针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求，利用有限元分析法，以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真，获得了前8阶声学模态；仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影响。仿真结果表明：当谐振腔半径为3 mm时，谐振腔长度为120 mm，缓冲室的半径、长度分别为14.7 mm、60 mm是光声池特征频率在1 400 Hz附近的最佳尺寸。
光声光谱 光声池 特征频率 光声信号强度 photoacoustic spectroscopy, photoacoustic cell, ch
光学 精密工程
2023, 31(24): 3540
1 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院(山东)有限公司，济南250200
3 中材高新材料股份有限公司，北京100102
自1963年参研“121”项目合成国内第一颗金刚石至今，从两面顶高温高压合成金刚石、金刚石工具到化学气相沉积金刚石，中材人工晶体研究院有限公司(简称晶体院)走过了六十年艰难而辉煌的金刚石研究历程。在一代又一代研究人员的努力下，通过技术研发有力推动了我国金刚石制备及工具应用技术的进步，为我国金刚石行业的蓬勃发展做出贡献。回看晶体院金刚石六十年研发历程，本文由点带面，期望在科技研发攻关、技术成果转化、发展思维等方面为新时代金刚石领域工作者提供启示与借鉴。
人造金刚石 超硬材料 CVD金刚石 金刚石工具 两面顶 synthetic diamond superhard material CVD diamond diamond tool belt press
1 苏州大学电子信息学院，江苏 苏州 215006
2 科大亨芯半导体技术有限公司，江苏 苏州 215200
3 亨通集团有限公司，江苏 苏州 215200
基于4电平脉冲幅度调制（PAM4）的强度调制直接检测（IMDD）是目前中短距应用的主要解决方案之一。然而，基于高阶脉冲调制的IMDD方案检测灵敏度明显下降。另一方面，拥有更高灵敏度的标准相干检测技术又面临成本和复杂度方面的挑战。因此，自零差相干检测（SHCD）和差分检测等自相干检测方案，因其优于PAM4的性能和低于标准相干检测的硬件成本而在新一代中短距应用中具备优势。本文综述和比较自零差相干以及差分自相干检测（DSCD）系统各自的特征、优点和挑战。文中进一步针对光功率受限和光信噪比受限的不同传输场景，分析比较基于SHCD-正交相移键控（QPSK）和DSCD-差分正交相移键控（DQPSK）方案的系统性能，展示了DSCD-DQPSK系统相较其他方案在硬件成本和系统性能方面的综合优势。
光通信 相干检测 自相干检测 差分调制 数字信号处理 光学学报
2023, 43(15): 1506004
1 天津大学, 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300350
2 雅砻江流域水电开发有限公司, 成都 610051
综合采集混凝土振捣施工过程多源异构信息, 进而及时、客观地分析振捣质量, 对于保障高拱坝坝体混凝土施工质量至关重要。针对高拱坝混凝土振捣施工信息以“空-地”感知技术为主, 存在信息感知不全和数据质量有待提高的问题, 建立空天地一体化的混凝土振捣施工信息智能感知体系, 实现混凝土浇筑过程中多源、多维度、多模态施工信息的立体感知。在此基础上, 针对数值型、视频流以及图像型信息, 分别提出基于Kalman滤波的全球导航卫星系统(GNSS)定位信息降噪方法、基于改进Faster R-CNN的视频信息解析方法和基于DeblurGAN-v2的表面图像去模糊方法。以杨房沟水电站为例, 应用所提空天地一体化感知方法与技术, 实现混凝土振捣质量智能分析与监控。
混凝土振捣 空天地一体化感知 智能监控 Kalman滤波算法 改进Faster R-CNN DeblurGAN-v2模型 concrete vibration space-air-ground integrated perception intelligent monitoring Kalman filter algorithm improved Faster R-CNN DeblurGAN-v2 model
北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室, 北京 100192
为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度, 提出了一种基于发光二极管（LED）照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号, 阐述了其成像原理, 并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明, 系统的相干长度为23 μm, 轴向分辨率达到了11.8 μm, 横向分辨率为19.8 μm, 单幅图的采集时间为2.15 ms; 与以往的OCT扫描方式相比, 该方法减小了实现成本, 并具有更快的扫描速率以及更高的精度, 有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。
成像系统 光学相干层析 发光二极管光源 时域光学相干层析成像 全场 imaging systems optical coherence tomography light-emitting diode light source time domain optical coherence tomography full field
1 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192
2 北京信息科技大学应用数学研究所，北京 100085
雾天环境下拍摄图像时，雾、霾等介质导致图像模糊、对比度低、色彩暗淡。结合大气散射模型与偏振光原理，实现了利用斯托克斯参数获取亮度最大和亮度最小的双角度偏振图像，并通过新提出的四分图像暗通道均值比较法，准确估计出场景中无穷远处大气光强值，最终将有雾图像恢复到无雾图像。所提方法在薄雾和浓雾环境下均取得了较好的实验结果，在两种环境下图像NRSS（no reference structural similarity）和平均梯度均有较大提升。
成像系统 偏振成像 斯托克斯参数 四分法 激光与光电子学进展
2022, 59(4): 0411001
1 苏州大学 电子信息学院，江苏 苏州 215006
2 无锡科技职业学院，江苏 无锡 214028
新型时域混合调制(TDHM)技术可以提高光通道的频谱使用效率，有效地提高光网络的容量。针对共享备份路径保护(SBPP)技术下的波分复用(WDM)光网络，我们结合TDHM技术研究了路由和波长分配(RWA)问题，并提出了一种基于最佳路径对策略的优化技术。仿真结果表明，与传统的最短路径策略优化技术相比，提出的最佳路径对策略能使被保护的网络容量提高30%，从而验证了TDHM技术对提高光网络传输容量的有效性。
波分复用 路由波长分配 最佳路径对 时域混合调制 WDM RWA optimal path pair TDH
1 长江大学农学院, 湖北 荆州 434025
2 主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心, 湖北 荆州 434025
3 湖北工程学院, 湖北 孝感 432000
理清小麦渍害光谱特征是大尺度渍害遥感监测的基础, 也是运用光谱特征实现无损、 快捷鉴别小麦渍害的前期条件, 迄今为止未见对小麦渍害光谱特征的相关研究。 该研究通过田间实验分析了8个小麦品种（郑麦9023、 西农223、 漯6010、 富麦168、 鄂麦23、 鄂麦19、 广源11-2、 农大195）受渍后叶片和冠层的光谱特征与没有渍害小麦光谱特征的差异, 研究表明: 受渍后叶片光谱反射率较正常叶片的差异主要表现在645～680 nm区间（红光波段）, 较正常值偏高; 757～917 nm区间（近红外波段）, 较正常值偏低; 1 428～1 456 nm区间, 较正常值高; 1 641～1 684 nm区间, 较正常值低, 主要原因: 一是渍害导致叶片叶绿素光合作用能力下降, 二是叶片失水引起水势降低, 建议用归一化水指数（NDWI）的差异值反映小麦受渍情况, 同时分析了不同小麦品种受渍时与受渍后NDWI指数随时间的变化特点, 发现其变化特征与小麦品种的抗性有关; 受渍后小麦冠层的所有波段光谱反射率均低于正常小麦, 建议用670～2 400 nm光谱反射率的均值差异反映小麦受渍情况。
渍害 光谱特征 小麦品种 Subsurface waterlogging Spectral characteristics Wheat species 光谱学与光谱分析
2016, 36(8): 2558
苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
ROADM (可重构的光分插复用器) 是构建大型全光交换网络的核心设备。目前, 大部分商用ROADM支持无色和无向性, 但无阻塞性由于其高成本仍无法广泛应用, 因此有效降低光通信业务的阻塞率是当前亟待解决的问题。文章基于具有多个上下路端口模块的有阻塞ROADM节点架构, 提出了三种RWA (路由和波长分配)算法, 以有效提高光通道业务的阻塞性能。仿真结果表明, 结合上下路端口状态的波平面算法能有效地降低光通道业务的阻塞率。
可重构的光分插复用器 阻塞因子 路由和波长分配 波平面算法 ROADM blocking factor RWA PWA
