蒲玲 1,2,3,4王华闯 1,2,3,*赵彬 1,2,3,5
作者单位
摘要
1 光场调控科学技术全国重点实验室,成都 610209
2 中国科学院空间光电精密测量技术重点实验室,成都 610209
3 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
4 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 100049
5 中国科学院大学 光电学院,北京 100049
为实现微弱振动信号的实时、高精度解调,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的激光多普勒微弱振动检测及信号处理方法。采用全光纤结构的光学系统,振动信号处理系统则以FPGA为核心设计。改进相位解缠模块,在增大振动测量范围的同时,使其能适用于简谐振动与复杂振动。通过模拟振动实验验证了改进后相位解缠模块,且当振幅在80 μm以内时,测量精度在5‰以内。通过对压电陶瓷实际振动目标测振实验,其频率测量误差在1 Hz以内,振幅与频率的测量精度均在1%以内。实验验证了该振动信号处理方案对于扩大振动测量范围与实现高精度目标振动解调的有效性。
激光技术 激光多普勒测振 现场可编程逻辑门阵列 信号处理 相位解缠 laser technique laser doppler vibration measurement field programmable logic gate array signal processing phase unwrapping 
半导体光电
2023, 44(3): 478
作者单位
摘要
1 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,长春 130022
2 65547部队,辽宁 鞍山 114200
水下无线光通信(UWOC)系统可以实现最高Gbit/s量级的信号传输速率,对于现代水下应用具有重要意义。文章简述了UWOC系统的发展过程,对不同种类的UWOC系统进行了比较,对高速UWOC系统的研究现状进行了综述,从高速UWOC系统的光源、接收机以及信号处理3个部分进行了总结与讨论。希望文章可以为未来高速UWOC系统的研究与发展带来帮助。
水下无线光通信 光接收机 数字信号处理 调制技术 UWOC optical receiver digital signal processing modulation technique 
光通信研究
2023, 49(4): 1
作者单位
摘要
中北大学 电子测试技术重点实验室 山西 太原 030051
为了解决传统的荧光光谱采集系统与光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,后文简称ODMR)光谱采集系统存在的搭建繁琐、检测样品聚焦精度较低、采集系统之间转换困难以及ODMR光谱采集信号信噪比和采集精度较低的问题,设计了基于光纤传感的荧光采集与ODMR光谱采集转换系统。通过光纤将激发光源电路、微波传感天线、光纤传感器、显微聚焦光路、PD(photodetector)放大电路、信号处理模块以及荧光光谱仪各模块进行耦合集成,为信号处理的软件提供硬件部分支持。在软件部分,通过开源程序编写实现信号数据处理以及光谱成像功能,利用PD放大电路对数据进行初步处理之后,在软件部分通过信号处理模块进行进一步处理,数据以图谱形式呈现,并且最终磁灵敏度达到0.51nT/Hz1/2。
荧光光谱 ODMR曲线 信号处理 转换系统 灵敏度 高信噪比 fluorescence spectrum optically detected magnetic resonance spectrum signal processing transcription system sensitivity High SNR 
量子光学学报
2023, 29(1): 010901
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
2 Shanghai Engineering Research Center of Hierarchical Nanomaterials, Shanghai 200237, China
3 Shanghai Frontiers Science Center of Optogenetic Techniques for Cell Metabolism, Shanghai 200237, China
Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond are progressively favored for room-temperature magnetic field measurement. The signal to noise ratio (SNR) optimization for NV diamond magnetometry generally concentrates on signal amplitude enhancement rather than efficient noise processing. Here, we report a compound filter system combining a wavelet denoising method and an adaptive filter for the realization of an efficient weak magnetic measurement with a high SNR. It allows enhanced magnetic field measurement with an average SNR enhancement of 17.80 dB at 50 nT within 500 mHz to 100 Hz and 14.76 dB at 500 mHz within 50 nT to 1100 nT. The introduction of this system in NV diamond magnetometry is aimed to improve signal quality by effectively eliminating the noise and retaining ideal signals.
nitrogen-vacancy center quantum sensing signal processing 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 111201
Author Affiliations
Abstract
1 College of Ophthalmology, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 610075, P. R. China
2 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, P. R. China
3 Key Laboratory of Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, P. R. China
4 Key Laboratory of Sichuan Province Ophthalmopathy Prevention & Cure and Visual Function Protection with TCM, Chengdu 610075, P. R. China
5 Ineye Hospital of Chengdu University of TCM, Chengdu 610075, P. R. China
The nonuniform distribution of interference spectrum in wavenumber k-space is a key issue to limit the imaging quality of Fourier-domain optical coherence tomography (FD-OCT). At present, the reconstruction quality at different depths among a variety of processing methods in k-space is still uncertain. Using simulated and experimental interference spectra at different depths, the effects of common six processing methods including uniform resampling (linear interpolation (LI), cubic spline interpolation (CSI), time-domain interpolation (TDI), and K-B window convolution) and nonuniform sampling direct-reconstruction (Lomb periodogram (LP) and nonuniform discrete Fourier transform (NDFT)) on the reconstruction quality of FD-OCT were quantitatively analyzed and compared in this work. The results obtained by using simulated and experimental data were coincident. From the experimental results, the averaged peak intensity, axial resolution, and signal-to-noise ratio (SNR) of NDFT at depth from 0.5 to 3.0mm were improved by about 1.9dB, 1.4 times, and 11.8dB, respectively, compared to the averaged indices of all the uniform resampling methods at all depths. Similarly, the improvements of the above three indices of LP were 2.0dB, 1.4 times, and 11.7dB, respectively. The analysis method and the results obtained in this work are helpful to select an appropriate processing method in k-space, so as to improve the imaging quality of FD-OCT.
Optical coherence tomography signal processing uniform resampling nonuniform sampling direct-reconstruction reconstruction quality 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(5): 2350002
作者单位
摘要
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 optical communications coherent detection self-coherent detection differential modulation digital signal processing 
光学学报
2023, 43(15): 1506004
作者单位
摘要
1 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室,天津 300300
2 中国民航大学工程技术训练中心,天津 300300
侧向激光雷达 信号处理 神经网络 图像去噪 side-scatter lidar signal processing neural network image denoising 
光电工程
2023, 50(6): 220341
胡以华 1,2,3,4赵禄达 1,2,3,4,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学 电子对抗学院,安徽 合肥 230037
2 国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
3 国防科技大学 电子制约技术安徽省重点实验室,安徽 合肥 230037
4 合肥综合性国家科学中心 信息安全研究中心,安徽 合肥 230037
激光成像在多个领域中应用广泛,其成像时包含一系列的信号和信息处理过程,会对成像质量造成关键性的影响,并在成像信息运用的过程中起着关键性作用。文中主要针对典型激光成像处理技术进行综述性研究。首先,讨论了典型成像体制的激光成像处理技术特征,按照信号处理和信息处理两个阶段归纳了主要的共性处理方法和内容。其次,分析了激光信号去噪、辐射与几何校正和激光点云处理技术,激光测距、图像重建、目标检测的信息处理技术的发展现状,研究了典型处理技术特别是基于深度学习的激光成像智能处理技术的实现过程。最后,分析了激光成像处理技术的发展需求和未来发展方向,希望能对激光成像的相关研究带来一定的参考作用。
激光成像 信号处理 信息处理 点云处理 深度学习 laser imaging signal processing information processing point cloud processing deep learning 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230169
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
3 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
4 Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China
The terahertz photonics technique has bright application prospects in future sixth-generation (6G) broadband communication. In this study, we have experimentally demonstrated a photonics-assisted record-breaking net bit rate of 417 Gbit/s per wavelength signals delivery in a fiber-wireless converged communication system supported by advanced digital-signal-processing (DSP) algorithms and a polarization multiplexing-based multiple-input multiple-output (MIMO) scheme. In the experiment, up to 60 GBaud (480 Gbit/s) polarization-division-multiplexing 16-ary quadrature-amplitude-modulation (PDM-16QAM) signals are transmitted over 20 km fibers and 3 m wireless 2×2 MIMO links at 318 GHz with the bit error rate (BER) under 1.56×10-2. It is the first demonstration to our knowledge of signals delivery exceeding 400 Gbit/s per wavelength in a photonics-assisted fiber-wireless converged 2×2 MIMO communication system.
terahertz photonics technique fiber-wireless converged communication digital signal processing THz-band photonics-assisted technique 
Chinese Optics Letters
2023, 21(7): 073901
作者单位
摘要
1 国防科技大学电子科学学院CEMEE国家重点实验室,湖南 长沙 410073
2 西北核技术研究所,陕西 西安 710024
为探索可靠的激光雷达回波处理方式及研究大气对回波相位的影响,进行了激光雷达回波相干性分析。首先通过建立激光雷达时域模型及搭建实验系统获取仿真和实验大气回波。为排除系统误差的干扰对实验回波提取相位并脉间对齐,再基于归一化协方差函数计算仿真回波和对齐后实验回波的相关系数,发现回波脉间不相干。在证明出射脉冲的高相干性的基础上,硬目标回波的脉间积累可以实现本征频率的增强,而对齐后的风场回波脉间积累的效果远差于非相干平均,表明硬目标的漫反射能保留本征信号的相干性,而风场这类软目标严重破坏回波的相干性。
测风激光雷达 数字信号处理 相干积累 非相干平均 软目标 硬目标 wind lidar digital signal processing coherent accumulation incoherent accumulation soft target hard target 
激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1428003

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