检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2024年第10期53卷 30-39页

作者：裴丽丁保钦白冰白博文隋娟王建帅宁提纲北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 光子算数(北京)科技有限责任公司北京100081 北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

光子储备池因其反馈连接的拓扑结构,在时间序列任务中展现出巨大潜力,主要形式包括延时型、波导型、空间光型和空腔型储备池。其中,波导型集成光子储备池具有并行输入和高集成度的特点,在时间序列二进制任务中表现突出。然而,针对更复... 详细信息

光子储备池因其反馈连接的拓扑结构,在时间序列任务中展现出巨大潜力,主要形式包括延时型、波导型、空间光型和空腔型储备池。其中,波导型集成光子储备池具有并行输入和高集成度的特点,在时间序列二进制任务中表现突出。然而,针对更复杂的模拟数值预测任务,传统方法下的单个集成光子储备池因物理节点数量有限,导致计算性能不足。为解决这一问题,提出了一种32节点梅花形光子储备池芯片,外围节点作为输入输出节点,各输入节点通过强度调制引入非线性效应,接收不同的调制信号,各输出节点基于历史数据,采用向量自回归算法进行训练,从而实现更高效且精确的时间序列预测任务。研究结果表明:通过优化输入策略、芯片设计和训练算法,32节点集成光子储备池相较于传统延时型光子储备池,在预测任务中的RMSE和NMSE指标分别提升了两个和一个数量级,使波导型集成光子储备池在时间序列预测任务中成为有力竞争方法。

关键词：光子储备池时间序列预测集成光学向量自回归

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基于微转印方法实现III-V-on-SOI异质集成光电探测器

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光通信研究 2024年

作者：王兆璁权志恒郑施冠卿朱岩叶楠陆梁军周林杰宋英雄上海大学特种光纤与光接入网重点实验室北京英孚瑞半导体科技有限公司上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学平湖智能光电研究院

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度、高传输速度的优势，但受限于硅材料的光电性能，单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0 × 10 cm-2的吸收系数，可制... 详细信息

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度、高传输速度的优势，但受限于硅材料的光电性能，单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0 × 10 cm-2的吸收系数，可制成具有较高吸收效率的有源光探测器件。因此，通过异质集成的方式，将InGaAs/InP有源器件与硅基波导结合成为基于硅光子平台实现高效光电探测器的一个可行方向。大晶格失配及热膨胀系数的差异使得通过外延生长技术实现大规模集成变得非常困难，而键合集成技术中的微转印技术可以实现微米尺度量级的集成，进而低成本、高效率的制备出异质集成器件。而在该技术的现有制备流程中，通过刻蚀牺牲层实现器件与衬底分离的方案需要极高的工艺积累。文章的研究目的是在保留探测器原衬底的情况下，利用微转印方法实现InGaAs/InP 雪崩光电探测器件与绝缘体上硅(SOI)光栅耦合器的直接键合集成。【方法】在研究方法上，文章研究了微转印方法的基本原理，搭建了微转印实验平台。通过微转印方法实现了III-V族雪崩光电探测器(APD)样片与SOI光栅耦合器(GC)的异质集成，基于测试结果评估微转印方法的可行性。【结果】通过微转印集成获得的异质集成光电探测器，响应带宽约为4 GHz，暗电流约为13 nA(@-13 V)，与该样片集成前的性能测试数据基本一致。受到耦合损耗的影响，集成后整体结构的响应度为7.3 × 10-3A/W(@-25 V)。排除输入端光纤-光栅耦合器的损耗之后，集成器件的响应度约1.8 × 10-2A/W(@-25 V)。【结论】文章的工作验证了基于微转印方法实现III-V族雪崩光电探测器与SOI波导平台进行异质集成的可行性。通过保留InP衬底，使微米级×微米级尺度的APD光电探测器与SOI光栅耦合器通过InP衬底/硅基光子平台界面间的范德华力实现了直接键合集成，以此简化微转印工艺的实施流程而提高集成效率。通过实验可以验证，集成前/后器件的暗电流和带宽性能基本保持不变。

关键词：硅基光电子异质集成微转印光电探测器

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基于场分布调控和多孔氮化镓DBR的蓝光光子晶体面发射激光器设计

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光学学报 2024年第20期44卷 157-165页

作者：刘启发刘珂李皖晴郭寒杨宇潇朱刚毅南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 南京邮电大学波特兰学院江苏南京210023

提出了一种基于表面场分布调控和多孔氮化镓(Ga N)分布式布拉格反射器(DBR)的蓝光Ph C面发射激光器,通过在Ga N表面引入二氧化钛(TiO_(2))Ph C层以及在下部引入多孔Ga N/Ga N DBR结构,实现具有高限制因子、高谐振品质因数和基于DBR增强... 详细信息

提出了一种基于表面场分布调控和多孔氮化镓(Ga N)分布式布拉格反射器(DBR)的蓝光Ph C面发射激光器,通过在Ga N表面引入二氧化钛(TiO_(2))Ph C层以及在下部引入多孔Ga N/Ga N DBR结构,实现具有高限制因子、高谐振品质因数和基于DBR增强光功率的激光谐振腔结构。采用严格耦合波分析(RCWA)、平面波方程(PWE)和时域有限差分(FDTD)等仿真方法,研究了Ph C结构和层结构参数对激光器性能的影响,最终完成了对光场模式分布的强约束与调节控制,实现了大于8%的Ph C层限制因子、38 cm^(-1)的辐射常数和约2 W/A的斜率效率。此外,较高的品质因数和限制因子使激光器具有了低至217 cm^(-1)增益阈值。

关键词：多孔氮化镓场分布调控限制因子品质因数斜率效率增益阈值蓝光PhC面发射激光器

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基于差分进化和数字微扰的微环波长锁定系统

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 266-272页

作者：田华麟张嘉杰邱辞源冯元华暨南大学信息科学技术学院广东广州510632 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

硅基微环谐振器由于其优异的光谱选择性、紧凑的占地面积和低功耗特性,被大量应用于光子集成领域。但是,由制造误差和硅基器件高热敏性引起的微环谐振波长偏移会导致工作状态不稳定,在实际应用中需要实现相应的波长锁定方案。提出了一... 详细信息

硅基微环谐振器由于其优异的光谱选择性、紧凑的占地面积和低功耗特性,被大量应用于光子集成领域。但是,由制造误差和硅基器件高热敏性引起的微环谐振波长偏移会导致工作状态不稳定,在实际应用中需要实现相应的波长锁定方案。提出了一种基于差分进化和数字微扰的微环波长锁定系统,以输出光功率为监测变量,在全局搜索阶段基于差分进化算法搜索最佳加热功率来定位目标信号波长,在局部锁定阶段基于数字微扰算法解调出误差信号,据此来增减加热功率以消除环境温度波动干扰。经过理论推导和实验验证,发现提出的差分进化算法搜索最佳加热功率的速度比传统的逐步扫描方式快4倍左右,实验验证了在400 s内、在环境温度变化5℃条件下微环谐振波长的稳定锁定。

关键词：硅基微环波长锁定差分进化数字微扰

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基于CL-IPPM的单光源逆向调制自由空间光通信系统

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光电子．激光 2022年第2期33卷 208-216页

作者：陈天宁杨国伟滕旭阳毕美华杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310016 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

在单光源逆向调制(modulating retro-reflector,MRR)自由空间光通信(free-space optical,FSO)系统中,光收发端在接收MRR端上行再调制信号时,会受到自身下行信号的串扰,导致系统误码率性能恶化。本文提出采用组合逻辑(combinatorial logi... 详细信息

在单光源逆向调制(modulating retro-reflector,MRR)自由空间光通信(free-space optical,FSO)系统中,光收发端在接收MRR端上行再调制信号时,会受到自身下行信号的串扰,导致系统误码率性能恶化。本文提出采用组合逻辑(combinatorial logic,CL)反向脉位调制(inverse pulse position modulation,IPPM)方案来消除下行信号对上行再调制信号的串扰,进而降低单光源MRR FSO通信系统误码率。本项研究设计了基于CL-IPPM的单光源MRR FSO通信实验装置,进行了仿真及全双工通信实验。实验结果表明,使用CL-IPPM方案的单光源MRR FSO系统增益约5 dB。同时,光收发端和MRR端均采用IPPM时,CL-IPPM方案可获得较好的误码率性能。此外,本文利用微角锥棱镜阵列的伪相位共轭特性来提升该系统的鲁棒性,将CL-IPPM方案与微角锥棱镜阵列结合应用于单光源MRR FSO通信系统,可实现弱/中湍流强度下误码率为10^(-3)以下的全双工通信。

关键词：组合逻辑逆向调制大气湍流自由空间光通信微角锥棱镜阵列

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前言

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半导体光电 2022年第1期43卷 I0001-I0002页

作者：邹卫文瞿鹏飞上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学科研院、科研质量管理处光传输与处理事业部

微波光子技术是微波与光子学两大领域优势相结合的交叉学科,其核心是探索微波与光波在媒质中的相互作用,研究微波在光域产生、传输、处理以及控制等方向的新机理、新方法、新技术和新应用,解决微波、光子学领域的发展和应用瓶颈。近十年... 详细信息

微波光子技术是微波与光子学两大领域优势相结合的交叉学科,其核心是探索微波与光波在媒质中的相互作用,研究微波在光域产生、传输、处理以及控制等方向的新机理、新方法、新技术和新应用,解决微波、光子学领域的发展和应用瓶颈。近十年来,微波光子技术的发展日新月异。首先,随着以半导体激光器、高速光电调制、探测、放大以及光纤光学为代表的基础器件领域的长足发展。

关键词：半导体激光器光纤光学微波光子技术光子学交叉学科新机理应用瓶颈相互作用

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基于卷积神经网络的双层生物组织光学参数反演研究

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激光与光电子学进展 2022年第6期59卷 257-264页

作者：鲍瑞刘庆文刘远远何祖源上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

生物组织的吸收系数和散射系数与组织的生理状态相关,是检测人体健康状态的重要指标。当前双层生物组织模型的光学参数反演方案中,吸收系数和散射系数的预测精度受到上层组织厚度等参数的影响较大,限制了模型的实际应用范围。为此,提出... 详细信息

生物组织的吸收系数和散射系数与组织的生理状态相关,是检测人体健康状态的重要指标。当前双层生物组织模型的光学参数反演方案中,吸收系数和散射系数的预测精度受到上层组织厚度等参数的影响较大,限制了模型的实际应用范围。为此,提出一种对上层组织厚度等参数不敏感的吸收和散射系数反演方法。通过采集漫反射光信号的空间和时间分布信息,并利用卷积神经网络来反演双层生物组织的吸收系数和散射系数,在随机的上层组织厚度和折射率等参量下实现较高的吸收系数和散射系数反演精度。在仿真实验中,基于改进的蒙特卡罗模拟获得双层皮肤模型在不同空间探测位置处、不同时刻的漫反射光强信息,然后利用卷积神经网络实现对两层皮肤组织吸收系数和散射系数的预测。结果表明:在固定的上层组织厚度和折射率参数下,吸收系数和散射系数反演的平均相对误差均小于4%;而当上层组织厚度和折射率存在随机变化时,吸收系数和散射系数的平均相对误差仍小于8%。相较其他方法,所提的测量方案和反演算法进一步提升了反演精度和扩展了实际应用场景,为生物组织光学参数的无创测量提供了新思路。

关键词：生物光子学组织光学参数漫反射率蒙特卡罗模拟卷积神经网络

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基于Neuroptica的光学神经网络仿真实验设计

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实验室研究与探索 2023年第11期42卷 135-140页

作者：卢瑾苏豪宇王艳任宏亮浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江工业大学信息工程学院杭州310023

光学神经网络光电子技术与神经网络模型,有望突破传统电子神经网络计算速度和网络功率效率低的技术瓶颈。为解决教学活动中缺乏实际演示案例问题,设计了利用光学神经网络进行手写数字识别实验。利用光学神经网络芯片级仿真平台Neuroptic... 详细信息

光学神经网络光电子技术与神经网络模型,有望突破传统电子神经网络计算速度和网络功率效率低的技术瓶颈。为解决教学活动中缺乏实际演示案例问题,设计了利用光学神经网络进行手写数字识别实验。利用光学神经网络芯片级仿真平台Neuroptica构建手写数字识别系统,学生在不同参数下训练模型进行对比实验,也可自主编程设计ONN模型实现其他机器学习任务以验证模型的优劣。

关键词：光电子技术光学神经网络马赫曾德干涉仪手写数字识别

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低纹波因数、高形状因子的片上光学平顶滤波器

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光学学报 2021年第24期41卷 141-152页

作者：廖莎莎张甜甜刘继伟包航重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 东南大学毫米波国家重点实验室江苏南京211189 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

提出了一种基于绝缘体上硅的低纹波因数、高形状因子的片上光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型环谐振器辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪结构,可实现纹波因数(通带最大功率与最小功率之比)约0.11 dB、形状因子(3 dB带宽与20 dB带宽之比)... 详细信息

提出了一种基于绝缘体上硅的低纹波因数、高形状因子的片上光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型环谐振器辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪结构,可实现纹波因数(通带最大功率与最小功率之比)约0.11 dB、形状因子(3 dB带宽与20 dB带宽之比)约0.79、旁瓣抑制比约22.78 dB、插入损耗约0.22 dB、自由光谱范围(FSR)约5.22 nm的滤波谱线。在不改变结构的情况下,通过成比例缩小相关尺寸,滤波曲线的FSR可相应变化。当尺寸缩小为原来的58%时,FSR增加至11.17 nm、形状因子为0.81、插入损耗为0.21 dB、纹波因数和旁瓣抑制比分别约0.14 dB和16.83 dB。最后,模拟了小尺寸滤波器在实际制作中工艺误差对器件滤波性能的影响,并进一步提出和证明利用片上微型热电极对该器件进行加热可有效削弱此影响的结论。该平顶滤波器具有尺寸小、质量小、制造简单、工艺容差大、纹波因数低、形状因子高、损耗小等优势,可广泛应用于频率梳产生、光开关等光信号处理领域。

关键词：集成光学光子集成电路平顶滤波器跑道型微环谐振器

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基于非正交多址和卷积神经网络的光接入网

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激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 188-194页

作者：邓鹏程王睿杨慧易安林西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031

针对下一代光接入网,提出了一种基于功率域非正交多址的扩容无源光网络方案。传统的功率域非正交多址网络基于信道估计函数,采用串行干扰消除(SIC)算法进行解调和恢复,需要精确的信道估计,存在差错传播效应。针对该问题,提出了基于修正... 详细信息

针对下一代光接入网,提出了一种基于功率域非正交多址的扩容无源光网络方案。传统的功率域非正交多址网络基于信道估计函数,采用串行干扰消除(SIC)算法进行解调和恢复,需要精确的信道估计,存在差错传播效应。针对该问题,提出了基于修正卷积神经网络(CNN)的信号接收方案,利用大量数据独立拟合各用户信道函数,打破了SIC解调算法中用户间的依赖链,提升了系统的传输性能和公平性。结果表明,在扩容功率域非正交多址无源光网络中,相比传统SIC解调算法,基于修正CNN的接收方案对远端用户(传输60 km)和近端用户(传输20 km)的传输性能可分别提升约0.5 dB和1.7 dB,且其公平性指数更接近1。

关键词：光通信功率域非正交多址卷积神经网络串行干扰消除扩容无源光网络

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