作者单位
摘要
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
波分复用(WDM)光网络具有波长和节点数目众多、传输路径动态重构、业务/资源动态调度等特点,亟须发展低成本、高可靠的在线监测技术,以保障光网络的安全稳定运行。本文提出了一种基于四进制脉冲幅度调制(PAM4)数字光标签的低成本、高可靠、高效率监测方案,并创新设计了PAM4光标签加载、探测和处理等整套机制与方法,配合所提出的基于PAM4光标签序列特征的光功率监测误差修正方法以及基于频谱峰值的功率计算方法,所提方案可以准确高效地监测波长通道光功率、估计光信噪比(OSNR)并恢复数字标签信息等。搭建了16 GBaud偏振复用QPSK/16QAM WDM光传输仿真系统和离线实验平台,验证结果表明所提方案在25跨段长距离传输后的通道光功率监测误差不超过0.65 dB,OSNR估计误差不超过0.6 dB,性能略优于传统的基于差分相移键控(DPSK)低阶调制格式的光标签监测方案。
光通信 波分复用 光标签 光功率 光信噪比 监测 
中国激光
2024, 51(2): 0206004
朱伟舟 1,2谢永 1贾建军 1,2张亮 1,2[ ... ]王雪 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院力学研究所,北京 100190
探测低频引力波需要脱离地缘噪声干扰,在空间搭建激光干涉引力波探测装置。太极、LISA、天琴等空间引力波探测任务,计划在几十万到几百万公里量级的臂长上实现皮米级的位移测量精度,以满足引力波探测的要求。在探测任务中,考虑轨道季节性变化和星间激光传输时间等因素,发射光束需要一个超前角度,确保远端望远镜能够接收到光束,从而完成星间激光干涉。针对发射光束需要超前角度的需求,设计并研制了一款用于激光干涉链路中提供超前角度的光束指向机构,即超前瞄准机构。该机构基于将偏转轴配置在反射镜面上的设计理念,采用柔性铰链和杠杆配合的结构形式,利用压电陶瓷自闭环进行驱动控制,实现光束一维高精度偏转。对该机构进行仿真分析,验证其力学特性以及偏转范围。对所研制的机构进行了一系列实验测试,结果表明,该机构偏转范围可达到 $ 709.4 $ μrad,偏转精度可达到 $ {\text{0}}{\text{.44 }} $ μrad,机构偏转引起的光程差优于 ${\text{10}}\;{{{\text{pm}}}/{\sqrt {{\text{Hz}}} }}\;$ (1~10 Hz)。从而验证了该机构设计的可行性,为实现光束超稳高精度偏转提供一定的参考。
空间引力波探测 超前瞄准机构 柔性铰链 光程差 space gravitational wave detection Point Ahead Angle Mechanism flexible hinge optical path difference 
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220423
王雪 1,*刘乃鑫 1,2王兵 1,2郭亚楠 1,2[ ... ]李晋闽 1,2
作者单位
摘要
1 山西中科潞安紫外光电科技有限公司,山西 长治 046000
2 中国科学院半导体研究所 半导体照明技术研究开发中心,北京 100083
在p?AlGaN表面沉积Ni/Au/Ni/Au透明电极体系,通过传输线模型测试,研究了退火温度对Ni/Au/Ni/Au与p?AlGaN材料接触特性的影响。结果表明,AlGaN基深紫外LED采用Ni/Au/Ni/Au金属体系,在600 ℃空气氛围下退火3 min形成p型半导体材料NiO。进一步优化Ni/Au/Ni/Au体系金属厚度,当Ni/Au/Ni/Au各层厚度由20/20/20/20 nm减薄至2/2/5/5 nm,并在600 ℃空气氛围退火3 min,其与p?AlGaN材料的接触电阻率从3.23×10-1 Ω·cm2降到2.58×10-4 Ω·cm2。采用上述优化的Ni/Au/Ni/Au体系制备的深紫外LED器件,器件光电特性得到了改善。在150 mA驱动下工作电压低至5.8 V;通过提升电极透过率,光输出功率提升18.9%。
UV-LED AlGaN NiAu 欧姆接触 UV-LED AlGaN, NiAu Ohmic contact 
发光学报
2023, 44(5): 898
陈蕊 1王雪 1,2王子文 1曲浩 1[ ... ]高睿 3
作者单位
摘要
1 黑龙江八一农垦大学信息与电气工程学院, 黑龙江 大庆 163319
2 农业农村部农产品及加工品质量监督检验测试中心(大庆), 黑龙江 大庆 163319
3 东北农业大学电气与信息学院, 黑龙江 哈尔滨 150030
为建立快速近红外光谱定量分析模型, 特征波长筛选是提高定量分析预测精度较为有效的方法之一。 它能够筛选出有效波长信息, 减少数据冗余、 提高数据有效性。 随机森林(RF)作为一种集成算法, 可根据计算特征重要性进行特征筛选。 RF将基于袋外数据(OOB)的平均精度下降(MDA)方法计算均方误差平均值作为特征重要性结果, 通过设置特征重要性阈值筛选特征变量构成特征波长子集, 但该阈值范围的设定无理论依据, 因此需要对特征重要性阈值范围进行探究。 另一方面, 由于RF的随机特性, 特征波长子集中可能包含无效甚至是干扰变量, 并不能保证所选变量的有效性。 故而进一步提出RF-iPLS波长筛选方法。 区间偏最小二乘法(iPLS)筛选出的特征波长多为连续特征波段的特性, 对特征波长子集划分区间, 弥补RF因自身随机性造成的无效变量问题; 同时, RF筛选的离散特征波长解决了iPLS筛选的连续波段中含冗余信息的问题。 为了说明RF-iPLS算法的合理性, 特征子集经过蒙特卡洛(MC)方法500次样本特征采样后, 构建RF-MC-iPLS算法。 虽然RF-iPLS与RF-MC-iPLS算法结构接近, 但运行时间缩短了11.12%, 结果说明RF-iPLS算法在预测模型中的特征波长筛选是有效的, 且具有较低的时间复杂度。 为了进一步验证改进的RF-iPLS算法的有效性, 应用一组公开谷物蛋白质近红外光谱数据, 建立PLSR模型, 并与全谱的PLSR模型以及基于不同波长筛选方法的PLSR模型进行比较。 实验结果表明, 相比于全谱的117个波长, RF-iPLS优选出12个特征波长, 建模集的RMSEC从2.61降到0.64, 预测精度提升了约75.5%, 预测集的RMSEP从2.63降到0.69, 预测精度提升了73.8%, 极大地提高了预测精度且预测结果最优, 说明RF-iPLS是一种有效的特征波长筛选方法, 可以简化近红外光谱定量分析模型的复杂度并实现高效降维。
波长筛选 特征重要性计算 谷物蛋白质含量 定量分析 Wavelength selection Feature importance calculation Grain protein content Quantitative analysis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1043
作者单位
摘要
中国飞行试验研究院, 陕西 西安 710089
为体系化地开展地面目标的光谱辐射特性测试, 提高光谱辐射计在地面目标红外特性测试中的精度, 本文系统地介绍了基于光谱辐射计的地面目标红外辐射特性测试原理、光谱数据定标原理、目标测试及大气透过率测试方法。以基于光谱辐射计的航空发动机红外辐射特性测试为例, 详述试验方案设计、试验实施过程、测试结果及分析。试验数据表明了本文所述方法的可行性和正确性, 针对航空发动机的红外辐射特性测试方法也可推广应用于其他各类型地面目标的红外特性测试与评估当中, 支撑地面目标红外光谱特性及隐身特性的研究。
光谱辐射计 红外辐射 光谱定标 大气透过率 spectral radiometer infrared radiation spectral calibration atmospheric transmittance 
红外技术
2023, 45(3): 292
霍童 1,4王靓安 2王雪 1,3孙晓娟 1,3[ ... ]黄成军 1,3,***
作者单位
摘要
1 中国科学院微电子研究所健康电子研发中心,北京 100029
2 上海交通大学生物医学工程学院,上海 200240
3 中国科学院大学,北京 100049
4 北京建筑大学理学院,北京 102616
表面等离激元共振显微成像(SPRM)技术具有高灵敏度、快速实时等优点,已经被广泛应用于纳米检测、生物医学和环境监测等领域中。由于倏逝场的界面传输特性,故SPRM具有特殊的点扩散函数,可从其中提取出丰富的待测物信息。然而,离焦成像会影响成像特征,导致无法准确获取待测物信息。因此,定量研究离焦对SPRM的影响至关重要。通过仿真计算与实验,定量研究了离焦对SPRM的影响,并实现了单个聚苯乙烯颗粒的SPRM成像。所提方法可用于SPRM离焦状态的快速判断,并反推出准确的离焦偏移量,实现快速对焦,改善SPRM技术在长时程观测中的性能。
表面光学 表面等离激元共振显微成像 单纳米颗粒 离焦 干涉条纹 定量分析 
光学学报
2022, 42(23): 2324001
作者单位
摘要
1 宁夏大学食品与葡萄酒学院, 宁夏 银川 750021
2 中国农业科学院农产品加工研究所, 北京 100193
3 黑龙江飞鹤乳业有限公司, 黑龙江 哈尔滨 150030
常温液体奶酪是一种能够在室温下贮藏3~6个月的奶酪产品。 液体奶酪在经高温处理后体系中的微生物数量达到商业无菌水平, 但由于液体奶酪是一种水包油的不稳定乳液体系, 在常温贮藏过程中, 由于分散相颗粒的迁移和粒径大小变化导致乳液体系容易出现聚集、 絮凝、 浮油及沉淀等失稳现象, 从而影响产品品质, 缩短产品货架期, 准确判断液体奶酪的稳定性对优化其加工条件具有重要意义。 传统液态乳制品的稳定性评价主要是通过加速实验后肉眼观察分层、 沉淀等情况, 以及动态光散射等手段, 尚缺乏快速可靠以及量化的评价标准。 Turbiscan多重光技术在测试流体的稳定性时, 无需对样品进行前处理, 可实时检测样品的背向散射光和透射光的强度, 计算出体系内部颗粒的迁移速率、 沉淀层的厚度、 体系的不稳定指数等参数, 因此是评价流体稳定性的有效手段。 研究利用Turbiscan多重光散射技术评价乳化盐、 乳化剂、 稳定剂和甜味剂的添加量对常温液体奶酪稳定性影响, 同时以TSI值和感官得分为响应值, 采用响应面法中的Box-Behnken试验设计模型优化常温液体奶酪的最佳配方工艺条件, 并分析了导致常温液体奶酪不稳定的主要因素。 研究发现: 当乳化盐添加量为0.20%, 0.40%, 0.60%和0.80%时, 24 h后的不稳定性指数从0.4增加到12.6; 当乳化剂添加量为0.80%, 1.0%时, 24 h后的不稳定性指数从0.95增加到3.9; 当稳定剂添加量为0.7%, 0.9%时, 24 h后的不稳定性指数从0.9增加到1.3, 而甜味剂对体系整体稳定性的影响差异不显著。 各因素对常温液体奶酪的不稳定性指数和感官得分影响顺序为乳化盐添加量(A)>乳化剂添加量(B)>稳定剂添加量(C)。 乳化盐添加量0.60%、 乳化剂添加量0.60%、 稳定剂添加量0.70%、 甜味剂添加量5.5%时, 产品品质最佳且稳定性最高, 在此优化条件下, 样品在37 ℃, 24 h内的整体不稳定指数值为0.80, 样品顶端、 底端的背散射光强变化值分别为0.66和0.78, 感官评分为89分。 研究表明通过调整乳化盐、 乳化剂和稳定剂的用量能够很好地解决常温液体奶酪分层的问题, 提高常温液体奶酪的稳定性。
常温液体奶酪 Turbiscan多重光散射 稳定性 乳化盐 Liquid processed cheese Turbiscan multiple light scattering technique Stability Emulsifying salts 
光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3415
作者单位
摘要
辽宁工程技术大学 电子与信息工程学院,辽宁 葫芦岛 125105
实例分割的目的是使用像素级实例掩码对单个对象进行分类和定位,是计算机视觉中一项具有挑战性的任务,目前存在分割速度慢、小物体分割精度低、分割边缘不平滑等问题。针对以上问题,提出了基于目标轮廓的实例分割方法,一方面,对物体轮廓上的结点进行特征提取,在不受检测框影响的同时避免了对目标物体内部像素点进行处理,以达到加快分割速度的效果;另一方面,对图像采取渐进式分割处理,多层次地提取物体轮廓上的特征,并配以多尺度融合的特征处理方法,更好地提取上下文语义信息,减少特征丢失。实验结果表明,本文算法在Cityscapes和KINS数据集中平均分割精度分别达到了32.4%AP和32.0%AP,较目前许多优秀工作的分割精度都有所提升,在物体分割边缘的平滑程度以及贴合程度上均有更佳的处理效果。实验证明,基于目标轮廓的实例分割网络在实例分割任务中有较好的分割能力。
目标检测 实例分割 轮廓变形 圆形卷积 多尺度融合 渐进式分割 object detection instance segmentation deformable contour circle convolution mulit-scale fusion progressive segmentation 
液晶与显示
2022, 37(4): 519
作者单位
摘要
天津大学 天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心, 天津300072
光电探测器因可将光信号转换为电信号而被广泛地应用于视频成像、光通信、生物医学成像和运动检测等方面。但由于所采用的传统光电探测器材料对其性能带来的局限性和日益增长的新需求之间的矛盾, 使得寻找新的材料迫在眉睫。近年来新兴的二维材料为制备更高性能的探测器提供了全新的材料研究平台, 其中石墨烯以其独特的电学、光学与热学特性成为下一代高性能光子学最有希望的候选材料之一。本文系统地综述了不同光响应机制下石墨烯基光电探测器研究现状, 并在此基础上对当下不同石墨烯基光电器件发展前景进行了细致的讨论和展望。
石墨烯 光电探测器 响应机制 研究进展 graphene photodetector response mechanism research progress 
发光学报
2022, 43(4): 552
张健 1王健飞 2方新 3宋来运 1[ ... ]王雪 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 航空光学成像与测量中国科学院重点实验室, 吉林长春130033
2 空军装备部驻长春地区军事代表室, 吉林长春130000
3 空军参谋部, 北京100843
利用平面反射镜进行光路折转以减小航空遥感器体积及质量是一种常用设计手段,而平面反射镜的引入对航空遥感器的装调工作提出了更高的要求。为此本文提出了一种用于航空遥感器平面反射镜系统的装调方法。利用坐标变换法建立经纬仪测量数学模型,推导出单个平面反射镜组件及平面反射镜系统角度偏差(俯仰偏差及方位偏差)与经纬仪测量值之间的对应关系。提出了利用经纬仪完成平面反射镜系统角度偏差测量及装调的方法。最终使镜头光轴与焦平面安装面法线的俯仰偏差和方位偏差均满足不大于2′的指标要求。应用该方法已完成10余套航空遥感器反射镜系统的装调,方法方便高效。同时,该方法可为各种光学仪器中平面反射镜角度标定及装调提供解决思路。
航空遥感器 反射镜 角度偏差 装调 标定 aerial remote sensor reflecting mirror angle deviation alignment calibration 
中国光学
2022, 15(3): 534

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