北华航天工业学院 计算机学院，河北 廊坊 065000
为了使得二级或无许可证用户在给定宽带上获取空闲的子带以供使用，针对认知无线电中的宽带频谱感知技术进行研究，提出一种有效的宽带频谱感知算法。算法采用隐马尔可夫模型(HMM)对初级用户的动态行为进行建模，以克服目前宽带感知技术的局限性；其次，利用现有窄带感知技术，将感知频带划分为较小的频道，将其建模为一棵平衡二叉树，并对频谱孔洞进行递归搜索。如果检测到有孔洞在频率上相邻，则将它们合并成一个单一的频谱孔洞，使得认知二级用户的容量在整个频带上最大化。仿真实验结果表明，与现有宽带频谱感知方法相比，提出的宽带频谱感知算法具有更好的感知性能增益和更强的鲁棒性。
射频频谱 动态接入 认知无线电 宽带频谱感知 隐马尔可夫模型 二叉树 信噪比 radio frequency spectrum dynamic access cognitive radio broadband spectrum sensing Hidden Markov Model binary tree Signal to Noise Ratio 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1014
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
在研究自适应光学(AO)视网膜成像系统的光辐射安全时,通常未考虑成像光与信标光的光谱带宽和双光束叠加效应。根据ICNIRP标准提出了一种光辐射安全分析方法。首先确定宽光谱光束照射视网膜时的辐亮度计算方法,然后分析双光束照射视网膜时的最大允许照射量(MPE),最后根据视网膜辐亮度和MPE制定了激光安全分析流程。将满足各种人眼视网膜成像系统照明条件的AO扫频光学相干层析成像系统作为实例,分析辐亮度和辐亮度极限,并与其他方法相比较来检验所提方法的正确性。所提方法适用于结合和未结合AO技术的各种人眼视网膜成像系统,可为人眼激光安全分析计算提供参考。
激光光学 人眼激光辐射安全 视网膜光学成像系统 宽带光谱 双光束叠加效应 视网膜热效应 光学学报
2020, 40(10): 1014003
系统地研究了在非线性掺镱光纤放大器中产生宽带光谱的特性,对不同种子脉冲激光的中心波长、放大器增益光纤长度对光谱输出特性的影响进行系统实验及分析。实验中采用非线性偏振旋转锁模技术获得非线性放大器的种子光,输出为耗散孤子脉冲。当种子脉冲激光中心波长为1041 nm、放大器的增益光纤长度为8 m时,获得了较好的平坦宽光谱,波长范围为1040~1600 nm时,其平坦度约为10 dB,其中1040~1250 nm波长范围的宽光谱平坦度小于1.5 dB。
激光光学 放大器 锁模 受激拉曼散射 掺镱光纤 平坦宽光谱
光纤放大器作为分布式光纤传感系统实现超长距离、超低损耗传输必不可少的光学器件, 其噪声特性对于系统整体性能有着至关重要的影响。微分干涉型分布式光纤传感系统中必须使用宽谱光源, 同时探测终端也需采用宽谱探测, 因此研究EDFA在宽光谱系统中的噪声对于传感系统整体性能的提升有着重要意义。文中研究了EDFA增益对宽谱光源波长与功率的响应关系, 得出了可描述这一关系的增益响应曲线, 并依此提出了一种可表征EDFA放大宽谱光源的噪声的估测方法, 总结了EDFA放大宽谱光源时的噪声规律。
宽光谱 噪声 估测 EDFA EDFA broadband spectrum noise estimation 红外与激光工程
2019, 48(7): 0717006
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
分析了空间啁啾对宽带光谱超短脉冲激光系统的影响, 提出了利用波前传感器研究神光II 5 PW (SG-II-5 PW)装置空间啁啾的实验方法。实验中采集了宽光谱超短脉冲激光经过展宽器及多级空间滤波器后的波前特征, 测量了系统光路产生的横向空间啁啾和波前像差中心相对系统光轴的偏移量, 并通过实时调节色散调节器来消除激光装置的空间啁啾。对比分析了横向空间啁啾被消除前后的波前分布, 计算结果表明SG-II-5 PW装置激光光束的聚焦性能和远场能量集中度可得到显著提升。
激光光学 超短脉冲 空间啁啾 波前传感器 宽带光谱脉冲
1 信息工程大学理学院, 河南 郑州 450001
2 郑州大学物理工程学院, 河南 郑州 450001
3 南昌航空大学材料科学和工程学院, 江西 南昌 330063
超宽谱探测技术对于高分辨率的太赫兹吸收光谱测量以及太赫兹科学研究和应用发展等方面具有重要意义。利用空气等离子体实现了太赫兹超宽谱的测量，并对该探测机制进行了系统的实验研究，利用该探测系统测量了两种炸药奥克托金(HMX)和太胺(PETN)的太赫兹超宽带吸收谱。结果表明太赫兹频谱宽度会随着探测光能量或偏置电场的增加而展宽，随着探测脉冲脉宽的增大而变窄，且利用空气等离子体产生与探测的超宽谱测量在低频区与傅里叶变换红外(FTIR)光谱术有很好的吻合。
光谱学 太赫兹 空气等离子体 相干探测 超宽谱 光谱测量 激光与光电子学进展
2013, 50(10): 103002
1 中国国防科技信息中心， 北京 100142
2 重庆光电技术研究所，重庆 400060
超辐射发光二极管（SLD）是一种宽光谱光源，广泛用于光纤陀螺、光学相干断层扫描等领域。高性能SLD要求同时实现大功率和宽光谱输出，航天领域相关应用还要求其具有较高的抗辐射性能。本文从如何实现大功率、宽光谱输出和抗辐射加固等几方面介绍了SLD的研究进展，并对其未来的研究方向进行了展望。
超辐射发光二极管 量子阱 量子点 大功率 宽光谱 抗辐射 superluminescent diode quantum well quantum dot high power broadband spectrum radiation hardening
1 中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术中心, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
对激光实现由线偏振光转变成圆偏振光的偏振态调制，需要引入90°或270°相位延迟器。设计中选择金属介质组合，光学性能优良的Ag膜作为金属层，利用Gires-Tournois (G-T)腔调节相位，通过优化介质膜堆，在45°入射角和1000~1100 nm波段，所得相位延迟为270°±1°。通过误差分析可知，在现有膜厚控制精度下，控制敏感层容差，在设计带宽内可得到反射率R≥99.9%和相位延迟偏差δ<7.2°。
薄膜 金属介质膜 宽光谱 相位延迟 容差分析 G-T腔
中国计量学院材料科学与工程学院，浙江 杭州 310018
成功制备了一种新型的Ni2+掺杂Na2O-Al2O3-SiO2-LaF3(NASL)微晶玻璃。X射线衍射仪(XRD)分析结果表明，经热处理在玻璃相中出现了LaF3和La2O3纳米晶，根据谢乐(Scherrer)公式计算得到其大小分别为23和37 nm。测试了Ni2+掺杂NASL玻璃和微晶玻璃的吸收光谱和荧光光谱，发现Ni2+掺杂NASL微晶玻璃有较宽的荧光光谱，荧光中心位于1185 nm，荧光半峰全宽约为300 nm，荧光寿命和受激发射截面的乘积为4.2×10-24 cm2·s。分析认为，Ni2+掺杂NASL微晶玻璃的超宽带荧光来源于高场态纳米晶中Ni2+的3T2(3F)→3A2(3F)。因此，Ni2+掺杂NASL微晶玻璃可作为一种潜在的超宽带光纤放大器用增益介质材料。
光学材料 微晶玻璃 超宽带光谱 Ni2+掺杂
1 Key Laboratory for Micro/Nano Optoelectronic Devices of Ministry of Education,School of Computer and Communication, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, China
2 Department of Physics and Electronic Information Engineering, Xiangnan University, Chenzhou, Hunan 423000, China
基于色散管理掺铒光纤激光器, 研究了类噪声脉冲在不同群速度色散情况下的特性。结果表明:类噪声脉冲的带宽随着腔内净色散的增加而增加,并在腔内净色散为微正时达到最大值。拉曼散射由于脉冲宽度减小而增强。当腔内净色散继续增加时,类噪声脉冲的带宽开始减小;同时,拉曼散射由于色散为正而被抑制。 实验结果和数值模拟相符。
光纤光学 类噪声脉冲 带宽 光纤激光器
