作者单位
摘要
大连理工大学信息与通信工程学院,辽宁 大连 116024
提出一种低复杂度、低功耗且便于硬件移植、可应用于水下无线光通信(UWOC)系统的基于链表和线性表的稀疏Volterra(3l-sVolterra)算法,它通过结合链表与线性表的新数据结构来存储Volterra算法中的所有参数,有效降低了Volterra算法更新参数所需的片上资源消耗,同时能对参与运算的非线性项进行稀疏处理,便于移植到小型硬件系统中。随后,在C6748芯片上实现了所提出的算法,并搭建了基于绿光LED的UWOC系统,对设计的数字信号处理(DSP)系统和UWOC系统进行了性能测试。结果表明,与无稀疏操作的Volterra算法相比,所提算法能在保留相近非线性补偿能力的同时,将资源消耗降低30%,在5 m长水箱信道UWOC系统中实现了20 Mbit/s的通信速率。
光通信 非线性均衡算法 数字信号处理 链表与线性表 非线性项稀疏处理 
光学学报
2024, 44(6): 0606004
作者单位
摘要
1 之江实验室,浙江 杭州 311121
2 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310058
超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦,手性边缘态、局域态与拓扑不变量之间的关系),介绍最新的拓扑光子学进展与应用(如高阶拓扑绝缘体、Floquet拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑,以及量子拓扑保护),重点综述在超快激光直写平台下实现的拓扑现象与应用。
激光光学 光子拓扑绝缘体 超快激光直写 Floquet光子拓扑绝缘体 非厄米拓扑 非线性拓扑 光子芯片 
中国激光
2024, 51(4): 0402401
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所加速器中心,北京 100049
2 中国科学院大学 核科学与技术学院,北京 100049
加速器技术的发展,对注入引出系统的kicker脉冲电源提出了新的技术要求。注入引出系统冲击磁铁不仅要求脉冲电压高,底宽达到ns量级,还对波形的稳定性和前后残余电压有很高要求。漂移阶跃恢复二极管(DSRD)因其速度快、工作电流大等优点,在ns级脉冲电源中应用前景广泛,但其工作过程中会存在预脉冲等使脉冲波形偏离理想形态的因素。基于一种已有的DSRD脉冲电源,使用非线性传输线对脉冲进行整形,同时对脉冲的前后边沿进行锐化,缩短脉冲边沿的时间,大幅减小脉冲前后的残余电压,提高电源的性能。完成了一台电源样机的设计和实验,实验结果表明,该样机在50 Ω负载上产生的脉冲幅值约10 kV,前后边沿时间(10%~90%)约2 ns,底宽(3%~3%)小于8 ns。
带状线冲击器 纳秒脉冲电源 漂移阶跃恢复二极管 非线性传输线 strip-line kicker nano-second pulser DSRD non-linear transmission line 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 105002
Author Affiliations
Abstract
1 Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University , Xiamen 361102, China
2 School of Optoelectronic Engineering and Instrumentation Science, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
3 Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, 4 Engineering Drive 3, 117576, Singapore
Creation of arbitrary features with high resolution is critically important in the fabrication of nano-optoelectronic devices. Here, sub-50 nm surface structuring is achieved directly on Sb2S3 thin films via microsphere femtosecond laser irradiation in far field. By varying laser fluence and scanning speed, nano-feature sizes can be flexibly tuned. Such small patterns are attributed to the co-effect of microsphere focusing, two-photons absorption, top threshold effect, and high-repetition-rate femtosecond laser-induced incubation effect. The minimum feature size can be reduced down to ~30 nm (λ/26) by manipulating film thickness. The fitting analysis between the ablation width and depth predicts that the feature size can be down to ~15 nm at the film thickness of ~10 nm. A nano-grating is fabricated, which demonstrates desirable beam diffraction performance. This nano-scale resolution would be highly attractive for next-generation laser nano-lithography in far field and in ambient air.
non-linear effect microsphere femtosecond laser far field 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(6): 230029
杨恺 *
作者单位
摘要
东莞职业技术学院 建筑学院, 广东 东莞 523808
发光二极管的非线性特性是引起光信号出现非线性失真的一个重要因素,针对该问题,采用人工神经网络在接收端对信号的非线性失真进行抑制,进而降低可见光通信系统的误码率。将发光二极管的输入电信号与接收端转换后的电信号组成成对数据,将成对数据集送入神经网络进行训练,学习信号在电光转换、信道传输及光电转换过程中的非线性失真特性,通过神经网络对信号的非线性失真进行估计与抑制。此外,在训练过程中采用分布估计算法搜索神经网络的超参数集,以降低训练难度。实验结果表明,该方法在不同的信道环境下均能有效地改善可见光通信的性能。
可见光通信 人工神经网络 非线性失真 失真抑制 分布估计算法 神经网络训练 visible light communication artificial neural network non-linear distortion distortion suppression estimation of distribution algorithm neural network training 
光学技术
2023, 49(2): 184
宋鲁明 1,2,3张福民 2,3孙栋 1,3林洪沂 1,3[ ... ]张乾 1,3
作者单位
摘要
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院,福建 厦门 361024
2 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
3 福建省光电技术与器件重点实验室,福建 厦门 361024
绝对距离测量的精度对于航空航天科技、精密装备加工、卫星编队、行星空间定位等领域具有重要意义。近年来,基于可调谐激光器的扫频干涉(FSI)测距技术以其突破2π模糊度、无测量死区、不接触且不依赖导轨等优点成为国际研究热点。文中在阐述FSI测距原理的基础上,简要分析了测距系统中部分器件的类型与性能,如可调谐激光器、探测器等,以及影响测距系统不确定度的因素,包括非线性扫频、多普勒频移、色散失配等方面,着重介绍了国内外对影响不确定度因素的相应补偿方法,并对补偿后的测量结果进行对比与总结。
FSI 非线性扫频 多普勒频移 色散失配 不确定度 FSI non-linear frequency sweep Doppler frequency shift dispersion mismatch uncertainty 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210406
作者单位
摘要
1 中国空间技术研究院 遥感卫星总体部,北京 100094
2 北京市遥感信息研究所,北京 100005
3 航天恒星科技有限公司,北京 100080
随着长波红外探测器技术的进步,通过选用宇航级大阵列长波红外探测器,天基红外遥感卫星技术得到快速发展。长波红外探器响应强非线性导致传统的基于线性模型的非均匀性校正算法校正误差大,从而影响卫星在轨使用效能。针对该问题,结合大量实验室数据和卫星在轨数据的统计分析结果,建立了一种新的长波红外探测器非线性响应模型,据此提出了一种基于改进伽马曲线的非均匀性校正算法,以有效克服探测器响应强非线性对校正精度的影响。该算法首先建立基于改进伽马曲线的探测器非线性响应模型,依据此模型对获取图像进行非线性压缩映射,实现探测器响应的线性化,然后利用星载基于定标技术的线性化算法实施非均匀性校正,同时,定标温度点根据所建立模型参数动态更新,最后通过逆非线性化压缩映射还原出实际的非均匀校正后的图像。基于人造黑体和在轨实景红外图像的实验结果表明,该算法有效解决了探测器响应强非线性对校正精度的影响,校正后图像的视觉效果和定量化指标均优于传统的星载非均匀校正算法。
长波红外探测器 天基红外遥感 非均匀性校正 动态伽马曲线 强非线性响应模型 long-wave infrared detectors space-based infrared remote sensing non-unifromity correction dynamic Gamma curve intense non-linear response model 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210510
鲁文举 1,2,3张鑫 1,2,3朱宽 1,2,3杜可明 4王璞 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 北京工业大学材料与制造学部,北京市激光应用技术工程技术研究中心,北京 100124
2 北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室,北京 100124
3 北京工业大学激光工程研究院,北京 100124
4 Edgewave公司,Würselen 52146,德国
本文报道了利用自制低损耗、无节点反谐振空芯光纤传输高功率1064 nm皮秒脉冲激光的研究。光纤包层由7根平均壁厚为700 nm的细玻璃管组成,纤芯直径为42 μm,外径为175 μm。选择脉冲宽度为15 ps且重复频率可调谐的高功率激光器作为实验光源。使用不同长度的光纤进行了传输测试,测试结果表明:当输入单脉冲能量为403 μJ、平均功率为40.3 W、峰值功率为26.8 MW的激光时,最高可实现370 μJ的高能量激光输出,传输效率高达91.8%。分析了超短脉冲经过不同长度光纤后时域和频域的变化情况,结果表明:当光纤长度为1 m时,脉冲保持无畸变传输,光谱发生轻微变形;当光纤长度增长至3.3 m时,由于非线性效应的影响,脉冲宽度展宽至26 ps,光谱展宽至70 nm。本研究表明无节点反谐振空芯光纤有望在超短脉冲激光的传输应用领域发挥重要作用。
激光光学 超短脉冲传输 无节点反谐振空芯光纤 峰值功率 单脉冲能量 非线性效应 
中国激光
2022, 49(3): 0306001
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100039
3 长春理工大学机电工程学院,吉林 长春 130022
针对尺度不变特征变换(SIFT)算法配准可见光和合成孔径雷达(SAR)图像时性能较差的问题,提出了一种基于改进光学-SAR图像的SIFT(OS-SIFT)可见光和SAR图像配准算法。首先,利用非线性扩散滤波构建可见光和SAR图像的非线性扩散尺度空间,并采用多尺度Sobel算子和多尺度指数加权均值比算子分别计算可见光和SAR图像的一致性梯度信息。然后,用图像分块策略剔除尺度空间第一层后对尺度空间进行分块,在一致性梯度信息的基础上提取Harris特征点,得到稳定且均匀的点特征。基于梯度位置和方向直方图模板构建描述符并对其进行归一化处理,以克服影像间的非线性辐射差异。最后,利用欧氏距离进行特征匹配,并采用快速抽样一致性算法剔除误匹配。实验结果表明,相比联合位置、尺度和方向的SIFT算法和OS-SIFT算法,本算法的匹配率有明显提高,均方根误差也相对较低。
遥感 可见光图像 合成孔径雷达图像 尺度不变特征变换 非线性扩散滤波 分块策略 
激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0228006
杨恺 *
作者单位
摘要
东莞职业技术学院 电子与电气工程学院, 广东 东莞 523808
高阶色散导致光信号在光纤的传播过程中常常会发生非线性失真的现象, 并导致接收信号的误码率升高。为了解决该问题,提出了基于深度神经网络的光信号预测技术。该技术首先总结了光纤通信系统的信号传播模型,然后确定了深度神经网络输入层与输出层的参数, 最后在训练阶段通过海洋捕食者算法搜索神经网络隐藏层的参数。实验结果表明,深度神经网络模型能够准确地预测接收光信号的正确波形, 为光纤的色散补偿提供基础。
光纤通信 色散补偿 非线性传播 深度神经网络 海洋捕食者算法 波形失真 fiber communication dispersion compensation Non-linear propagation deep neural networks marine predators algorithm wave distortion 
光学技术
2021, 47(6): 716

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