作者单位
摘要
暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室,广东 广州 510632
基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感(DOFS)能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测,受到了越来越多的关注,具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码脉冲序列增加DOFS的信号能量,是提高传感性能的一个重要技术途径。因此,编码技术的应用一直是DOFS研究的一个重要领域。综述了DOFS中编码技术的研究进展,阐述了编码技术提高传感性能的技术原理,归纳了不同编码方案的设计和实现方法,分析了不同类型DOFS的技术特征及其相应的编码技术应用方法。最后,对DOFS中的编码技术的发展进行了展望。
传感器 分布式光纤传感器 编码技术 光纤瑞利传感器 光纤布里渊传感器 光纤拉曼传感器 光纤弱光栅阵列传感器 sensors distributed optical fiber sensor coding technique fiber Rayleigh sensor fiber Brillouin sensor fiber Raman sensor weak fiber Bragg grating array sensor 
光学学报
2024, 44(1): 0106013
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
布里渊光时域分析仪(BOTDA)因其长距离分布式传感的优势而得到学术界和产业界的广泛研究与应用,光脉冲编码技术可以在不牺牲空间分辨率和测量时间的前提下辅助BOTDA进一步实现可观的信噪比提升,被认为是最高效(高信噪比提升和低硬件成本)的性能提升方法之一,具有显著的优势和应用前景。本文围绕基于光脉冲编码技术的BOTDA,介绍了用于分布式光纤传感领域的几种主流的光脉冲编码技术的原理,综述了近些年基于光脉冲编码的BOTDA传感系统的研究进展。
光纤光学 分布式传感器 受激布里渊散射 光脉冲编码 fiber optics distributed sensor stimulated Brillouin scattering optical pulse coding 
光学学报
2024, 44(1): 0106014
作者单位
摘要
1 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室,四川 成都 611731
2 之江实验室光纤传感研究中心,浙江 杭州 311121
光脉冲编码(OPC)近年来在光纤声波传感领域备受关注,特别是将其与相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)相结合的技术。通过对注入光纤中的探测脉冲进行编码,可在不增加脉冲峰值功率的情况下大幅提高传感信号的信噪比,同时避免了非线性效应的影响;在接收端解码后可获得单脉冲响应,系统空间分辨率由单个脉冲而不是整个探测脉冲序列的长度决定,从而在获得高信噪比传感信号的同时保持了空间分辨率。本文首先回顾了OPC在光纤声波传感领域中的发展历程;然后,重点介绍了本课题组基于OPC的分布式和准分布式声波传感研究进展,特别是在传感带宽提升方面的成效;最后,对基于OPC的光纤声波传感技术未来发展方向进行了探讨。
光纤传感 光脉冲编码 分布式声波传感 相位敏感光时域反射仪 optical fiber sensing optical pulse coding distributed acoustic sensing phase-sensitive optical time-domain reflectometry 
光学学报
2024, 44(1): 0106012
作者单位
摘要
1 火箭军工程大学, 西安 710000
2 中国人民解放军96732部队, 湖南 邵阳 422000
针对数字射频存储器(DRFM)等转发式极化调制假目标干扰的鉴别问题, 提出一种极化调制假目标鉴别方法。首先, 提出极化圆阵的时-空联合域编码的极化测量模型, 并证明了该模型经脉冲压缩后能够准确获得回波的极化信息; 其次, 根据极化雷达的张量积接收模型原理, 得到了目标和极化调制假目标回波在四维复空间的分布差异; 最后, 基于该差异, 结合最大最小距离算法和密度法思想, 对K-means算法进行了改进, 设计了以最佳聚类数K值大小为极化鉴别量的分类器。仿真实验以64个发射脉冲为例, 验证了所提鉴别方法在不同信噪比(SNR)和干噪比(JNR)下均有良好的鉴别效果, 可有效鉴别目标和极化调制假目标。
有源欺骗干扰 极化鉴别 雷达编码 极化调制假目标 最大最小距离 active deception jamming polarization discrimination radar coding polarization-modulated false target K-means K-means maximum and minimum distance 
电光与控制
2023, 30(11):
作者单位
摘要
1 天津城建大学 计算机与信息工程学院,天津300384
2 天津城建大学 地质与测绘学院,天津300384
针对高分辨率遥感影像中建筑物形状多样、大小不一引起建筑物提取精度低及传统分割模型存在参数量大等问题,提出一种基于编码-解码的轻型多尺度差异网络LMD-Net(Lightweight Multi-scale Difference Network)。首先,为了避免单一的特征处理单元堆叠使得模型性能弱化而产生无效参数,通过融合编解码结构的功能差异性,设计出一种轻型差异模型优化性能。其次,引入一种多尺度膨胀感知模块(Multi-Scale Dilation Perception,MSDP)来增强网络捕捉多尺度目标特征的能力。最后,通过双融合机制有效聚合深层跳跃连接和深层解码器两组的特征信息,从而实现增强解码器的特征恢复能力。为验证轻型多尺度差异网络LMD-Net的有效性和适用性,以开源WHU building dataset数据集作为数据源,对LMD-Net网络与常用语义分割网络及近年相关文献研究成果进行了精度、效率方面的评估实验。结果表明:LMD-Net网络在效率与精度两方面均表现出明显优势,不仅很大程度上减少模型的参数量和计算量,而且交并比、准确率分别提高了3.23%,2.57%。表明在基于高分辨率遥感影像建筑物提取领域中,该模型所表现的优势具有良好的城市空间信息库价值。
高分辨率遥感影像 多尺度 建筑物提取 编码-解码 轻型 high resolution remote sensing image multi-scale building extraction coding-decoding light weight 
光学 精密工程
2023, 31(22): 3371
作者单位
摘要
1 河北大学 电子信息工程学院, 河北省数字医疗工程重点实验室,河北 保定 071000
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,激光与光电子研究所,天津 300072
为实现高效太赫兹调控,迫切需要一种高效且成本低的材料。新型钙钛矿材料由于其优异的光电特性,加上钙钛矿制备工艺简单、可大批量生产等优点,非常适合作为太赫兹超材料的活性材料,通过外部激励改变活性材料的属性,可灵活调控太赫兹波。因此,选择新型钙钛矿材料外加光场调控太赫兹,分析在光场作用前(绝缘态)和在光场作用后(金属态)两种状态对单元结构太赫兹宽波段下幅值和相位的影响。设计出光场灵活调控的钙钛矿基1 bit太赫兹编码超表面结构,该结构由有机无机杂化钙钛CH3NH3PbI3(MAPbI3)、聚酰亚胺和铝构成。通过CST仿真结果显示,该超表面结构在光场的调控下能够实现宽谱(0.1、1、2、6 THz)太赫兹波的180°相位差变化,经过超表面编码结构的设计,同一编码序列实现远场波束的变换。研究结果表明,基于光场操控钙钛矿材料的编码超表面为实现灵活的太赫兹波调控提供了新的思路,在太赫兹通信、安检、生物医学成像等方面具有巨大的应用潜力。
太赫兹 钙钛矿 光场调控 编码超表面 相位 terahertz perovskite light field regulation coding metasurface phase 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 129001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Integrated Circuits, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Hubei Yangtze Memory Laboratories, Wuhan 430205, China
Sparse coding is a prevalent method for image inpainting and feature extraction, which can repair corrupted images or improve data processing efficiency, and has numerous applications in computer vision and signal processing. Recently, several memristor-based in-memory computing systems have been proposed to enhance the efficiency of sparse coding remarkably. However, the variations and low precision of the devices will deteriorate the dictionary, causing inevitable degradation in the accuracy and reliability of the application. In this work, a digital-analog hybrid memristive sparse coding system is proposed utilizing a multilevel Pt/Al2O3/AlOx/W memristor, which employs the forward stagewise regression algorithm: The approximate cosine distance calculation is conducted in the analog part to speed up the computation, followed by high-precision coefficient updates performed in the digital portion. We determine that four states of the aforementioned memristor are sufficient for the processing of natural images. Furthermore, through dynamic adjustment of the mapping ratio, the precision requirement for the digit-to-analog converters can be reduced to 4 bits. Compared to the previous system, our system achieves higher image reconstruction quality of the 38 dB peak-signal-to-noise ratio. Moreover, in the context of image inpainting, images containing 50% missing pixels can be restored with a reconstruction error of 0.0424 root-mean-squared error.
forward stagewise regression in-memory computing memristor sparse coding 
Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 104101
作者单位
摘要
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
2 北方信息控制研究院集团有限公司, 南京 211153
为了模拟复杂条件下的激光威胁源, 设计了一种基于多波长多编码合束输出的新型激光产生装置, 用于检测相应的激光告警设备。采用3路波长分别为650 nm、808 nm和905 nm的激光, 以STC8H单片机为核心构成编码模块, 输出调制后的编码激光, 通过二向分色镜将3路激光光束合成一束出射,进行了理论分析和实验验证。结果表明, 合束的脉冲激光能量最高达到2.45 mJ, 光束直径为6 mm, 频率调制精度达到0.5 Hz, 占空比调制精度达到0.1%; 该装置能够实现携带不同编码信息的、不同波长的激光合束出射。该研究为激光告警设备提供了一种新的检测装置, 对检测手段的改进有一定的参考意义。
激光技术 激光告警检测 脉冲宽度调制 激光编码 多波长 多编码 二向色镜 laser technique laser warning devices test pulse width modulation laser coding multi-wavelength multi-coding dichroic mirrors 
激光技术
2023, 47(5): 632
盖绍彦 1,2,*冯瑞 1,2达飞鹏 1,2,**
作者单位
摘要
1 东南大学自动化学院,江苏 南京 210096
2 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室,江苏 南京 210096
针对人脸测量时的抖动现象,设计了一种循环反向编码方法。该方法无需专门投影反向二值条纹辅助边缘点定位,减少了投影图案的数量。用循环的三帧条纹图像代替原本利用正反两帧条纹图像定位的方式,提高边缘点检测精度的同时能够有效消除定位偏差。实验表明,所提方法能够有效提高测量速度,同时保持较高的测量精度,减少点云中的运动波纹。
三维测量 循环反向编码 二值条纹 边缘定位 3D measurement cyclic reverse coding binary fringe edge detection 
光学学报
2023, 43(23): 2312004
作者单位
摘要
天津理工大学, 天津 300000
随着通信技术的飞速发展, 光通信系统也对传输距离、信道容量以及传输速率有着更高的要求, 而想要解决这些问题, 则需要研究性能更加优良的FEC码型方案。级联码是诸多码型中纠正突发和随机错误性能较好, 且可以保持较低冗余度的一种, 因此成为主要研究对象。在国际电联G.975.1标准的级联码基础上提出了两种新型RS-BCH编码, 在理论上对其进行了对比分析, 并进行相应的建模仿真, 其中一种是RS(255,239)码与BCH(31,16)码相结合的级联码, 而另一种是RS(255,239)码与BCH(511,448)码相结合的级联码, 这两种级联码与单一RS(255,239)编码以及原码的纠错性能相比有较大提升, 且后者冗余度适中, 易于实现, 更加适合于高速传输的光通信系统。
光纤通信 信道编码 RS编码 BCH编码 级联码 optical fiber communication channel coding RS code BCH code concatenated code 
电光与控制
2023, 30(5): 58

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