检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2023年第13期72卷 75-86页

作者：赵丽娟姜焕秋徐志钮华北电力大学电气与电子工程学院保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室保定071003

针对螺旋扭曲的单包层-少芯光子晶体光纤在生成轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)方面存在的不足,首次将三芯和内外空气孔不均匀的双包层结构引入光子晶体光纤,并通过螺旋扭曲实现了高阶OAM模式的生成.该光纤通过引入特殊设计... 详细信息

针对螺旋扭曲的单包层-少芯光子晶体光纤在生成轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)方面存在的不足,首次将三芯和内外空气孔不均匀的双包层结构引入光子晶体光纤,并通过螺旋扭曲实现了高阶OAM模式的生成.该光纤通过引入特殊设计的双包层结构有望降低生成的OAM模式的损耗,而围绕中心呈正三角分布的三个纤芯有望增加生成的OAM模式的数量.在光学变换原理的基础上,通过有限元方法对该光纤进行系统的分析,结果发现,当扭曲率a=7853.98 rad/m时,生成的OAM模式包括“OAM_(–4,1),OAM_(+9,1),OAM_(+10,1),OAM_(+11,1),OAM_(+13,1)”,其中+13阶是目前利用螺旋扭曲光纤生成的OAM模式中最高的阶数,且OAM模式的损耗均小于1.64×10^(–3)d B/m,比已有文献中最低的OAM模式损耗(Napiorkowski M,Urbanczyk W S 2018 *** 2612131)至少降低2个数量级,以及OAM模式纯度均大于93%.进一步研究表明,轨道角动量的生成依赖于纤芯超模与环形芯模式的共振耦合,而生成的OAM模式阶数的奇偶性与纤芯超模和环形芯模式的极化方向有关.

关键词：轨道角动量螺旋扭曲光纤共振耦合圆双折射

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基于混沌映射的光纤通信系统数据加密研究

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激光杂志 2022年第8期43卷 117-120页

作者：张伟周丽淮阴工学院江苏淮安223200

为了提高光纤通信系统数据传输的安全性和抗攻击性,提出基于混沌映射的光纤通信系统数据加密技术。首先分析光纤通信系统数据加密的研究现状,然后对光纤通信系统数据加密的编码和密钥进行优化研究,并匹配Rossel混沌密钥数据块完成加密通... 详细信息

为了提高光纤通信系统数据传输的安全性和抗攻击性,提出基于混沌映射的光纤通信系统数据加密技术。首先分析光纤通信系统数据加密的研究现状,然后对光纤通信系统数据加密的编码和密钥进行优化研究,并匹配Rossel混沌密钥数据块完成加密通信,最后进行了仿真测试实验,结果表明,设计光纤通信系统数据加密技术的加密效果好,可以保证光通系统的数据传输稳定性,具有较强的抗攻击性能力,对光通系统数据传输的加密安全效果好。

关键词：混沌系统光纤通信 Rossel混沌密钥通信加密传输

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基于LSTM的布里渊增益谱提取方法

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光子学报 2023年第1期52卷 106-115页

作者：尚秋峰李雪丽华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室保定071003

针对布里渊光时域传感器在进行长距离监测时存在的实时性较差的问题,提出了一种基于长短期记忆网络的布里渊增益谱温度提取方法。采用洛伦兹函数仿真生成用于长短期记忆网络训练的数据集,建立长短期记忆网络与温度的映射关系。搭建了40... 详细信息

针对布里渊光时域传感器在进行长距离监测时存在的实时性较差的问题,提出了一种基于长短期记忆网络的布里渊增益谱温度提取方法。采用洛伦兹函数仿真生成用于长短期记忆网络训练的数据集,建立长短期记忆网络与温度的映射关系。搭建了40 km的布里渊光时域实验系统,通过谱线相减法对实验数据中存在的畸变现象进行校正,采用长短期记忆网络对校正数据进行了温度信息提取。将本文提出的长短期记忆网络方法与经典的极限学习机方法进行了对比。仿真和实验结果表明,所提算法的最小均方根误差可达0.11℃;即使在扫频步长较大的情况下,该方法仍具有较好的测量精度,有利于提高布里渊光时域温度传感系统的实时性。

关键词：光纤传感布里渊光时域分析布里渊增益谱长短期记忆网络温度提取

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基于信号多域特征置乱的光OFDM物理层加密技术研究

基于信号多域特征置乱的光OFDM物理层加密技术研究

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作者：杨常青北京邮电大学

学位级别：硕士

互联网的迅猛发展,在出行、支付、娱乐、工作等各个方面提升了人们的幸福感和便捷性。在享受网络互联带来的好处同时,网络信息安全问题也不容忽视。全球对于信息安全的支出费用逐年升高,我们国家对于网络信息安全也给予高度的重视。因... 详细信息

互联网的迅猛发展,在出行、支付、娱乐、工作等各个方面提升了人们的幸福感和便捷性。在享受网络互联带来的好处同时,网络信息安全问题也不容忽视。全球对于信息安全的支出费用逐年升高,我们国家对于网络信息安全也给予高度的重视。因此研究对信息的加密十分必要。在目前的通信技术中,光纤通信技术在主干道上各网络之间的互连及数据传递中起到至关重要的作用。其中,光OFDM技术集合光纤通信和OFDM技术的优势,传输容量大,色散度和偏振色散容忍度高,频谱利用率高,在光通信研究中备受关注,且应用场景十分广泛,如光接入网系统、光载无线系统等等。因此,研究在光OFDM系统中的加密技术至关重要。对于光OFDM系统的加密技术中,在物理层中加密相较于其他层具有着加密方式更加灵活、可操作数据种类多、实现复杂度低等优势。因此,本文针对光OFDM系统的物理层加密技术进行研究。通过调研各种加密算法,本文针对光OFDM的信号具有不同信号状态,即不同的域的特征,对OFDM信号的不同域进行加密方案的设计,通过对特定域的置乱或者各个域之间的级联扰乱,实现加密。本文提出了两种加密方案,第一种加密方案的核心在于通过对级联的OFDM信号的不同域,即复数域、子载波域、符号域这三个域分别加密来增加加密算法的复杂度,从而提高了算法的安全性。同时采用猫映射这种自同态混沌系统置乱,保证了映射之后区域保持一致,不会带来误码扩散。第二种加密方案的核心在于使用了一种新的密钥生成方式,将生物上的遗传进化引入,通过对初始的种群进行交叉、变异操作演变成新种群,产生的新种群作为加密中的密钥。通过控制交叉、变异的阈值可以使新生成的种群与初代之间具有很大的差异。两种方案通过可行性的验证分析了系统的误码率、PAPR和安全性能,在FEC的标准下,两种方案都可在保证系统性能的情况下,达到安全传输的目的。

关键词：光OFDM 多域置乱物理层安全

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融合三元组及复值CNN的PS系统光纤非线性补偿方案

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光通信技术 2024年第6期48卷 82-88页

作者：范亚萱王鸣娇杜蕾乔京帅蓝海龙李旭升张义宁杨立山许恒迎白成林山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252000 聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252000 聊城市工业互联网研究与应用重点实验室山东聊城252000 聊城大学数学科学学院山东聊城252000

针对概率整形(PS)系统光纤传输中的非线性损伤问题,提出了一种融合三元组及复值卷积神经网络(T-CCNN)的PS系统光纤非线性补偿方案。首先将经过线性损伤处理后的符号生成二维三元组,再将这种三元组输入到T-CCNN中进行光纤非线性补偿,并... 详细信息

针对概率整形(PS)系统光纤传输中的非线性损伤问题,提出了一种融合三元组及复值卷积神经网络(T-CCNN)的PS系统光纤非线性补偿方案。首先将经过线性损伤处理后的符号生成二维三元组,再将这种三元组输入到T-CCNN中进行光纤非线性补偿,并保留实部与虚部间相位信息的相关性。仿真结果表明:在最佳发射功率下传输800 km,三元组边长长度为13时,该方案Q因子的增益为1.39 dB;当达到硬判决前向纠错阈值时,该方案比DBP-1StPs方案可增加约180 km的传输距离。

关键词：光纤非线性补偿概率整形微扰理论

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激光直写制备完美涡旋光束微波带片

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中国激光 2020年第7期47卷 331-337页

作者：秦燕亮黄轶涂谱张琦赵茗杨振宇华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

完美涡旋光束的涡旋半径与拓扑荷数无关,且携带有轨道角动量,这使得完美涡旋光束在光学通信、量子光学以及激光制造等领域被广泛应用。利用双光子聚合的激光直写技术制备出了可产生完美涡旋光束的径向相移螺旋型波带片。通过改变波带片... 详细信息

完美涡旋光束的涡旋半径与拓扑荷数无关,且携带有轨道角动量,这使得完美涡旋光束在光学通信、量子光学以及激光制造等领域被广泛应用。利用双光子聚合的激光直写技术制备出了可产生完美涡旋光束的径向相移螺旋型波带片。通过改变波带片的径向相移控制参数,实现了对完美涡旋光束涡旋半径的调控。同时,通过干涉图样验证了涡旋光束携带的轨道角动量与设计的拓扑荷数相吻合。本工作可为光子芯片集成的快速设计制造提供一定参考。

关键词：物理光学完美涡旋光束激光直写轨道角动量干涉

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电离层E层对星地量子密钥分发特性的影响

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北京邮电大学学报 2023年第5期46卷 35-40页

作者：刘涛王思佳刘舒宇张荣香刘晨霞华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室保定071003 河北大学物理科学与技术学院保定071002

研究了采用3种不同波长信号进行通信时电离层E层对星地量子密钥分发系统特性的影响。首先,建立了电离层E层的传输模型,并得到了电离层E层的链路衰减计算式;分析了太阳天顶角和信号传输距离对3种波长信号链路衰减的影响。通过仿真实验分... 详细信息

研究了采用3种不同波长信号进行通信时电离层E层对星地量子密钥分发系统特性的影响。首先,建立了电离层E层的传输模型,并得到了电离层E层的链路衰减计算式;分析了太阳天顶角和信号传输距离对3种波长信号链路衰减的影响。通过仿真实验分析了信道容量、纠缠保真度、量子误码率以及安全密钥率随太阳天顶角和信号传输距离的变化关系。结果表明,在实际应用中,为了获得较好的量子通信特性,推荐使用短波长量子信号,并尽量避免在中午前后传输量子信号。

关键词：量子密钥分发电离层E层信道容量纠缠保真度量子误码率安全密钥率

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利用局部受激散射激励提升紧凑型低成本BOTDR系统探测精度

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光学学报 2024年第11期44卷 40-49页

作者：刘鑫煜陈理平陈玉明李拥政黄秋茗陈映恺郭林峰徐小敏南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 江苏省大气海洋光电探测重点实验室江苏南京210044 中铁(上海)投资集团有限公司上海200126 江苏省产品质量监督检验研究院江苏南京210007 中铁三局集团华东建设有限公司江苏南京211153 江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室江苏南京210044 剑桥大学工程系英国剑桥CB21PZ

提出一种利用局部受激布里渊散射(SBS)提升布里渊光时域反射(BOTDR)系统的检测精度的方法。实验中使用20 ns的泵浦脉冲,设置脉冲频率为40 kHz,在23℃温度下对1009 m待测光纤进行测量,然后设置脉冲频率为20 kHz,对2019 m待测光纤进行测量... 详细信息

提出一种利用局部受激布里渊散射(SBS)提升布里渊光时域反射(BOTDR)系统的检测精度的方法。实验中使用20 ns的泵浦脉冲,设置脉冲频率为40 kHz,在23℃温度下对1009 m待测光纤进行测量,然后设置脉冲频率为20 kHz,对2019 m待测光纤进行测量,比较不同电流下频移分布的均方根误差(RMSE)。使用50 ns的泵浦脉冲,设置脉冲频率为20 kHz,对2000 m待测光纤上前端和后端各50 m长度光纤水浴加热至50℃并进行测量。实验结果说明尽管发生的SBS会减小BOTDR系统的传感距离,但却能够在一定程度上提高温度/应变的探测精度。与传统BOTDR系统相比,所提系统利用局部SBS提高了BOTDR系统特定距离上的探测精度,使得紧凑型低成本BOTDR系统的工程实用性得以提高。

关键词：光通信布里渊光时域反射自发布里渊散射受激布里渊散射检测精度

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考虑拓扑相关和双重耦合的电力信息物理系统建模与脆弱性分析

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中国电机工程学报 2021年第16期41卷 5486-5499页

作者：张艺伟刘文霞刘耕铭黄少锋新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

为更好地揭示电力信息物理系统(electric cyber physical system,ECPS)的脆弱性特征,该文考虑拓扑相关和双重耦合建立ECPS相依网络模型并对其进行脆弱性分析。首先,计及节点频率控制能力,建立复杂电力网络模型;其次,考虑电力/通信节点... 详细信息

为更好地揭示电力信息物理系统(electric cyber physical system,ECPS)的脆弱性特征,该文考虑拓扑相关和双重耦合建立ECPS相依网络模型并对其进行脆弱性分析。首先,计及节点频率控制能力,建立复杂电力网络模型;其次,考虑电力/通信节点和线路双重结构耦合,结合光纤通信网结构特征和组网约束,研究基于电力子网的通信网结构生成方法,综合结构耦合和双向差异化功能耦合,建立ECPS相依网络模型;随后,基于事故链理论,提出ECPS连锁故障分析方法;最后,以某省级电网为例生成通信网络,通过结构特征对比验证方法有效性,并深入分析节点脆弱性新特性、线路耦合深度和信息失效对相变特性的影响以及不同通信业务影响的差异性和阶段性,研究成果能够为ECPS规划和韧性提升提供有效的理论支撑。

关键词：电力信息物理系统结构耦合相依网络脆弱性分析

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硅基光电子及其前沿进展(特邀)

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光学学报(网络版) 2024年第6期1卷 21-38页

作者：周治平陈卫标冯俊波杨丰赫马德岳何希文李德钊侯辉煌帅友强崔伟龙杭州爱杰光电科技有限公司浙江杭州311400 中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 北京大学电子学院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 重庆联合微电子中心有限责任公司重庆400030 张江实验室上海201210

在后摩尔时代的今天,以小型化和集成化为显著特征的微电子系统和以大传输容量为优势的光电子系统均已接近发展的极限。硅基光电子(SBO)芯片得益于成熟的CMOS工艺,能将微电子系统与光电子系统大规模地集成在一个硅衬底上,是满足信息系统... 详细信息

在后摩尔时代的今天,以小型化和集成化为显著特征的微电子系统和以大传输容量为优势的光电子系统均已接近发展的极限。硅基光电子(SBO)芯片得益于成熟的CMOS工艺,能将微电子系统与光电子系统大规模地集成在一个硅衬底上,是满足信息系统小型化、功能化、大规模以及低功耗等发展需求的最佳解决方案之一。本文从信息技术的基本要素出发,简述微电子、光电子的发展历程,论证SBO技术的必然性及其对信息系统小型化的关键赋能作用,并进一步阐述其近年来取得的一些重要进展,分析在大算力需求背景下的光互连、光电传感和光电计算这三个典型应用,以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考,推动SBO技术在信息技术发展中的进一步探索与应用。

关键词：硅基光电子光电集成光电计算光互连人工智能

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