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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高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术

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光通信技术 2024年

作者：王涵张文甲姜越何祖源上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

由于光电器件制造工艺差异，微环调制器阵列中不同微环为了达到最佳调制效果，其所需高速信号调制电压各有差异，因此平均光功率与输入波长间关系可能会各不相同，从而各个微环的谐振波长锁定目标也不同。为了适应大规模微环调制器阵列... 详细信息

由于光电器件制造工艺差异，微环调制器阵列中不同微环为了达到最佳调制效果，其所需高速信号调制电压各有差异，因此平均光功率与输入波长间关系可能会各不相同，从而各个微环的谐振波长锁定目标也不同。为了适应大规模微环调制器阵列波长锁定的应用场景中不同调制电压带来的锁定目标差异，本文提出了一种高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术，通过仿真和实验分析了高速信号调制电压对微环平均光功率与输入波长曲线的影响，并实验验证了基于STM32的调制电压自适应的波长锁定技术。

关键词：微环调制器波长锁定调制电压自适应平均光功率曲线光电融合

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基于可饱和吸收体锁模激光器中的呼吸子

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物理学报 2025年第4期74卷 146-152页

作者：侯刘敏侯云龙刘圆凯李渊华林佳陈险峰上海电力大学数理学院上海201306 上海交通大学物理与天文学院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 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光操纵与应用协同创新中心济南250358

呼吸子作为一种独特的非线性脉冲现象,在激光器性能优化、非线性光学过程研究以及复杂信号传输中发挥着关键作用.与稳定孤子不同,呼吸子脉冲的能量随着时间发生周期性波动,表现为脉冲频率和振幅的周期性变化.通过适当的非线性效应,激光... 详细信息

呼吸子作为一种独特的非线性脉冲现象,在激光器性能优化、非线性光学过程研究以及复杂信号传输中发挥着关键作用.与稳定孤子不同,呼吸子脉冲的能量随着时间发生周期性波动,表现为脉冲频率和振幅的周期性变化.通过适当的非线性效应,激光器能够产生稳定的呼吸子脉冲,实现呼吸锁模状态,展现出类似“呼吸”的周期性模式.基于此,本文设计并搭建了一台基于可饱和吸收体作为锁模元件的光纤激光器,并在较低泵浦功率下成功观察到稳定的呼吸态.通过利用高速探测技术和时间拉伸色散傅里叶变换(TS-DFT)技术,对快速脉冲进行了时间放大和频谱分析,并实时监测呼吸子脉冲在时域和频域上的演化过程.实验结果表明,泵浦功率的变化显著地影响附加振荡引发的周期性调制,从而调控呼吸比,直至形成稳定的孤子.当泵浦功率达到470—480 mW时,实验首次观察到呼吸子的形成,其呼吸比高达4.5.随着泵浦功率的增加,呼吸效应逐渐减弱,并在510 mW时完全消失,呼吸比降至1.这一结果验证了泵浦功率对呼吸子状态及其转变过程的关键控制作用,为超快激光技术和非线性光学领域提供新视角.

关键词：激光器呼吸子非线性光纤动力学

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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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多机理融合分布式光纤传感技术研究

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光学学报 2024年第1期44卷 153-164页

作者：黄麟景周霄樊昕昱王峰张旭苹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 南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室江苏南京210023 南京大学现代工程与应用工程学院江苏南京210023

为了解决传统分布式光纤传感系统只针对单一变量进行测量的问题,研究人员近年来结合多种光纤传感测量机理,提出了一系列多机理融合的分布式光纤传感系统,使用同一系统实现多种参量的测量。综述了近年来多机理融合的分布式光纤传感技术,... 详细信息

为了解决传统分布式光纤传感系统只针对单一变量进行测量的问题,研究人员近年来结合多种光纤传感测量机理,提出了一系列多机理融合的分布式光纤传感系统,使用同一系统实现多种参量的测量。综述了近年来多机理融合的分布式光纤传感技术,从不同散射机理相互结合的角度进行分类,介绍了不同的多机理融合的分布式光纤传感系统及其性能指标,并对其进行总结对比,最后展望了多机理融合的分布式光纤传感技术的发展前景。

关键词：传感器光纤散射多机理光纤光学光纤传感

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硅基8×8光开关阵列芯片及高速驱动和校准电路研究

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光通信技术 2024年

作者：周堋昊陆梁军高伟李鑫陈建平周林杰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大平湖智能光电研究院

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推... 详细信息

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推挽驱动，降低了载流子吸收损耗，提升了开关单元的消光比，结合拓展DLN结构，有效降低了芯片的串扰。通过片上的光电探测器，结合外围驱动控制电路，并将校准算法部署在FPGA上，实现了芯片的快速状态校准，单个开关单元的校准时间低至36ms。该系统可以在较低的插入损耗和串扰的情况下实现～ns级的切换速度。通过实验测试，整个芯片在1310 nm波长处的片上插入损耗为～9dB，串扰为～-32dB，上升时间为17ns，下降时间为81ns。

关键词：光开关阵列马赫-曾德尔干涉仪驱动控制电路校准算法载流子色散效应

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基于单个微环谐振器的小尺寸、低损耗二维光路由器

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光学学报 2022年第22期42卷 92-97页

作者：廖莎莎冯玉婷黄琮刘真伟重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 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

光路由器作为实现信号传输与数据交换的基本元器件,被广泛应用于片上光互连网络中。二维光路由器可以有效降低系统复杂度,并且可以满足片上光互连网络中多种拓扑结构对路由的需求。因此,提出一种基于单个微环谐振器的小尺寸、低损耗二... 详细信息

光路由器作为实现信号传输与数据交换的基本元器件,被广泛应用于片上光互连网络中。二维光路由器可以有效降低系统复杂度,并且可以满足片上光互连网络中多种拓扑结构对路由的需求。因此,提出一种基于单个微环谐振器的小尺寸、低损耗二维光路由器方案。所提方案仅采用单个微环谐振器,即可实现二维的路由切换。该二维光路由器的最大串扰为-11.65 dB,尺寸仅为100μm×65μm,具有结构简单、尺寸小等优势,可被广泛应用于信号处理系统、通信系统和互联系统中。

关键词：集成光学集成光学器件光路由器光互连网络硅光子学

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微纳光学中的光子自旋霍尔效应

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光学学报 2023年第16期43卷 34-49页

作者：冯娟王波陈险峰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物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光场调控及应用中心山东济南250358

光的自旋轨道耦合现象在微纳尺度的光与物质相互作用中几乎无处不在。偶极辐射等非傍轴光在空间传播中具有自发自旋轨道耦合,当光遇到各向异性结构、磁性结构、手性结构,以及具有波长尺度空间不均匀的结构时,自旋轨道耦合现象也时常发... 详细信息

光的自旋轨道耦合现象在微纳尺度的光与物质相互作用中几乎无处不在。偶极辐射等非傍轴光在空间传播中具有自发自旋轨道耦合,当光遇到各向异性结构、磁性结构、手性结构,以及具有波长尺度空间不均匀的结构时,自旋轨道耦合现象也时常发生。对光的自旋深入研究不仅有利于新光学现象的发掘,还为微纳光场操纵提供了新途径。近些年来,基于几何相位的超构表面在新型自旋光控制中展示出了很多重要应用,实现了多维度、多波长的激光自旋控制,产生了纠缠光子、自旋依赖的偏振热光源等,也发展了一些基于光自旋的超灵敏测量手段。相比而言,光与无序微纳结构相互作用的研究则较少。无序结构内在的随机性使得该体系的自旋轨道耦合变得复杂,光场的表征需要考虑统计特性,为测量、分析带来了一定挑战。此外,随机系统的光子自旋霍尔效应机理还没有完全清楚,随机几何相位涨落或者涡旋都能使光产生自旋霍尔效应,但是两者有很大的物理差异。因此,光子自旋霍尔效应与无序几何相位之间的规律还有待深入探索。首先介绍光的自旋概念、不同体系下的基本自旋轨道耦合现象,然后分析以超构表面为平台研究的二维随机体系对光自旋轨道耦合与光子自旋霍尔效应的影响,包括各向异性无序、磁光涨落、涡旋、随机偶极子辐射等产生的光自旋分离现象。这些研究和分析有利于将来用光自旋霍尔信号作为新的探测和控制手段,研究相互作用体系的相变与演化。

关键词：光自旋超构表面随机现象光学涡旋几何相位

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级联反谐振微环波束成形网络芯片的自动标定研究

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中国激光 2022年第11期49卷 205-215页

作者：孙寒玮陆梁军金敏慧刘娇周林杰陈建平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 上海交大-平湖智能光电研究院浙江平湖314200

本文对基于级联反谐振微环的1×N树状波束成形网络芯片进行了理论分析。该结构采用反谐振微环实现低延迟抖动、大带宽的光学真延迟,并利用树状结构来减少延迟单元的数量,可用于宽带大规模微波光子相控阵天线系统中。针对微环单元初... 详细信息

本文对基于级联反谐振微环的1×N树状波束成形网络芯片进行了理论分析。该结构采用反谐振微环实现低延迟抖动、大带宽的光学真延迟,并利用树状结构来减少延迟单元的数量,可用于宽带大规模微波光子相控阵天线系统中。针对微环单元初始状态随机的问题,本团队构建了一套自动化标定系统,利用光谱与微波延迟谱联合迭代优化来精准控制微环延迟量和谐振波长。测试了基于氮化硅的1×8低损耗波束成形网络芯片中的最长路径,实现了路径中所有21个级联微环的延迟离散调节,测得最大延迟量为560 ps,延迟抖动小于11.2 ps;同时验证了3个微环的延迟连续调节,3个微环在0~8 GHz带宽内的延迟抖动小于7.5 ps。本系统可以消除微环间热串扰对微环状态标定的影响,同时降低了芯片与硬件系统的复杂度。

关键词：光学器件集成光器件微环谐振器光延迟线反馈控制算法

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