杭州电子科技大学 通信工程学院，杭州 310018
为了探寻信源编码对可见光无线通信（Li-Fi）技术的影响，研究了4种不同信源编码方式：不归零（NRZ）码、归零（RZ）码、载波抑制归零（CSRZ）码和双二进制码，并采用OptiSystem软件搭建了基于波分复用（WDM）的Li-Fi系统，讨论了4种码型对基于WDM的Li-Fi系统性能的影响。仿真结果表明：在10 Gb/s传输速率下，NRZ码型在传输距离方面表现较好；在40 Gb/s传输速率下，CSRZ码显露了强大的抗非线性性能及传输距离方面的优势。
自由空间光通信 信源编码 Li-Fi系统 误码率 品质因子 free space optical communication, source code, lig
北京工业大学 信息学部 微电子学院, 北京 100124
在传统共源-共栅-共漏(CS-CG-CD)有源电感的基础上，提出一种改进型有源电感。在负跨导器的CG晶体管与正跨导器的CD晶体管之间引入带有并联电阻的第一反馈回路和具有小尺寸晶体管的第二反馈回路；另外，在负跨导器的CS晶体管与正跨导器的CD晶体管之间引入调控支路；最终，通过不同模块的相互配合及其他三个外部调控端电压的联合调节，实现了对电感性能的两种重构：1) 在同一频率下取得高的Q峰值且Q峰值相对L值可大范围独立调节；2) 在不同频率下取得高的Q峰值且Q峰值保持基本不变。验证结果表明，在频率5.81 GHz下，Q峰值可从1 132调谐到15 491，调谐范围高达1 268.5%，而电感值在7.65 ～ 7.67 nH之间变化，变化率仅为0.26%；在频率5.72 GHz、7.12 GHz和7.93 GHz下，分别取得了1 274、1 317和1 310的高Q峰值，Q峰值变化率仅为3.38%，同时分别取得了大的电感值7.62 nH、8.08 nH和8.81 nH；有源电感的直流功耗约为38.61 mW。
有源电感 反馈回路 独立调节 品质因子 active inductor feedback loop independent adjustment quality factor
1 首都师范大学物理系, 北京 100048
2 太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
本文设计了一种非对称金属十字单元结构, 该结构由沉积于石英基底上的两个相互垂直共面金条构成。传统的金属十字结构中常用的LC谐振和偶极子谐振的辐射损耗较大, 限制了超表面传感器实现高品质因子和高透射率, 故通过打破传统金属十字结构的对称性, 引入类Fano共振效应, 从而使得透射峰灵敏度达到了218 GHz/RIU, 传感器的品质因子达到了78.3。通过分析该超表面的电场和表面电流分布, 探究了Fano共振效应的物理机制, 并进一步研究太赫兹传感器的结构参数对透过谱的影响, 通过调整结构参数优化该传感器的传感性能。最后, 设计了具有不同共振频率的非对称金属十字太赫兹传感器以便后续用于不同种类的微量氨基酸溶液的检测。
太赫兹 超表面 高灵敏度 高品质因子 非对称结构 Fano共振 结构优化 terahertz metasurface high sensitivity high quality factor asymmetric structure Fano resonance structure optimization
1 北京邮电大学 电子工程学院
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
微腔孤子光频梳在相干光通信、光学频率合成、激光雷达、微波光子学和量子光学等领域有着广阔的应用前景，高效棱镜耦合是晶体微腔孤子光频梳集成应用及系统封装的必然技术途径。文章研制开发了一种耦合效率和有载Q值分别达到71.56%和1.8×109的氟化镁微腔-棱镜耦合系统，并且基于该高效棱镜耦合系统实现了氟化镁微腔孤子光频梳和15.99 GHz低相噪微波信号产生，拍频信号相位噪声水平约为-117 dBc/Hz@10 kHz，极大推动了低相噪微型光电振荡器的实际应用发展。
高效棱镜耦合 孤子光频梳 氟化镁晶体微腔 品质因子 相位噪声 efficient prism coupling soliton optical frequency comb magnesium fluoride microresonator quality factor phase noise
中国石油大学（华东）理学院，山东 青岛 266580
具有超高品质因子的光学微腔是构造各种集成光子器件的重要组件，以光子晶体微腔为基础的混合微腔为实现强烈的光和物质相互作用提供了一个新颖的平台，在腔量子电动力学、集成单光子源、量子计算等方面都具有十分广阔的应用前景。本文基于双异质结构光子晶体微腔，结合蝶形金纳米天线等离激元结构，设计实现了一种可见光波段的新型光子-等离激元混合微腔，并通过改变蝶形金纳米天线的间隙、角度、长度、厚度、相对位置等结构参数，利用三维时域有限差分法研究了等离激元纳米结构对混合腔的品质因子、有效模式体积、品质因数的调控规律，模拟结果显示，混合腔的有效模式体积和品质因数分别始终稳定在10-6（λ/n）3和108（λ/n）-3数量级，最佳品质因数值可达5.730689×108（λ/n）-3，优于其他类型的微腔。
光电子学 纳米光子学和光子晶体 光子晶体微腔 等离激元 纳米天线 品质因子 时域有限差分法 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525002
南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室，江苏 南京 210093
连续域束缚态（BIC）是一种特殊本征态，它与扩展态共存却具有强烈的局域性，不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来，BIC的相关理论与实验都取得了长足发展，成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中，光子学是BIC研究中的一个重要平台，在非线性光学、传感与滤波、波导与通信等方向都有应用。本文回顾了BIC的研究历史并系统地介绍了光子学领域中BIC的分类及产生机制；归纳了几种常用的理论分析方法，并讨论了光子学BIC现有的应用以及未来展望。
光子学 连续域束缚态 高品质因子 涡旋奇点 光学学报
2023, 43(16): 1623008
1 衢州职业技术学院 信息工程学院, 浙江 衢州 324000
2 深圳技术大学 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室, 广东 深圳 518118
为了提高品质因子（Quality value，Q）以增强光与物质的耦合作用，本文提出一种结构简单、工艺制备要求低的介质超材料，它可激发对称保护的连续介质束缚态（bound states in the continuum , BICs）。该介质超材料具有四聚孔组成的平面纳米孔板，通过改变纳米孔的位置，可使对称保护BIC转变为对称保护的QBIC，进而诱导出两个高品质因子Q值Fano共振。经计算Fano共振在非对称参数Δ=3 nm时，Q值可达到1×e6。随后将QBIC和Fano共振的远场辐射分解为不同多极子分量的贡献，基于散射功率和电场矢量分布可以发现，介质超材料在λ1出现高Q值Fano共振主要是因为磁四极子和环偶极子的存在，而在λ2出现高Q值Fano共振主要是因为环偶极子的存在。最后分析计算了纳米孔边长和纳米孔填充材料对两个Fano共振的影响。本文的研究可以为研究制备高Q值光学响应器件提供理论指导。
连续介质束缚态 介质超材料 Fano共振 品质因子 bound states in the continuum dielectric metamaterial Fano resonance quality value
1 衢州职业技术学院信息工程学院，浙江 衢州 324000
2 绍兴文理学院数理信息学院，浙江 绍兴 312000
提出了一种结构简单且可激发环偶极子共振的全介质超材料，该超材料具有高品质因子（Q）和高灵敏（FOM）值。基于环偶极子共振电流密度和电场分布，分析了超材料能够激发环偶极子的内在物理机制。经模拟计算发现，全介质超材料的Q值和FOM值可分别达到14000以上和672.7/RIU左右。基于谐振子耦合模型和共振波长处的电场分布，分析了超材料全介质开口环间距和探测物厚度对其Q值和环偶极子共振波长的影响机理。该研究可以为设计制备应用于生物、化学探测的高质量环偶极子共振超材料传感器提供理论基础。
光纤光学与光通信 环偶极子 超材料 品质因子 灵敏值 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0906011
1 南昌航空大学江西省光电信息科学技术重点实验室，江西 南昌 330063
2 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽 合肥 230026
针对超高品质因子Q值光学微腔实验系统的光谱数据采集难题，设计了一款针对光学微腔的光谱信号采集系统。对光谱信号采集系统进行了基本功能验证，证明了系统的稳定性和实用性；分别测试了基于电弧放电法制备的光纤微球腔与基于超精密抛光法制备的氧化硅晶体微盘腔。采集了光纤微球腔和氧化硅晶体微盘腔的透射谱，并对其模式谱线进行追踪。结果表明：光纤微球腔的Q值达到2.26×106，氧化硅晶体微盘腔的Q值达到109；采集系统具有很好的消噪功能，模式谱线能长时间保持稳定。针对超高Q值光学微腔开发的光谱信号采集系统具有很高的可靠性，可用于微腔光子学系统以及后续微腔传感应用开发。
集成光学 光学微腔 光谱采集 微腔传感 品质因子
光学 精密工程
2022, 30(24): 3097
