1 中国地质大学(武汉)数学与物理学院，湖北 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院，湖北 武汉 430074
针对动态图卷积神经网络(dynamic graph convolutional neural network, DGCNN)聚合邻居点信息时的局限性，提出一种增强特征融合的动态图卷积神经网络模型EFF-DGCNN，并应用于机载LiDAR点云分类。该模型主要基于DGCNN提出特征增强模块和特征融合模块，对原始三维点云进行分类。首先，基于DGCNN对原始点云进行边缘卷积获取局部特征和全局特征；然后，将全局特征集成于各层的局部特征得到增强局部特征，据此凸显点云不同特征的重要性，使网络更加关注有利于分类的特征；最后，对不同增强局部特征进行特征融合得到深层次特征，从而实现点云的分类。为验证所提模型的分类性能，在GML_DataSetA数据集和ISPRS数据集分别进行了点云分类试验。试验结果表明：相比于DGCNN，所提EFF-DGCNN模型具有更好的分类能力，能更好地区分结构相似的点云。
机载激光雷达 点云分类 边缘卷积 特征增强 特征融合 airborne light detection and ranging point cloud classification edge convolution feature enhancement feature fusion
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学，北京 100049
3 北京航天控制仪器研究所，北京 100039
4 中国科学院力学研究所 国家微重力实验室，北京 100190
报道了采用DBR方式，利用8 mm的高浓度掺Yb3+单模光纤，实现了波长为1064 nm的单纵模调谐激光稳定输出的实验结果。该DBR谐振腔有效腔长为16 mm，输出最大功率为7.4 mW，通过半导体制冷器温控改变谐振腔的温度，实现了0.824 nm的单纵模无跳模调谐。采用光纤外差法，并利用低损耗环形器和光纤反射镜倍增延迟线长度提升测量精度的方式，测量得到激光最大线宽为4.4 kHz。单纵模激光的弛豫震荡峰位于900 kHz处，其相对强度噪声为−110 dB/Hz，当频率大于1.5 MHz时相对强度噪声为−145 dB/Hz。
光纤激光器 单频 温度调谐 分布布拉格反射 fiber laser single frequency temperature tuning distributed Bragg reflection 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220570
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
3 中国科学院计算光学成像技术重点实验室，北京 100094
4 中国科学院大学，北京 100049
锁频技术极大地促进了腔衰荡光谱技术在光谱吸收领域的发展，使腔衰荡光谱技术具有更高精度、更好灵敏度以及更稳定等优势。本文基于经典腔衰荡光谱技术和锁频技术基本原理，对锁频技术在吸收光谱领域的研究现状以及在大气痕量气体等不同领域的应用进行综述，列举了几种现阶段腔衰荡光谱领域使用较多的锁频技术并对其进行了分析。最后结合现阶段锁频技术和腔衰荡光谱技术的发展趋势对锁频技术的应用前景进行了展望。
光谱学 腔衰荡吸收光谱 锁频技术 气体检测 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0900005
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院计算光学成像技术重点实验室，北京 100094
4 中国电子科技集团公司第三研究所，北京 100015
5 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
介绍了一种基于多脉冲模式的皮秒激光脉冲沉积方法，采用该方法在玻璃基底和单晶硅基底上沉积了透明导电氧化锌(ZnO)薄膜，使用光谱椭偏仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、分光光度计和四探针测试仪分析了激光的不同脉冲串模式对ZnO薄膜厚度、粗糙度、表面形貌、晶体结构、光学性能以及电学性能的影响。结果表明：沉积速率随着子脉冲串数量的增加而减小；随着子脉冲串数量的增加，薄膜表面粗糙度减小，颗粒尺寸减小，薄膜变得更加致密光滑；所有样品均呈现多晶结构；ZnO薄膜的透过率在可见光区域内高于92.95%，且禁带宽度在3.317～3.427 eV范围内；薄膜电阻率随着子脉冲数量的增加而减小。相比于单脉冲，利用多脉冲沉积产生的薄膜具有更高的表面质量、更好的光学性能和更低的电阻率。
薄膜 脉冲激光沉积法 脉冲串模式 皮秒脉冲激光 氧化锌薄膜
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
3 中国科学院大学，北京 100049
腔衰荡吸收光谱技术是一种灵敏度高、选择性强、响应速度快的直接吸收光谱检测技术，随着激发光源、腔体结构、调制方式等的不断改进和拓展，该技术的最小噪声吸收系数可达到10-12 cm-1·Hz-1/2。本文针对腔衰荡吸收光谱检测装置的工作原理、技术特点和国内外典型应用进行综述，分析了激发光源、腔体结构以及调制方式的多样性对腔衰荡吸收光谱检测技术的影响，最后结合腔衰荡吸收光谱技术在不同领域的典型应用对该技术的应用前景进行了展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1900001
1 北京交通大学理学院激光研究所，北京 100044
2 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
在主振荡功率放大系统工作时，由于增益饱和现象的出现，经常会使输出脉冲发生较大形变，偏离种子激光时域波形，导致输出脉冲波形不可控制。为了得到特定脉冲时域波形，研究者们提出了主振荡功率放大时域整形技术。本文介绍了不同时域整形理论模型的计算方法和实验研究进展，并且指出主振荡功率放大时域脉冲整形技术有望实现更灵活、更精细、更大脉宽范围的脉冲波形输出控制。
激光光学 激光放大 时域脉冲整形技术 主振荡功率放大 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1700004
1 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
2 中国科学院大学,北京 100049
脉冲激光沉积技术作为一种简单、通用和高效的薄膜生长技术,在科研和工业领域具有广泛的应用前景。在许多高科技应用中对薄膜质量的要求日趋严格,如何减少或消除薄膜内部和表面的微粒成为了亟待解决的问题。介绍了脉冲激光沉积技术中微粒出现的根源并讨论了各种微粒控制技术的优缺点,最后简要展望了脉冲激光沉积微粒控制技术的发展趋势。
激光技术 脉冲激光沉积技术 微粒 光滑薄膜生长 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0100004
1 中国科学院 空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京华科博创科技有限公司, 北京 100096
调制技术是影响无线光通信系统性能的关键因素。在统一尺度下比较多种典型强度调制方式的综合性能, 推导了19种典型强度调制方式的平均符号长度、带宽需求、带宽利用率、平均发射功率和传输容量5项性能表达式, 并进行了数值仿真; 绘制了各调制方式的综合性能结构图, 给出了不同调制方式的适用场景。
强度调制 无线激光通信 脉冲位置调制 脉冲间隔调制 脉冲宽度调制 intensity modulation space optical communication pulse position modulation pulse interval modulation pulse width modulation
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院计算光学成像技术重点实验室，北京 100094
4 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
5 中国科学院空间应用工程与技术中心，北京 100094
液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷，但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案（Longitudinal forced convection），利用非定常边界条件的流?固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却（Cavity forced convection）、微通道传导冷却技术方案（Micro-channel conduction），针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下，该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达104 W·m?2·K?1量级，且均匀分布。此外，通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器，实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合，冷却性能达到预期。
热管理 板条晶体 计算流体力学 强制对流换热 温度分布 thermal management slab crystal computational fluid dynamics forced convection heat transfer temperature distribution 红外与激光工程
2020, 49(9): 20200556
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍19种典型强度调制方式的符号结构,推导它们在高斯信道、弱湍流信道、中强湍流信道中的误时隙率(SER)模型,并进行了数值仿真。仿真结果表明:随着信噪比不断增大,各调制方式的SER持续减小并逐渐趋于一致,当SER趋于一致时,对信噪比的要求随湍流强度的增大而增高。脉冲位置调制(PPM)在三种信道中的SER均为最小;调制阶数较小时,差分幅度PPM的SER最大,调制阶数较大时,开关键控(OOK)的SER最大。其余调制方式的SER介于OOK、PPM与差分幅度PPM之间,并随着调制阶数的增大出现分层现象。研究结果对实际激光通信系统的设计具有一定参考价值。
光通信 强度调制 自由空间光通信 直接检测 误时隙率 大气信道模型 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230604
