李则 1,2,3危峻 1,2黄小仙 1,2汤瑜瑜 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
逐像元自适应增益成像系统通过在每个像元的电子链路中集成四档不同容积的积分电容,可以在确保高信噪比的前提下实现大动态范围的遥感成像需求。此成像系统在发射前测试时,由于甚低增益(ULG)的动态范围过大而实验室积分球能量有限,只能通过与低增益(LG)的比例系数递推来间接对ULG后半量程的输出特性标定;星载太阳定标器反射能量过大会导致高增益(HG)和中增益(MG)输出饱和也无法直接测定辐射定标系数,只可通过比例系数推定。提出一种星上增益比例系数测定的方案,分别利用四档增益的输出作为特征对实验图像分类,将不同成像目标的输出码值作为多个定标能级,利用最小二乘法线性拟合相邻增益输出后得到相邻增益的比例系数。此方案验证了实验室增益比例系数测定结果,同时在外场成像实验中用该方法计算得到的比例系数用于相邻两档增益中较低增益图像反演较高增益图像,结果与实际较高增益图像对比归一化均方误差大部分小于0.01、两图像结构相关系数基本在90%左右、数据相关系数达到90%。证明该方法测定的相邻两增益比例相关系数有较高准确性,在星上辐射定标时用于高增益辐射定标系数的递推求取有极大的可行性,解决了星上不能直接对HG、MG辐射定标的问题。
星上辐射定标 增益比例系数测定 逐像元自适应增益成像系统 大动态范围 onboard radiation calibration measurement of gain ratio coefficient pixel -level adaptive gain imaging system large dynamic range 
红外与激光工程
2024, 53(2): 20230561
作者单位
摘要
闽南师范大学物理与信息工程学院光场调控及其系统集成应用福建省高校重点实验室,福建 漳州 363000
目前,在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD),但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题,而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层,在一定程度解决了上述问题,但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活,该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此,本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环,并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控,构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明,在凹槽环内填充空气或SiO2可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。
探测器 雪崩光电二极管 增益带宽积 电荷层 凹槽环 
光学学报
2024, 44(5): 0504001
作者单位
摘要
北京交通大学 电子信息工程学院,北京 100044
多芯超模光纤(MCSMF)的芯间距较小,多个芯子共同形成芯区支持多个超模传输,与普通单芯少模光纤相比,其具有较大的有效模场面积和较小的模式串扰,备受关注。MCSMF用于长距离传输时,与其相匹配的新型增益均衡放大器是实现信号中继并保持信号稳定传输的必要器件。文中提出了一种基于粒子群优化算法的19芯超模光纤增益均衡放大器,该光纤支持10个超模共同传输。通过粒子群算法分别优化各纤芯内掺铒浓度来降低不同超模的交叠积分因子,从而减小模式增益差(DMG)。结果表明,在包层泵浦条件下,最大DMG从1.33 dB (各纤芯均匀掺杂)降低至0.20 dB,在1 550 nm信号波长处10模式的平均增益为27.79 dB,且该放大器在整个C波段的增益平坦度低于1 dB。
光通信 多芯超模光纤放大器 粒子群优化算法 增益均衡 optical communication multi-core supermode fiber amplifier particle swarm optimization algorithm gain equalization 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230504
许湘钰 1,2,3刘召强 1,2,3贾童 1,2,3楚春双 1,2,3[ ... ]张紫辉 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401
2 河北工业大学 天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401
3 河北工业大学 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
通过FDTD仿真模拟计算,文中系统地研究了电流阻挡作用对GaN基蓝光激光器增益分布和光学性能的影响,发现回音壁激光模式主要在靠近微盘边缘1.5个波长范围谐振,因此,如果电流阻挡层面积太小,无法最大化减小激光器电流阈值;如果面积太大,回音壁激光模式与无增益区存在耦合效应,从而减少激光功率。另外,随着无增益区域向微盘边缘发生偏移,各个激光模式输出的峰值功率均下降,其中二阶模式峰值功率比一阶模式下降得更加显著,这主要是由于二阶模式分布范围更接近微盘中心区域。同时,进一步发现如果在微盘激光器的仿真模型中引入侧壁缺陷,则将导致边缘无法形成增益区,相比于二阶模式而言,一阶模式的发光功率随侧壁缺陷区域增加而下降的幅度更为显著,这主要是由于一阶模式分布范围更接近微盘边缘。
激光器 微盘 增益 FDTD laser microdisk gain FDTD 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230401
作者单位
摘要
1 西安邮电大学现代邮政学院,陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121
3 西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西 西安 710121
随着新一代移动通信系统发展,对高数据速率和更大带宽的需求日益增加,利用碲基光纤作为传输介质,采用了两路二阶泵浦和四路一阶泵浦设计的二阶拉曼光纤放大器实现了对C+L全波段信号光进行放大,能够有效缓解带宽增长给光通信网络带来的挑战。首先对简化后的二阶拉曼耦合波方程进行数值求解,再利用合作搜索算法对二阶拉曼光纤放大器泵浦参数进行优化,以达到提升系统输出性能的目的。同时,分析了在相同泵浦参数的配置下一阶拉曼光纤放大器和二阶拉曼光纤放大器的性能以及二阶泵浦光功率、光纤长度这两个重要因素对二阶碲基拉曼光纤放大器平均输出增益和增益平坦度的影响。最终在1530~1630 nm的超宽带宽范围内,设计出的二阶碲基光纤拉曼放大器平均输出增益为27.3601 dB,增益平坦度为0.6601 dB。
光纤光学 碲基光纤 二阶拉曼光纤放大器 合作搜索算法 增益平坦度 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506007
Yihong Fang 1,2Xinyi Zhang 1,2Xiheng Huang 1,2Yan Zeng 1,2[ ... ]Yuwen Qin 1,2,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Advanced Photonics Technology, School of Information Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
2 Guangdong Provincial Key Laboratory of Information Photonics Technology, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
3 Key Laboratory of Photonic Technology for Integrated Sensing and Communication, Ministry of Education, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
The dynamic gain of a few-mode erbium-doped fiber amplifier (FM-EDFA) is vital for the long-haul mode division multiplexing (MDM) transmission. Here, we investigate the mode-dependent dynamic gain of an FM-EDFA under various manipulations of the pump mode. First, we numerically calculate the gain variation with respect to the input signal power, where a mode-dependent saturation input power occurs under different pump modes. Even under the fixed intensity profile of the pump laser, the saturation input power of each spatial mode is different. Moreover, high-order mode pumping leads to a compression of the linear amplification region, even though it is beneficial for the mitigation of the differential modal gain (DMG) arising in all guided modes. Then, we develop an all-fiber 3-mode EDFA, where the fundamental mode of the pump laser can be efficiently converted to the LP11 mode using the all-fiber mode-selective coupler (MSC). In comparison with the traditional LP01 pumping scheme, the DMG at 1550 nm can be mitigated from 1.61 dB to 0.97 dB under the LP11 mode pumping, while both an average gain of 19.93 dB and a DMG of less than 1 dB can be achieved from 1530 nm to 1560 nm. However, the corresponding signal input saturation powers are reduced by 0.3 dB for the LP01 mode and 1.6 dB for the LP11 mode, respectively. Both theoretical and experimental results indicate that a trade-off occurs between the DMG mitigation and the extension of the linear amplification range when the intensity profile of pump laser is manipulated.
few-mode erbium-doped fiber amplifier differential modal gain saturation input power 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021403
作者单位
摘要
西安工业大学基础学院 陕西 西安 710021
连续变量量子远程传态在构建连续变量量子计算以及量子信息网络中发挥着重要作用。在实际的通信过程中, 由于周围环境的干扰, 量子纠缠通常会和周围的环境发生相互作用, 从而导致纠缠度减弱, 进而影响量子信息的正确传送, 导致隐形传态保真度的降低。实用的通信系统, 不是简简单单地从一个点到另一个点, 而是一个复杂的网络。因此利用多组份的纠缠态光场建立复杂的量子网络是必需的。本文利用四组份GHZ纠缠态光场来构建量子隐形传态网络, 得出该网络系统下传送量子态的保真度公式, 并仿真出不同压缩参数下增益因子对保真度的影响关系曲线, 仿真结果表示: 每一个确定的压缩参数都有一个最大保真度值, 对于确定的压缩参数r, 保真度随着增益因子的增大呈现先增大后减小的趋势。压缩参数r越大, 量子态恢复的保真度越好。当增益因子取值不合适时, 即使压缩参数比较大, 其保真度也无法达到较高要求。
量子隐形传态 多组份 增益因子 保真度 纠缠态光场 quantum teleportation multipartite gain factor fidelity entangled optical fields 
量子光学学报
2023, 29(4): 040102
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京210016
基于SiC宽禁带半导体材料及器件,实现了SiC宽禁带器件与超高真空器件的混合兼容设计与制备,研制了一种新型的SiC基真空‑固态混合光电探测器,光敏面有效直径25 mm,器件电子轰击增益近200倍,响应信号半高宽4.5 ns。为真空‑固态混合光电探测器件理论研究与工程应用的深入推进奠定了基础。
真空‑固态混合光电探测器 碳化硅 电子增益 响应时间 vacuum solid-state hybrid photodetector SiC electron gain response time 
光电子技术
2023, 43(4): 283
Yongqiang Sun 1,2,3Guangzhou Cui 1,2,3Kai Guo 1,2Jinchuan Zhang 1,2,*[ ... ]Shenqiang Zhai 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Beijing100083, China
2 Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Beijing100083, China
3 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Sharing the advantages of high optical power, high efficiency and design flexibility in a compact size, quantum cascade lasers (QCLs) are excellent mid-to-far infrared laser sources for gas sensing, infrared spectroscopic, medical diagnosis, and defense applications. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) is an important technology for growing high quality semiconductor materials, and has achieved great success in the semiconductor industry due to its advantages of high efficiency, short maintenance cycles, and high stability and repeatability. The utilization of MOCVD for the growth of QCL materials holds a significant meaning for promoting the large batch production and industrial application of QCL devices. This review summarizes the recent progress of QCLs grown by MOCVD. Material quality and the structure design together determine the device performance. Research progress on the performance improvement of MOCVD-grown QCLs based on the optimization of material quality and active region structure are mainly reviewed.
quantum cascade lasers continuous wave high optical power metal organic chemical vapor deposition broad gain 
Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 121901
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄 050051
基于 0.25 μm SiC衬底的 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,根据有源器件的 Gmax和输出功率密度,选择末级功率器件尺寸并确定其最优阻抗;采用三级放大器,其栅宽比为 1:4:16,实现高功率增益和高效率;利用等 Q匹配技术,把偏置电路融入匹配电路中,实现简单、低损耗和宽带阻抗变换;借助电磁场寄生参数提取技术实现紧凑型芯片版图,尺寸为 2.8 mm×2.0 mm。测试结果表明,偏置条件漏极电压 UD=28 V、UG=-2.2 V,在 2~6 GHz频率范围内,功率放大器增益大于 24 dB,饱和输出功率大于 43 dBm,功率附加效率大于 45%,可广泛应用于电子对抗和电子围栏等领域。
紧凑 功率附加效率 宽带 增益 微波单片集成电路 compact Power Additional Efficiency(PAE) broadband gain Monolithic Microwave Integrated Circuit(MMIC) 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1054

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