two stages links for both frequency and time signals. After calibration, time synchronization is also realized and the accuracy is within 90 ps.
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院量子光学重点实验室, 上海 201800
提出了一种应用于光纤时间频率传递系统中时间信号的校准和同步方案。分析了基于光学补偿方式和波分复用技术的时频传递系统中本地和远地时间信号同步方案的原理，并完成了实验室内50 km 光纤链路的验证实验，时间同步精度为1.6 ps。在110 km 的商用光纤链路上完成了时间信号的同步实验，理论计算的时间同步精度为30.0 ps，对时间信号的误差来源进行了理论分析。
光纤光学 时频传递 时间同步 光学补偿 波分复用
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
In an experiment on the round-trip fiber transfer of joint frequency and time signals based on wavelength-division multiplexing technology, a specific bidirectional erbium-doped fiber amplifier (Bi-EDFA) with low noise and high symmetry simultaneously is designed and applied to compensate for the loss of the link. The Allan deviation (ADEV) deterioration of the 1 GHz frequency signal induced by the Bi-EDFA is only 8×10 15 at 1 s and 9×10 18 at 104 s in the forward direction, and is 1.7×10 14 at 1 s and 1.2×10 17 at 104 s in the backward direction. The degraded time deviation (TDEV) caused by the asymmetry of the Bi-EDFA is only 0.8 ps at an average time of 103 s. With the proposed Bi-EDFA, in the field experiment on the 110 km fiber transfer of joint frequency and time signals, the ADEV of the 1 GHz frequency signal is 7.3×10 14 at 1 s and 2.5×10 17 at 104 s. The TDEV of the 1 pulse per second time signal is 6.8 ps with an average time of 1
060.2320 Fiber optics amplifiers and oscillators 060.2360 Fiber optics links and subsystems Chinese Optics Letters
2015, 13(11): 110601
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院量子光学重点实验室, 上海 201800
介绍了一种应用于光纤时频传递秒脉冲信号(1PPS)调制的马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置点反馈控制系统。本系统将电光调制器的偏置点设置在传输曲线的最小值点(Null)和正斜率正交点(Quad+)之间的线性区域，利用光电二极管(PIN)探测输出1PPS信号的低电平电压的波动来检测偏置点的漂移。对测量到的电压信号进行数字处理后通过控制偏置点反馈系统来稳定调制器的偏置点。对反馈控制理论进行了原理推导，并与基于微扰理论的商用偏置点稳定系统进行了对比实验。实验证明该系统可以避免微扰信号对1PPS传输稳定性的影响，传递性能优于商用偏置点稳定系统。实验结果表明，1PPS 传递时延波动的峰峰值为174 ps，均方根值(RMS)为18 ps，在平均时间为104 s时，1PPS的时间阿伦方差(TDEV)下降到1.7 ps。
光纤光学 偏置点控制 马赫-曾德尔调制器 秒脉冲 时频传递
