Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications (BUPT), Beijing 100876, China
2 Beijing Key Laboratory of Space-round Interconnection and Convergence, BUPT, Beijing 100876, China
3 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, BUPT, Beijing 100876, China
4 The Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
5 China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China
6 China Satellite Communication Co., Ltd., Beijing 100048, China
7 School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
A modulation classification method in combination with partition-fractal and support-vector machine (SVM) learning methods is proposed to realize no prior recognition of the modulation mode in satellite laser communication systems. The effectiveness and accuracy of this method are verified under nine modulation modes and compared with other learning algorithms. The simulation results show when the signal-to-noise ratio (SNR) of the modulated signal is more than 8 dB, the classifier accuracy based on the proposed method can achieve more than 98%, especially when in binary phase shift keying and quadrature amplitude shift keying modes, and the classifier achieves 100% identification whatever the SNR changes to. In addition, the proposed method has strong scalability to achieve more modulation mode identification in the future.
free-space optical communication pattern recognition modulation Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 111404
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
3 北京邮电大学天地互联与融合北京市重点实验室, 北京 100876
4 北京理工大学前沿交叉科学研究院, 北京 100081
提出一种采用π/2正交相位板的抗温度干扰光纤声传感器。采用微加工技术研制了一种具有π/2正交相位的波前相位板。经自聚焦光纤准直的光束通过π/2正交相位板可以形成波干涉,由此形成一个微型正交干涉型声波传感器。实验结果表明,所提传感器的声波频率为0.1~10 kHz时,声波响应灵敏度可达168 mV·Pa -1。在频率为5 kHz时,光纤声传感器的最小可探测声压可达68 μPa·Hz -1/2。因为π/2正交相位板具有固定的正交相位,所提传感器具有抗温度干扰能力。当环境温度为20~140 ℃时,传感器的电压标准变化量只有2.4%。所提传感器在远程气体泄漏探测、光声光谱探测、声源定位等方面具有广阔的应用前景。
光纤光学 光纤声传感器 π/2正交相位板; 抗温度干扰 双波干涉仪 光学学报
2020, 40(13): 1306002
1 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计并制作了一种基于光纤干涉仪的低频声传感器,用于检测频率小于20 Hz的次声信号。该传感器利用厚度为5 μm,半径为1/2 inch(1 inch=2. 54 cm)的圆形镍膜作为振膜,该振膜被平整地固定在金属腔体的一个端口,呈周边拉伸式。伸入腔室的单模光纤的端面与振膜内表面构成一个非本征型光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI),用于检测由声音导致的振膜的振动。为了优化传感器性能,基于弹性力学原理和有限元仿真软件,分析了振膜预应力和振膜厚度对传感器一阶谐振频率的影响。仿真结果表明在一定的膜厚范围内,一阶谐振频率对预应力非常敏感而对膜厚不敏感。利用B&K 4193-L-004型标准声传感器和42AE型标准次声发射腔对所制光纤次声传感器进行了测试,结果表明该传感器在0.1~20 Hz范围内具有良好的频率响应特性,对1 Hz声波的灵敏度高达285 mV/Pa。
光纤光学 低频声传感器 光纤非本征法布里-珀罗干涉仪 高灵敏度 有限元仿真 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 150603
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用射频溅射技术在平板玻璃基底上淀积约60 nm厚的金银合金薄膜,然后在室温下通过化学脱合金法形成附着力强、大面积均匀的纳米多孔金膜(NPGF)。利用自建的宽光谱表面等离子体共振(SPR)检测平台获得了暴露于空气中的NPGF在可见-近红外波段的共振光谱,利用菲涅耳公式结合Bruggeman介电常数近似方程拟合实验结果,得到NPGF的孔隙率约为0.38。研究了NPGF-SPR传感器对不同浓度水溶液中的Pb
2+离子和三聚氰胺的响应特性,结果表明该传感器能够对水溶液中浓度为1 nmol·L
-1的Pb
2+及三聚氰胺作出明显响应。对比实验显示NPGF-SPR传感器的灵敏度远高于常规的致密金膜SPR传感器。
传感器 纳米多孔金薄膜 表面等离子体共振 孔隙率 高灵敏度
1 中国科学院 电子学研究所 传感技术国家重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京100049
3 广东工业大学 机电工程学院, 广东 广州 510006
本文报道了一种基于色相算法的彩色表面等离子体共振(SPR)成像传感器, 该传感器不仅能够对发生于SPR芯片表面的物理化学反应进行直观的图像观测, 还能基于色相算法对这些表面反应进行定量分析。利用自制的波长/图像同步检测型SPR传感器, 实验获得了不同共振波长对应的共振图像, 然后借助色相算法求得每一幅共振图像对应的二维色相分布及其平均色相, 建立了共振波长与图像平均色相的依赖关系, 用于优化基于色相参数的SPR折射率灵敏度。实验选择起始共振波长为650 nm, 测得基于色相的折射率灵敏度为3 338/RIU, 是基于共振波长的折射率灵敏度的1.49倍。利用彩色SPR成像技术能够直观地观测到金膜表面涂布的聚四氟乙烯薄膜的不均匀性, 再通过计算图像局部区间的平均色相, 可以定量获得不同薄膜厚度对应的折射率灵敏度。实验结果证明了基于色相算法的彩色SPR成像传感器明显优于常规SPR传感器。
彩色表面等离子体共振成像 共振波长 色相 厚度不均匀性 折射率灵敏度 color surface plasmon resonance imaging resonance wavelength hue inhomogeneity of the thickness RI sensitivity
