Author Affiliations
Abstract
1 Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Ningbo University, Ningbo 315211, China
2 College of Electrical and Electronic Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
3 College of Science and Technology, Ningbo University, Ningbo 315300, China
4 Laboratory of Infrared Materials and Devices, The Research Institute of Advanced Technologies, Ningbo University, Ningbo 315211, China
5 Department of Information Science and Electronics Engineering and Cyrus Tang Center for Sensor Materials and Applications, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
A flexible-grid 1×(2×3) mode- and wavelength-selective switch which comprises counter-tapered couplers and silicon microring resonators has been proposed, optimized, and demonstrated experimentally in this work. By carefully thermally tuning phase shifters and silicon microring resonators, mode and wavelength signals can be independently and flexibly conveyed to any one of the output ports, and different bandwidths can be generated as desired. The particle swarm optimization algorithm and finite difference time-domain method are employed to optimize structural parameters of the two-mode (de)multiplexer and crossing waveguide. The bandwidth-tunable wavelength-selective optical router composed of 12 microring resonators is studied by taking advantage of the transfer matrix method. Measurement results show that, for the fabricated module, cross talk less than -10.18 dB, an extinction ratio larger than 17.41 dB, an in-band ripple lower than 0.79 dB, and a 3-dB bandwidth changing from 0.38 to 1.05 nm are obtained, as the wavelength-channel spacing is 0.40 nm. The corresponding response time is measured to be 13.64 µs.
integrated optics optical waveguide mode- and wavelength-selective switch 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011301
作者单位
摘要
1 北京大学地球与空间科学学院, 北京 100871 现代古生物学和地层学国家重点实验室(中国科学院南京地质古生物研究所), 江苏 南京 210008
2 北京师范大学历史学院, 北京 100875
3 北京大学考古文博学院, 北京 100871
4 北京大学地球与空间科学学院, 北京 100871
龙溪玉产自四川省汶川县龙溪乡地区, 是古蜀玉文化中重要的和田玉料。 为研究龙溪玉的基本特征以及颜色成因, 初步探索其对古玉料色和沁色的指示意义, 结合岩石学薄片分析、 激光拉曼光谱、 X射线荧光光谱和XRF微区面扫技术, 对不同颜色的龙溪玉样品开展检测和数据对比。 根据龙溪玉矿点野外地质勘查和采集的玉石样品, 龙溪玉普遍发育有清晰的色带, 颜色空间分布规律为灰黑色—青色—青白色—青色—灰黑色。 矿物成分分析结果显示, 不同颜色的龙溪玉均以透闪石为主, 含少量白云母、 方解石和磷灰石等副矿物, 其中浅色层带多含方解石脉, 深色层带副矿物相对较多。 不同颜色龙溪玉样品均显示典型的透闪石拉曼光谱, 即174、 228、 376、 392、 674、 935、 1 027和1 061 cm-1处的特征峰, 在3 600~3 700 cm-1内仅显示3 675 cm-1处1个羟基峰。 各色龙溪玉未显示阳起石或石墨的特征峰, 指示深色龙溪玉并非矿物致色。 XRF测试结果显示, 各色龙溪玉样品的SiO2含量在55.20%~57.94%, MgO含量在24.10%~25.00%, CaO含量在12.60%~13.80%, Al2O3含量在0.39%~1.77%, 铁氧化物含量在0.25%~0.42%, Fe-VOL05滴定法测定铁氧化物主要为FeO, 但Fe2+含量与龙溪玉颜色深浅未见相关性。 μ-XRF面扫结果显示, Si、 Mg含量在黑灰色龙溪玉中相对较高, V、 Cr含量在青绿色龙溪玉中相对较高, Fe、 Mn、 Cu等宝玉石中的常见致色元素含量在龙溪玉不同色带中相对均匀。 因此, 综合各分析结果显示, V和Cr是青绿色龙溪玉的致色元素。 基于无损鉴定的谱学特征和致色机制分析能够更好地应用于古玉器玉料的对比研究, 为进行古蜀玉文化的玉料溯源和玉文化溯源提供科学依据。
龙溪玉 拉曼光谱 XRF微区面扫 颜色成因 Longxi nephrite Raman spectroscopy μ-XRF scanning Color genesis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1408
作者单位
摘要
1 中国科学院福建物质结构研究所,福州 350002
2 中国科学院大学,北京 100049
本文采用简易水热法,制备了稀土Nd离子掺杂的LiLuF4(LLF)微晶材料,对该微晶样品进行了物相分析、微观形貌分析和近红外波段光学性能的相关研究。LLF晶体属于四方晶系白钨矿结构,空间群为I41/a;采用水热法制备的LLF微晶料结晶性良好,颗粒尺寸在20 μm左右,优化后Nd∶LLF样品的氧含量为0.001 4%(质量分数)。在792 nm波长激发下,掺杂3%(摩尔分数)Nd离子的LLF微晶的最强荧光发射峰位于1 047 nm,属于近红外波段,其平均荧光寿命约为0.275 1 ms。进一步采用提拉法生长出Nd∶LLF晶体并评估了其激光性能。Nd∶LLF激光晶体在1 053 nm处的发射截面为8.13×10-20 cm2。激光性能测试发现,在1.2 W功率激发下,Nd∶LLF晶体可实现0.123 W的1 053 nm近红外激光输出。
稀土掺杂 水热法 激光 近红外波段 LiLuF4 LiLuF4 rare earth doping hydrothermal method laser near infrared band 
人工晶体学报
2023, 52(7): 1250
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院,江苏 南京 210023
2 南京邮电大学贝尔英才学院,江苏 南京 210023
为了解决宽带吸收器结构设计复杂的问题,提出了一种结构简单、偏振不敏感、吸收性能优良的超材料太赫兹宽带吸收器。该吸收器采用对称结构设计,以金属层--介质层--金属层的三层架构为基础。其中,介质层中嵌入了两个不同尺寸的圆形金属片,从而形成多层结构。采用频域有限元法(Frequency Domain Finite Element Method, FEM)分析了该吸收器的宽带吸收率、偏振敏感性和入射角度等特性。仿真结果表明: 该吸收器可以实现5.86~7 THz的宽带吸收,吸收带宽为1.14 THz,带宽内的吸收率在95%以上,且对于垂直入射的电磁波偏振并不敏感,在一定入射角度内依然保持宽带吸收。该吸收器结构设计简单且具有优良的性能,在太赫兹成像和电磁隐身等领域中具有重要的应用价值。
太赫兹 超材料 多层结构 偏振不敏感 宽带吸收器 terahertz metamaterial multilayer structure polarization-insensitive broadband absorber 
红外
2022, 43(3): 31
作者单位
摘要
1 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
2 西南交通大学信息科学与技术学院, 四川 成都 610031
发光二极管(LED)的非线性特性会使可见光通信(VLC)系统的误差矢量幅度(EVM)和误码率(BER)恶化,介绍了基于非线性LED的光正交频分复用(O-OFDM)VLC系统原理,并推导了系统的BER表达式。提出了将LED非线性失真分为工作区内的非线性失真和工作区外的限幅失真。对于限幅失真,根据Bussgang理论,计算载荷信息的子载波衰减因子,进而得到叠加在子载波上的限幅噪声方差。将工作区内的非线性失真,等效为驱动信号加上非线性失真噪声,用非线性LED输出信号偏离理想线性信号的总平均功率减去直流功率作为噪声方差。用蒙特卡罗法仿真分析了非线性失真对星座图、EVM和BER的影响。
可见光通信 光正交频分复用 非线性发光二极管 限幅噪声 非线性失真 visible light communication optical orthogonal frequency division multiplexing nonlinearity light emitting diode clipping noise nonlinear distortion 
激光与光电子学进展
2020, 57(15): 150603
刘学君 1,*袁碧贤 1,2卢浩 1,2刘子昂 1[ ... ]沙芸 1
作者单位
摘要
1 北京石油化工学院 信息工程学院, 北京 102617
2 北京化工大学 信息科学与技术学院, 北京 100029
危险化学品立体仓库火灾预警系统采用光纤传感技术测量仓库内各位置温度值, 在处理光纤测温数据时, 传统小波去噪算法易产生人为振荡。针对此问题提出了基于改进阈值函数的分段小波去噪算法。将数据中易引发伪吉布斯现象的部分划分为准高温段采用平移不变法处理, 其他部分采用传统小波去噪算法。采用阈值法处理小波系数时, 设计了改进阈值函数以减小数据失真和数据波动。实验结果表明, 与传统小波去噪相比, 算法在不同信噪比情况下都能有效消除数据震荡, 具有良好的去噪效果。
小波去噪 光纤传感 拉曼散射 改进阈值函数 wavelet de-noising fiber sensing raman scattering improved threshold function 
光学技术
2020, 46(1): 83
作者单位
摘要
1 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
2 西南交通大学信息科学与技术学院, 四川 成都 610031
传统重复信号限幅(ISC)技术可以减小非线性LED光正交频分复用(O-OFDM)系统的非线性限幅噪声影响。但ISC系统需要多个LED同时发光,同步和硬件实现复杂,并且误码率(BER)随着信道增益差异的增大而变大。基于此,提出基于单个LED的O-OFDM符号分解串行传输系统,对O-OFDM符号进行限幅分解,然后串行组帧,最后输入到单个LED中。推导了系统理论信噪比表达式,并建立了蒙特卡罗误码率和误差矢量幅度(EVM)仿真模型。结果表明,随着符号分解次数增大,EVM和BER性能显著变好,但通信速率略有下降,并且直流偏置会影响EVM和BER性能。本系统实现简单,避免了信道增益差异引起的BER变差问题。
光通信 光正交频分复用 重复信号限幅 符号分解 限幅噪声 误差矢量幅度 optical communications optical-orthogonal frequency division multiplexing iterative signal clipping symbol decomposing clipping noise error vector magnitude 
中国激光
2020, 47(4): 0406002
作者单位
摘要
江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
在食品和环境监测中, 大肠杆菌是一个重要指标细菌, 因此, 对大肠杆菌的监测和灭菌效果也引起了人们广泛的关注。 基于荧光光谱检测技术具有的灵敏度高、 速度快、 稳定性强等优点, 利用荧光光谱技术研究了大肠杆菌的发射峰强度与大肠杆菌浓度的内在变化规律, 得到了一种更加方便、 快捷、 监测浓度更低的大肠杆菌计数方法。 采用289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液, 得到大肠杆菌的荧光发射光谱; 改变大肠杆菌溶液的浓度, 得到不同浓度大肠杆菌溶液的荧光光谱, 并分析大肠杆菌特征峰强度与大肠杆菌浓度的关系。 在此基础上, 利用荧光光谱技术研究了银纳米颗粒对大肠杆菌荧光发射的影响, 分析了银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌效果, 结果表明: (1)当289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液时, 大肠杆菌分别在332和425 nm两处有明显的荧光特征峰; 荧光特征峰强度随着大肠杆菌浓度降低而降低; 当大肠杆菌浓度小于20%时, 332和425 nm处特征峰强度与大肠杆菌溶液的浓度均呈线性关系。 (2)当大肠杆菌水溶液中加入银纳米颗粒时, 在4个小时内, 银纳米颗粒的作用时间越长, 大肠杆菌的荧光特征峰越弱, 即灭菌率越高; 增加银纳米颗粒的浓度或者提高环境温度, 均可提高银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌率。 本文的研究结果对食品、 环境等中大肠杆菌的计数和灭菌研究有参考意义。
荧光光谱 大肠杆菌 银纳米颗粒 灭菌 Fluorescence spectrum Escherichia coli Silver nanoparticles Sterilization 
光谱学与光谱分析
2019, 39(11): 3619
Author Affiliations
Abstract
Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
The changes of mechanical properties and biological activities of monomeric erythrocytes are studied using optical tweezers micromanipulation technology. Firstly, the mechanical properties of irradiated erythrocyte membranes are obtained. Weaker power laser irradiation can delay the decay of the mechanical properties of erythrocytes and promote the biological activity of erythrocytes, while higher power laser irradiation damages erythrocytes. The stronger the laser irradiation is, the more obvious and rapid the damage will be. The temperature of the cell surface will be changed by regulating the laser power and irradiation time, so the biological functions of erythrocyte can be controlled. Secondly, the finite element simulation of the temperature change on the cell surface under the condition of laser irradiation is carried out using simulation software, and the precise temperature of the cell surface irradiated cumulatively by a laser with different powers is obtained. Finally, the processes of abscission, unfolding, and denaturation of hemoglobins in erythrocytes at different temperatures due to the photothermal effect are analyzed using the model. The mechanism of laser irradiation on the elasticity of erythrocyte membranes is also obtained.
170.4520 Optical confinement and manipulation 140.6810 Thermal effects 350.4855 Optical tweezers or optical manipulation 350.5340 Photothermal effects 
Chinese Optics Letters
2019, 17(6): 061701
刘学君 1,*魏宇晨 1李京 1,2袁碧贤 1,2[ ... ]李翠清 3
作者单位
摘要
1 北京石油化工学院 信息工程学院, 北京 102617
2 北京化工大学 信息科学与技术学院, 北京 100029
3 北京石油化工学院 化学工程学院, 北京 102617
为了实现对危化品仓储堆垛安全距离的实时监测和预警, 采用由激光测距、旋转云台、编码器等组成的激光扫描监控阵列对垛距进行安全监测。针对激光测距扫描点云数据中异常噪声的问题, 采用差值去噪算法。该算法是将扫描得到的激光测距数据点按角度值进行从小到大排序后, 相邻两点的距离值依次取差值, 然后对距离差值与预设阈值进行比较, 滤掉噪点数据。针对几种不同尺寸和形状的障碍物进行了实验研究, 结果表明差值去噪方差值明显小于加权二乘、Savitzky-Golay等拟合算法, 该算法不仅能有效去除扫描点云数据中的异常噪声, 同时较另外两个算法, 数据完整性和可靠性更高。
激光测距 点云 差值去噪 危化品仓储 laser distance measuring point cloud D-value denoising storage of dangerous chemicals 
光学技术
2019, 45(2): 224

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