检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 112-119页

作者：李源昊陈思飞刘晨范利锋王延辉北京大学电子学院北京100871 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

介绍了一种新型的可搬运铯原子钟,采用非均匀磁场进行选态,采用与4-5循环跃迁线共振的激光进行检测。介绍了此方案的物理系统、光学系统和电路系统。进一步展示了基于此方案原子钟的整机与指标,最佳整机体积4U,稳定度达到4×10^(-13... 详细信息

介绍了一种新型的可搬运铯原子钟,采用非均匀磁场进行选态,采用与4-5循环跃迁线共振的激光进行检测。介绍了此方案的物理系统、光学系统和电路系统。进一步展示了基于此方案原子钟的整机与指标,最佳整机体积4U,稳定度达到4×10^(-13)@100 s,4.5×10^(-14)@10000 s,2.2×10^(-14)@1 d,优于可搬运铯钟典型产品5071A优质型。将此方案与磁选态磁检测铯原子钟和光抽运铯原子钟进行了对比,并给出了此方案的优点与待解决的问题。最后介绍了两种针对磁选态光检测铯钟的可行性改善,一种为采用3-2循环跃迁线检测的反选型原子钟,一种为采用光抽运-磁选态的混合选态型原子钟,有望进一步提升稳定度指标至稳定度低于3×10^(-13)@100 s。

关键词：原子钟铯原子钟可搬运铯原子钟磁选态光检测

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基于微腔光梳的低相噪微波信号产生(特邀)

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 86-92页

作者：杨嘉川刘容玮解晓鹏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

低相位噪声微波信号在通信、雷达、时频计量、深空探测等领域中不可或缺,光子学微波信号产生近年来发展快速,有望在载波频率、调谐性、相噪、可集成、功耗等多个方面突破传统电子学微波信号产生瓶颈。早期的光生微波系统复杂,激光器以... 详细信息

低相位噪声微波信号在通信、雷达、时频计量、深空探测等领域中不可或缺,光子学微波信号产生近年来发展快速,有望在载波频率、调谐性、相噪、可集成、功耗等多个方面突破传统电子学微波信号产生瓶颈。早期的光生微波系统复杂,激光器以及相关稳定设备体积庞大,难以在实验室以外的场所应用。近年来,基于微谐振腔的光学频率梳的迅速发展,凭借其低损耗、小体积、强稳定的优势,基于微腔光梳的微波光子学应用吸引了研究者们的广泛关注,其中基于微腔光梳的光生微波系统得到深入研究。文中将综述国内外近10年来基于微腔光梳的低相噪微波信号产生发展状况,并对基于微腔光梳的光生微波系统在未来应用中的主要挑战与发展趋势作以展望。

关键词：光频梳光生微波相位噪声

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基于集成光子储备池的时间序列任务预测 (特邀)

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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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面向深地探测的光纤重力梯度仪测量原理与研制进展

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地球物理学报 2024年第2期67卷 809-819页

作者：王文伯陈彦钧朱兰鑫黄慧敏操玉文曹新宇周子奇周桐何妍时方朔李正斌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 北京大学软件与微电子学院北京102600 北京大学信息科学技术学院北京100871

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速... 详细信息

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速度计进行精密传感.本文设计了重力梯度原型样机,并利用ANSYS有限元仿真论证了其可行性与稳定性,在此基础上对光纤重力梯度原型样机进行了长达14天的连续静态测试,得到角加速度测量本底噪声低于3×10^(-10)rad·s^(-2)·Hz^(-1/2),对应重力梯度测量噪声达0.68 E·Hz^(-1/2).基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量没有对传感单元一致性的要求,无需复杂的环境控制与辅助设备,测试结果展现了其高灵敏度特性以及应用于深地探测的巨大潜力.

关键词：深地探测重力梯度光纤角加速度计

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基于超材料的自由电子辐射研究进展

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红外与毫米波学报 2022年第1期41卷 61-73页

作者：朱娟峰杜朝海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

自由电子与周围电磁环境互作用时可以通过不同的形式辐射电磁波。超材料是一种人工复合材料,可实现传统自然材料所不具备的电磁特性。基于超材料与自由电子之间的相互作用可以打破传统电磁辐射系统的限制,实现对辐射电磁波的极化、相位... 详细信息

自由电子与周围电磁环境互作用时可以通过不同的形式辐射电磁波。超材料是一种人工复合材料,可实现传统自然材料所不具备的电磁特性。基于超材料与自由电子之间的相互作用可以打破传统电磁辐射系统的限制,实现对辐射电磁波的极化、相位、波前等特性的灵活操控,这为发展新型的自由电子辐射器件提供了新思路。本文简单介绍了切伦科夫辐射、史密斯-珀塞尔辐射的产生机理,重点回顾了基于超材料的自由电子辐射的最新研究进展,并对未来的技术发展方向进行了展望。

关键词：自由电子辐射切伦科夫辐射史密斯-珀塞尔辐射超材料超表面

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天地算力网络中的异构资源协同博弈

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通信学报 2023年第12期44卷 15-27页

作者：张雨童彭煜明邸博雅宋令阳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 北京大学深圳研究生院信息工程学院广东深圳518055

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数... 详细信息

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数据卸载与计算。为提供高速数据服务,提出基于多智能体强化学习的分布式算法,以协调星间异构资源竞争,实现系统时延最小化。仿真表明,与现有方案相比,所提算法可获得更低的系统时延。

关键词：天地算力网络异构资源协同博弈多智能体强化学习

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窄线宽外腔半导体激光器研究进展

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 63-78页

作者：秦晓敏史田田王志洋史航博陈景标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量子电子学研究所北京100871 北京大学集成电路学院微米/纳米加工技术国家级重点实验室北京100871 合肥国家实验室合肥230088

窄线宽外腔半导体激光器具有结构简单、可调谐、噪声低等优势,广泛应用于量子精密测量、光通信、激光雷达等领域。根据外腔选频器件的不同,本文主要介绍光栅型激光器、干涉滤光型激光器、波导型激光器和法拉第激光器四类外腔半导体激光... 详细信息

窄线宽外腔半导体激光器具有结构简单、可调谐、噪声低等优势,广泛应用于量子精密测量、光通信、激光雷达等领域。根据外腔选频器件的不同,本文主要介绍光栅型激光器、干涉滤光型激光器、波导型激光器和法拉第激光器四类外腔半导体激光器,分析各类激光器的基本结构与选频机制、介绍各自的优缺点以及国内外研究进展。其中,前三类激光器采用非量子器件进行频率选择,而法拉第激光器利用共振法拉第旋光效应选频,输出波长直接对应原子跃迁谱线,对激光二极管的电流与温度变化具有良好的鲁棒性。随后介绍外腔半导体激光器的应用情况,尤其是在精密测量领域中的典型应用。最后总结并展望窄线宽外腔半导体激光器的未来发展方向。

关键词：外腔半导体激光器法拉第激光器窄线宽精密测量外腔选频器件。

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集成微腔光梳色散调控技术研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第19期61卷 1-13页

作者：沈碧涛常华墐舒浩文王兴军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 北京大学教育部纳光电子前沿科学中心北京100871

集成微腔光梳技术,利用集成微腔内的光学非线性作用可在连续光泵浦下产生周期性光脉冲,其在频域上表现为等间隔的光学频率成分。与传统光梳相比,集成微腔光梳具有小型化、功耗低、重复频率大等优势,其独特的时频特性在推动传统光梳向片... 详细信息

集成微腔光梳技术,利用集成微腔内的光学非线性作用可在连续光泵浦下产生周期性光脉冲,其在频域上表现为等间隔的光学频率成分。与传统光梳相比,集成微腔光梳具有小型化、功耗低、重复频率大等优势,其独特的时频特性在推动传统光梳向片上化演进的同时,也可与波分复用技术结合,推动了片上集成并行化、大容量的信息传输、处理与感知。在微腔光梳的产生过程中,微腔的色散,即不同波长的光在腔内的群速度差异特性,具有决定性作用。面对不同的应用需求,不同的腔体色散设计至关重要。本文首先介绍了色散对光梳状态影响的研究进展,然后介绍了近年来集成微腔色散设计方面取得的进展,最后对当前的技术与问题进行总结,并对未来的发展进行展望。

关键词：集成光学光频梳集成微腔光梳色散

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基于增强型最大比例混合接收机的硅基调制器线性度补偿方法

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光学学报 2023年第23期43卷 118-129页

作者：秦军陶源盛金明韩昌灏 Rahul Kumar Gangwar 李月琴孙剑缪旻北京信息科技大学信息与通信工程学院信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 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

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。... 详细信息

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。EMRC-Rx综合利用直接检测机(DD-Rx)和轻相干检测机(Lite CO-Rx)的优势,借助两种接收方式的最大信噪比占比,可以显著提升接收机的灵敏度,进而解决硅基调制器低线性度导致的系统性能下降问题。实验结果表明,当误码率高于KP4-FEC阈值1.0×10^(-4)时,相较于DD-Rx和Lite CO-Rx,EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升5.5 dB和8.8 dB,误差矢量幅度(EVM)分别提升32.5%和41.1%,系统性能明显得到改善。通过进一步与铌酸锂调制器进行对比发现,相比采用铌酸锂调制器的Lite CO-Rx和DD-Rx,基于硅基调制器的EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升3.5 dB和7.9 dB,且可取得与铌酸锂调制器中MRC-Rx接近的系统性能,验证了EMRC-Rx对硅基调制器低线性度带入的性能劣化的补偿效果。本工作对在5G时代利用硅基调制器构建高可靠、低成本的光子集成接入网具有指导意义。

关键词：硅基调制器直接检测轻相干检测无源光接入网调制器线性度

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高精度光纤旋转地震仪研制与应用

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地球物理学报 2024年第12期67卷 4594-4610页

作者：朱兰鑫陈彦钧王文伯曹瑜珈黄慧敏张丁凡李正斌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 中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中国地震局地球物理研究所北京100081 杭州友孚科技有限公司杭州311215

地表运动的旋转量观测在地震学、地球物理学及工程勘察等研究中具有重要意义,基于Sagnac效应的光纤陀螺由于其全固态、高灵敏度和宽频响特性等优势,受到旋转地震仪研究和开发的广泛关注.为了提高光纤旋转地震仪的灵敏度一般采用长光纤环... 详细信息

地表运动的旋转量观测在地震学、地球物理学及工程勘察等研究中具有重要意义,基于Sagnac效应的光纤陀螺由于其全固态、高灵敏度和宽频响特性等优势,受到旋转地震仪研究和开发的广泛关注.为了提高光纤旋转地震仪的灵敏度一般采用长光纤环,然而随着光纤长度的增加,光纤环内的热相位噪声、光源的相对强度噪声等限制了其灵敏度性能提高.本文针对影响光纤旋转地震仪灵敏度的噪声展开了深入分析,利用保偏光纤的快慢轴提出了双偏振工作方案,对其光学结构和解调算法进行了理论分析,结果表明该方案可有效抑制热相位噪声与光源相对强度噪声.在此基础上,研制了三分量双偏振光纤旋转地震仪DP-Rot3C,并对其进行了静态测试和动态测试.结果显示,该仪器的灵敏度达到了20 nrad·s^(-1)·√Hz^(-1),与法国Bluseis-3A相当,且在0.01~125 Hz频率范围内响应平坦,在-300~+300°/s的量程范围内非线性度小于6 ppm(1 ppm=0.0001%),具有高精度、宽频带、大量程、高线性度的特性.DP-Rot3C还运用于人工主动源观测、高铁地震观测、天然地震观测等领域,为工程勘探、地震研究等应用提供了高精度观测地表运动旋转量的工具.

关键词：光纤旋转地震仪双偏振结构旋转地震学相对强度噪声热相位噪声

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