光通信研究
2024, 50(1): 23016201
1 杭州电子科技大学 通信工程学院，杭州 310018
2 上海交通大学 光纤区域网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
3 江苏省新型光纤技术与通信网络工程研究中心，江苏 苏州 215000
为提升基于带限光电器件及直接调制激光器(DML)的强度调制直接检测(IMDD)系统性能，解决传统均衡器计算复杂度过高的问题，提出深度神经网络(DNN)均衡器简化方案。首先，利用自适应动量估计(Adam)算法更新DNN的权重系数，优化了传统梯度下降算法的迭代速度和收敛性能；然后，在此基础上引入丢弃层和剪切操作以降低DNN的高计算复杂度，减少网络结构的冗余连接，并避免过拟合现象的产生。最后，在80 Gb/s带限DML-IMDD仿真系统中验证了DNN均衡器简化方案的有效性和可行性。
均衡方案 简化方案 深度神经网络 强度调制直接检测系统 丢弃层 剪切方法 equalization scheme, simplified scheme, deep neura
广西大学 计算机与电子信息学院，南宁 530004
针对在光接入网中传统相干接收机存在成本高、算法处理复杂的问题，提出一种低成本的简化相干接收机(SCR)信号处理方法。发送端使用四电平脉冲幅度调制(PAM4)高阶码型进行信号调制，接收端对输出信号先后采用不平衡度补偿算法、反馈式全数字时钟恢复算法进行处理，并通过帧同步、码元判决后计算误码率。仿真及实验结果表明：所提方法在系统中有着良好性能，在输入信号光功率为-9 dBm时，系统误码率为10-4量级，低于硬判决前向纠错(HD-FEC)门限的误码率判决。
简化相干接收机 四电平脉冲幅度调制 信号处理 不平衡度补偿算法 时钟恢复算法 simplified coherent receiver, four-level pulse amp
湖南师范大学物理与电子科学学院, 湖南长沙 410081
忆阻理论的提出极大地推进了混沌系统的发展, 丰富了混沌电路的动力学行为。运算放大器因其强大的信号处理能力, 成为忆阻器电路模型的重要组成部分。本文基于低功耗差分对构建了一种极简化的运算放大器, 该运算放大器将所需晶体管数目减少至 2个; 以此运算放大器为基础, 设计了新型二阶磁控忆阻器的模拟等效电路模型和硬件实验电路。结果表明: 激励信号频率增加, 斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积减小; 激励信号幅度增加, 斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积增加。电路仿真结果与硬件电路实验结果验证了新型磁控忆阻器模型的有效性与设计方法的正确性。
低功耗差分对 新型二阶磁控忆阻器简化模型 磁滞回线 low power differential pair simplified model of new second-order magnetron con hysteresis loop 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1271
江西师范大学地理与环境学院，江西 南昌 330022
针对历史栅格地图、遥感影像和LiDAR点云数据中提取的建筑物轮廓存在锯齿、边界不规则和位置不准确等问题，提出了一种普适的建筑物轮廓优化方法。首先，利用改进的Douglas-Peucker算法对轮廓进行初步简化，其中采用凸包法获取轮廓线的起止点并使用垂距法获取轮廓简化的距离阈值。其次，利用最小二乘法进行直线拟合和直线求交，对轮廓进一步优化。再其次，对定义的特征边和特征角进行规则化处理。然后，根据建筑物主方向与每条轮廓边的夹角关系进行直角化处理。最后，设计了一种基于最大面积重叠度的方法实现轮廓位置的精准化。利用多源建筑物轮廓矢量数据进行了实验，结果表明所提方法有效，且与当前主流方法相比，具有更高的建筑物轮廓精度和较强的普适性。
遥感 建筑物轮廓优化 轮廓简化 规则化 位置精准化 光学学报
2023, 43(12): 1228012
1 五邑大学应用物理与材料学院，广东 江门 529020
2 五邑大学柔性传感材料与器件研究开发中心，广东 江门 529020
采用磁控溅射法制备氧化钨（WO3），基于电流驱动模型设计制备无需对电极层的新型窗帘式电致变色器件，并对器件的边框、WO3薄膜的最佳厚度和离子储存区尺寸进行了系统优化。结果表明，制备得到的WO3薄膜在550 nm波长处的调制率高达78%，1000圈循环伏安曲线测试后电荷储量衰减率仅为3.5%；设计的窗帘式器件显色区域高度可控，且消除了对电极对器件性能的影响。该研究为电致变色器件结构创新提供了新思路。
薄膜 氧化钨 电致变色 窗帘式 结构简化
湖南师范大学 物理与电子科学学院, 长沙 410081
当前忆阻器等效电路中的传统运算放大器存在功耗高、噪声大等问题。针对这些问题,基于简化差分对设计了两种极简化的运算放大器。通过电路仿真对两种简化运算放大器与传统运算放大器进行功耗与噪声仿真分析。结果表明,与三种传统运算放大器相比,该简化运算放大器的功耗最低,抗噪声性能最优。运算放大器的总功耗为15 mW,等效输出噪声电压为11.55 nV·Hz-1/2,噪声系数为35.873 dB。基于两种简化运算放大器,设计了一种二阶荷控忆阻器等效电路。通过理论分析、电路仿真和硬件电路板基实验,对该等效电路的忆阻特性进行了分析与验证。
低功耗 低噪声 简化运算放大器 忆阻器 low power consumption low noise simplified op amp memristor
为了研究我国干旱地区核设施附近代表性生物剂量系数，以蒙古束颈蝗（Splingonotus mongolicus Saussure）为例，基于解剖学和几何学建立简化解剖学模型和基于CT断层扫描、Photoshop软件及Python编程等建立体素模型，并分别计算环境介质中90Sr、137Cs对蒙古束颈蝗不同组织和器官的内外照射剂量系数。为了验证本次计算结果的可行性，将计算结果与ICRP 108号报告进行了比较。由于ICRP 108号出版物采用整体简化模型，因此本文计算结果采用各个器官剂量系数总体平均值。结果显示：90Sr对蒙古束颈蝗简化解剖学模型内外照射剂量系数分别为6.59×10-4 μGyh-1/Bqkg-1、6.74×10-4 μGyh-1/Bqkg-1；137Cs对蒙古束颈蝗简化解剖学模型内外照射剂量系数分别为1.34×10-4 μGyh-1/Bqkg-1、4.40×10-3 μGyh-1/Bqkg-1；90Sr对蒙古束颈蝗体素模型内外照射剂量系数分别为7.87×10-4 μGyh-1/Bqkg-1、6.74×10-4 μGyh-1/Bqkg-1；137Cs对蒙古束颈蝗体素模型内外照射剂量系数分别为1.33×10-4 μGyh-1/Bqkg-1、3.51×10-3 μGyh-1/Bqkg-1；ICRP 108号出版物中提供的90Sr对参考昆虫的内外照射剂量系数分别为1.00×10-2 μGyh-1/Bqkg-1、3.90×10-10 μGyh-1/Bqkg-1；ICRP 108号出版物中提供的137Cs对参考昆虫的内外照射剂量系数分别为3.20×10-3 μGyh-1/Bqkg-1、2.80×10-3 μGyh-1/Bqkg-1。根据以上数据比较，ICRP 108号报告中提供的内照射剂量系数均比本文建立的剂量学模型计算结果大，外照射剂量系数均小，这可能与生物的体型及采用放射性核素衰变粒子及能量有关。本文采用接近生物体形态的简化解剖学模型及与生物体高度重合的体素模型，更加接近于生物体真实受照情况，精确度高、误差小，证明本次建立的昆虫剂量学模型可行。
蒙古束颈蝗 简化解剖学模型 体素模型 剂量系数 Sphingonotus insects Simplified anatomical models Voxel model Dose coefficients 辐射研究与辐射工艺学报
2022, 40(6): 060702
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
本文介绍了用于冷原子样品等效温度测量的简化的飞行时间荧光成像法。将用于激光冷却和俘获原子的冷却光, 代替标准的飞行时间荧光成像法中额外引入的探测光。在铯原子磁光阱基础上,通过进一步采用偏振梯度冷却技术使冷原子等效温度有效地降低。采用简化的飞行时间荧光成像法测量的铯原子气室磁光阱(光学粘团)的等效温度, 典型值为TY≈22.3±2.2K, TZ≈15.4±2.7K(TY≈11.6±1.1K, TZ≈2.8±1.2K)。本文中的简化飞行时间荧光成像方案, 在不牺牲冷原子样品等效温度测量的精度和准确度情况下, 更容易在实验中执行和推广, 对于应用于冷原子微波原子钟、冷原子光频原子钟、冷原子干涉重力仪等量子精密测量领域, 以及采用冷原子样品进一步开展量子光学、量子信息处理等领域的研究工作, 具有积极意义和良好的推广价值。
冷原子温度测量 磁光阱 偏振梯度冷却 光学粘团 简化的飞行时间荧光成像法 temperature measurement of cold atoms magneto-optical trap polarization gradient cooling optical molasses the simplified time-of-flight fluorescence imaging
针对目前基于Morse理论的三维点云拓扑特征提取算法难以删除“伪特征”点，简化后存在噪声特征线的问题，提出了一种基于分段线性Morse理论的三维点云特征提取与简化算法。首先计算函数指标，对特征点进行提取，以各特征点为顶点所包含的三角形为一个集合，计算该集合中两两相邻的三角形法向量的点积，将其最大值作为该点权重，并设置合适的阈值去除“伪特征”点；其次通过特征点生成特征线，完成下降Morse复形的构建；最后选择特征线上不同点的函数指标值，分别计算持续值和考虑特征线实际留存价值的保留系数，两者结合对原有“持续值”法进行改进，得到新的特征线重要性度量指标，并基于该指标实现对三维点云拓扑特征的简化与表达。结果表明，相较其他算法，所提特征提取算法显著减少了“伪特征”点提取，使下降Morse复形构建的时间效率提高了70.37%，点云压缩率提高了22.48%。新的特征线重要性度量方法能获取更简洁、连续且结构完整的特征线，且特征提取与简化过程表现出较强的抗噪性。
分段线性Morse理论 权重计算 保留系数 拓扑简化 三维点云 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1828005
