强激光与粒子束
2024, 36(2): 025007
Author Affiliations
Abstract
1 School of Biomedical Science, Huaqiao University, Quanzhou 362021, China
2 College of Engineering, Huaqiao University, Quanzhou 362021, China
We propose a laser speckle contrast imaging method based on uniting spatiotemporal Fourier transform. First, the raw speckle images are entirely transformed to the spatiotemporal frequency domain with a three-dimensional (3D) fast Fourier transform. Second, the dynamic and static speckle components are extracted by applying 3D low-pass and high-pass filtering in the spatiotemporal frequency domain and inverse 3D Fourier transform. Third, we calculate the time-averaged modulation depth with the average of both components to map the two-dimensional blood flow distribution. The experiments demonstrate that the proposed method could effectively improve computational efficiency and imaging quality.
uniting spatiotemporal Fourier transform laser speckle contrast image fluctuation modulation 3D Fourier transform Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011701
1 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院 抗辐照器件技术重点实验室,
3 中国科学院 抗辐照器件技术重点实验室, 北京 100029
4 中国科学院大学, 北京 10004
集成电路产业的不断发展以及行业对高能效的不断追求使得工艺尺寸不断缩小, 越来越多的电路工作在亚阈值区, 工艺参数波动导致电路延时呈现非高斯分布。统计静态时序分析作为先进工艺下用于分析时序的新手段, 采用将工艺参数和延时用随机变量表示的方法, 可以加速时序收敛, 显示预期成品率。文章主要研究了亚阈值电路单元延时波动的统计建模方法。分别对单时序弧和多时序弧的蒙特卡洛金标准数据进行建模研究。提出了单时序弧单元延时的分布拟合统计建模方法, 其误差小于6.30%。提出了多时序弧单元延时人工神经网络统计建模方法, 其误差小于4.95%。
亚阈值 单元延时统计建模 波动性建模 分布拟合 主成分分析 人工神经网络 机器学习 sub-threshold cell delay statistic modeling fluctuation modeling distribution fitting principal component analysis artificial neural network machine learning
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北武汉 430223
冷原子绝对重力仪和冷原子重力梯度仪在外界动平台上的精度相较实验室精度差距较大, 其中最主要的振动噪声目前已经有较为成熟的方案进行抑制, 而由于载体转动引起的姿态噪声目前尚未研究。从冷原子干涉仪的敏感机制入手, 推导了在姿态扰动情况下冷原子绝对重力仪和重力梯度仪的相位改变, 并利用双光子拉曼演化方程给出了相应的高阶灵敏度函数补偿方案, 提升了冷原子绝对重力仪和重力梯度仪在复杂环境下的灵敏度和环境适应性。
冷原子绝对重力仪 冷原子重力梯度仪 姿态扰动 高阶灵敏度函数 cold-atom absolute gravimeter cold-atom gravity gradiometer rotation fluctuation high-order sensitivity function
强激光与粒子束
2023, 35(11): 113002
1 湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068
2 国开启科量子技术(北京)有限公司, 北京 102629
随着量子密钥分发 (QKD) 系统的深入研究与应用, 随机数的质量和产生速率面临着更大的挑战。为了满足随机数在QKD系统以及对于密钥安全性要求较高的场景下的使用, 提出一种基于真空涨落产生真随机数的实验方案。相比于传统方案使用的2 × 2偏振分束器 (BS), 该方案采用单模1 × 2的BS来实现光路的传输, 不仅节省了装置成本, 同时还得到了较高的随机数产生速率。在9.68 dBm光强的作用下, 得到量子噪声与经典噪声的信噪比为 11.92 dB。对通过12 bit的模数转换器采集到的数据进行分析, 结果显示经典噪声和真空散粒噪声均符合高斯分布, 通过计算得到最小熵为9.92, 原始数据经过安全性可被信息论证明的托普利茨 (Toeplitz) 后处理, 最终实现7.6 Gbit/s的量子随机数产生, 并且通过了Nist随机数标准测试, 验证了方案的可行性。
量子通信 真空涨落 量子随机数 最小熵 后处理 quantum communication vacuum fluctuation quantum random number minimum entropy post processing
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, 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为研究强湍流效应下大气湍流外尺度与内尺度对高斯波束光斑漂移特性的影响，首先利用修正的von Karman谱，分别推导出高斯光束在聚焦和准直条件下传输的光束漂移方差表达式，并且利用实验数据进行验证；进而根据所推导的光束漂移表达式，利用数值分析方法，对不同内外尺度条件下的光束漂移特性进行研究。研究结果表明外尺度的增大会加强光束漂移效应，而内尺度的变化对光束漂移特性无显著影响。
强湍流 光束漂移 内尺度 外尺度 strong fluctuation beam wander inner scale outer scale 大气与环境光学学报
2023, 18(5): 420
1 中国民用航空飞行学院飞行技术学院, 四川 广汉 618000
2 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
主要对谐振式光纤陀螺单侧信号检测方法开展了研究, 探讨了热致偏振噪声对于谐振曲线产生的影响, 并设计了一种信号检测方法。针对该检测方法与传统检测方法的应用效果进行对比分析, 研究结果显示, 新方法会抑制偏振噪声对于陀螺精度的影响。根据仿真结果可知, 在温度改变0.003 ℃的情况下, 得到的归一化幅值误差显著减小, 由原先的0.2308变为0.0298, 继而验证了设计单侧检测方法的有效性, 该方法有效抑制了偏振波动噪声对于检测精度的不利影响, 提高了检测结果的准确性。
谐振式光纤陀螺 信号检测 光纤环形谐振腔 偏振波动噪声 resonant fiber-optic gyroscope signal detection fiber ring resonator polarization fluctuation noise
1 南瑞集团有限公司/国网电力科学研究院有限公司, 江苏 南京 210000
2 南京南瑞国盾量子技术有限公司, 江苏 南京 210000
3 国家电网有限公司信息通信分公司, 北京 100000
4 国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东 济南 250000
5 南京邮电大学, 江苏 南京 210003
量子密钥分发 (QKD) 在信道中容易丢失信息载体, 因此有限的通信距离和密钥生成速率是其应用的主要瓶颈。一般而言, 密钥速率受信道传输速率的限制, 而相位匹配量子密钥分发 (PM-QKD) 协议的提出克服了线性密钥速率的约束, 即安全密钥速率与传输速率的平方根成正比。虽然PM-QKD协议可以保证探测器的安全性, 但光源方面仍存在一些缺陷。在PM-QKD协议中, 一般假设光源为理想相干态, 而这与实际的QKD系统不完全相符, 从而造成一些安全问题。本研究讨论了光子数分布未知条件下的PM-QKD协议, 证明了光子数分布未知条件下的安全性分析仍然是合理的, 也表明基于光源检测的PM-QKD协议产生的密钥率与理想光源下的密钥率基本一致。
量子信息 量子密钥分发 相位匹配 光源监测 光源涨落 光子数分布 quantum information quantum key distribution phase-matching light source monitoring source fluctuation photon number distribution
