光學學報最新期刊目錄

反射式U型微納光纖折射率傳感器研究————作者：陳建;方娜;石勝輝;羅彬彬;黃嵊釉;黃瑤;鄒雪;蔣上海;

摘要：為進一步提高光纖傳感器折射率（RI）靈敏度，本文結合U型結構和微納光纖的優勢，提出并制作了一種新型高靈敏度的反射式U型微納光纖RI傳感器。采用熔融拉錐工藝將細芯光纖拉制為腰錐直徑在微米量級的微納光纖，并結合3D打印的光纖夾具控制其彎曲直徑。使用Rsoft光學仿真軟件研究了傳感器在不同彎曲直徑和腰錐直徑下內部光場能量的傳輸與交換特性，并進一步通過實驗研究了彎曲直徑及腰錐直徑對傳感器RI靈敏度的影響。...

融合MODIS和OMI衛星數據的準東煤田吸光氣溶膠輻射強迫估算研究————作者：王碩;張紫康;關蘿堯;COHEN JASON BLAKE;劉哲文;陸凌霄;Tiwari Pravash;秦凱;

摘要：本研究以新疆準東煤田為典型區域，融合MODIS可見光和OMI紫外波段遙感氣溶膠產品，結合“核-殼”結構假設下的Mie散射模型與SBDART輻射傳輸模型，構建區域尺度氣溶膠輻射強迫的快速估算方法。研究結果表明：（1）引入OMI紫外波段數據后，Mie模型對黑碳粒徑的反演能力顯著增強，可以更準確地識別和約束小粒徑區間和大粒徑區間內的黑碳氣溶膠信息；（2）AOD與SSA分別與大氣層頂（TOA）和地表（BO...

少模光纖通信關鍵技術研究進展————作者：陳威成;馬文奇;王爽;秦毅;梁帥;胡貴軍;

摘要：隨著全球數據流量的爆發式增長，傳統單模光纖的通信容量已逼近香農極限，面臨“容量危機”。少模光纖通信技術作為一種突破性解決方案，利用多個空間模式的正交性進行模式分集復用，可以顯著提升光纖通信系統的傳輸容量，同時保持與傳統單模光纖良好兼容和較低的能耗。本文綜述了少模光纖通信系統中的關鍵器件和技術，包括自由空間型、全光纖型和光波導型三種模分復用/解復用器，弱耦合和強耦合兩種類型少模光纖及其損傷測量技術，...

皮米錯位組合光柵的無衍射特性研究————作者：沈寧;張大瑞;周常河;

摘要：本文介紹了一種新型光學元件—皮米錯位組合光柵。激光源經過擴束準直系統后的平行光束照射到皮米錯位組合光柵上時，能夠產生不隨傳播距離而改變的衍射光場，具有無衍射的特性。該光學元件采用兩次全息曝光技術所制作，采用掃描參考光柵系統對全息干涉場的周期值進行精密調控，使前后兩次的干涉場的周期差值為皮米量級。通過對全息曝光系統中干涉場的理論分析，推導出皮米錯位組合光柵能夠產生無衍射光場的理論解釋。我們制備了一個...

基于人眼視敏度的折、反/衍混合式光學系統設計————作者：李晨霄;趙淵明;張禹;張博;樸明旭;原義僑;高俊杰;

摘要：虛擬現實設備的使用中經常由于佩戴者頭部晃動導致眼瞳偏移，即眼瞳不再與光學系統的出瞳匹配，導致成像質量下降的問題。本文針對該問題設計了兼具大眼瞳空間、大視場、小體積與高分辨率特點的折、反/衍混合式光學系統。通過引入單層衍射光學元件(SLDOE)，解決了大視場大眼瞳空間全塑料透鏡系統的色差校正難題，尤其是眼瞳偏移導致垂軸色差劇增問題。本文系統在96°的大視場角、6 mm×6 mm矩形的眼瞳偏移范圍內（...

多組分頻分復用共振光聲氣體傳感器研究————作者：尹旭坤;胡巧燕;楊休;朱晨晨;張大成;侯佳佳;武紅鵬;徐淮良;

摘要：共振型光聲氣體傳感技術因其零背景噪聲、成本低、體積小、探測靈敏度高等優勢已被廣泛使用在智能電網、環境監測、醫療診斷等領域。針對環境中存在的二氧化氮（NO₂）和硫化氫（H₂S）污染有毒氣體，設計了雙通道差分結構的共振光聲池，巧妙利用光聲池多個共振頻率的特性，設計一種可用于同步檢測NO₂和H₂S氣體的光聲光譜氣體傳...

超奈奎斯特系統中基于正交訓練序列的抗奇異性偏振解復用與時鐘恢復聯合處理方案————作者：由家林;楊桃;張冰潔;

摘要：本文提出了一種基于正交訓練序列的低收斂開銷且抗奇異性的偏振解復用與時鐘恢復聯合處理方案。該聯合方案通過正交訓練序列計算表征偏振串擾的信道矩陣，從而避免了奇異性對時鐘恢復算法的影響。同時，在定時環路中嵌入了自適應均衡算法，可以在計算定時誤差前均衡一部分碼間串擾（inter-symbol interference, ISI）、殘余色散（chromatic dispersion,CD）和差分群時延（di...

基于ASE光源與混沌數字加密的光隱蔽通信系統————作者：楊海龍;盧冰;侯維剛;黃偉;鄭葉;郭鵬星;李斌;郭磊;

摘要：隨著信息技術的不斷發展，信息傳輸的安全性和隱蔽性需求日益增強。為了應對這一挑戰，本文提出了一種基于放大自發輻射光（ASE）與混沌數字加密的光隱蔽通信系統。混沌系統因其具有隨機性強、對初始值極其敏感以及不可預測性等優點，成為提升信息保密性的有力工具。隱蔽信號通過混沌數字加密后加載到ASE光信號中，控制功率，使其低于公共信道功率12.8 dB，確保混沌數字加密信號隱藏在公共信道中傳輸。仿真結果驗證了所...

基于少模光纖耦合與最大比合并協同作用的自由空間光傳輸衰落抑制方法————作者：吳穎;余建軍;龍健宇;張沁旖;王瑩;陳逸凡;周雯;王凱輝;

摘要：本文提出了一種新型的少模光纖自由空間光（FMF-FSO）傳輸系統，該系統將時分復用（TDM）接收機與改進的MIMO-LMS/CMA-MRC均衡最大合并比算法相結合。該架構采用偏振復用技術和模式復用技術，通過LP01、LP02、LP11a/b、LP21a/b 6種線極化模式同時傳送32Gbaud的QPSK信號，建立12路復用通道框架。在接收機數字信號處理過程中，通過自適應優化權矩陣，采用MIMO-L...

1920×1536,5μm中波紅外焦平面數字讀出電路————作者：胡竇明;姚立斌;陳楠;張濟清;劉艷珍;崔長坤;陳克松;李發明;

摘要：大面陣、小像元紅外探測器對讀出電路在電荷容量、功耗與線性度方面提出嚴苛要求。為了實現5μm小像元電路，采用直接注入結構、源極跟隨器緩沖驅動，并引入時分復用積分電容（interlace模式）增加電荷存儲容量提高靈敏度。設計小面積、低功耗列級單斜率模數轉換器（Single-Slope Analog-to-Digital Converter,SS ADC），結合斜坡信號匹配補償技術抑制非線性誤差。基于標...

自適應光學聯合模式分集的高軌衛星對地激光通信實驗————作者：郭文杰;鄭東昊;蘭斌;王柯翔;李傲;王政杰;魏帥;孫亞寧;徐可嘉;代天君;張開河;梁慧劍;徐常志;李巖;劉超;伍劍;

摘要：星地下行激光鏈路作為“空天地一體化信息網絡”的關鍵組成部分，對大容量和低中斷概率的光通信需求極為迫切。然而，激光傳輸易受大氣湍流影響，導致星地激光鏈路的通信質量顯著下降。目前，自適應光學（Adaptive Optics,AO）技術作為主流的湍流補償手段，雖能有效提高單模光纖耦合功率，但在強湍流條件下，其補償效果有待進一步改善。為了進一步提升復雜大氣環境下的通信性能，本文采用一種AO聯合模式分集（M...

GAST-Net：基于門控循環單元和注意力機制的發射光譜層析重建預測————作者：郭子越;金瑩;朱孫泳;吳泉英;司徒國海;

摘要：傳統的計算層析方法對燃燒場的火焰進行三維重建和時間序列預測涉及到巨大的計算成本，很難做到對采集到的投影信息進行實時預測。本文提出了一種新的發射光譜層析重建預測方法，將發射光譜層析和深度學習相結合，設計了一種網絡模型GAST-Net，基于深度學習中的門控循環單元和注意力機制，結合傳統重建中的光譜層析技術，用于處理三維重建中時序問題，對采集到的連續時間序列上12個方向的投影數據進行三維重建和時間序列預...

基于深度光流神經網絡的標量場測速研究————作者：蔣茗韜;徐文杰;陳維;

摘要：本文提出一種基于改進光流神經網絡的非侵入式速度場觀測方法。針對常規光學條件下無示蹤粒子存在的場景，該方法通過深度學習直接從標量場（如濃度場）圖像中提取速度信息。研究構建了SIV-RAFT(Scalar Image Velocimetry Recurrent All-Pairs Field Transforms)模型，該模型主要在經典RAFT框架基礎上實現兩項關鍵改進：1）采用可變形卷積神經網絡（D...

基于低損相變材料Sb₂S₃的可重構透反射式結構色超表面————作者：鄧碩;何強;熊炫;繆向水;

摘要：動態可重構超表面因為極大地拓展了傳統超表面的應用場景，近年來逐漸成為光學與材料科學領域的研究熱點。與靜態超表面相比，動態可重構超表面能夠實時調控其光學性能，如濾波特性和相位控制等。本文提出了一種應用于可見光波段的基于低損相變材料Sb₂S₃的全介質超表面。通過強大的米氏共振效應，該超表面能夠實現較高的反射率和更大的色域范圍。在此基礎上，通過調節不同薄膜的厚...

紫外光驅動Ar原子電離中的隧穿延時研究————作者：肖智磊;許松坡;李多多;李子熙;魏政榮;

摘要：阿秒鐘技術為研究原子分子強場電離中的電子隧穿延時物理問題提供了有效方案。本文利用阿秒鐘方案研究了紫外光場驅動的Ar原子電離中ATI階次依賴的光電子角分布及隧穿延時問題。利用求解含時薛定諤方程（time-dependent Schr?dinger equation, TDSE）、非絕熱模型、模型勢（Model potential, MP）理論對Ar原子強場電離動力學進行模擬。理論獲得光電子動量分布及...

基于符號復用技術的高帶寬利用率相干光互連系統————作者：宋俊元;董澤;明俊;穆宇佳;何海蓮;溫宇垚;劉少楠;汪睿;王晨晨;李志沛;忻向軍;

摘要：短距相干光傳輸技術憑借高頻譜效率與優異色散管理能力，成為未來數據中心光互連的潛在解決方案。然而其高速模數-數模轉換模塊及集成化收發組件存在的高成本與高功耗問題亟待突破。為提高光互連系統帶寬利用率，有效解決因帶寬受限引起的符號間干擾難題，本文提出了一種基于聯合編碼調制的符號復用技術，通過前向糾錯編碼(FEC)建立正交幅度調制(QAM)符號間的編碼關系，采用“多對一”映射將每兩個5-bit 32QAM...

分布式柔性雙波導觸覺傳感器制備及其性能評價————作者：高旭;陳勉;陳再平;閆效鵬;王哲;錢志輝;黎雄;王甲甲;李凱偉;任雷;任露泉;

摘要：為解決現有觸覺傳感器件制造成本高、機械柔韌性有限且存在信號串擾等問題，基于全內反射理論，設計并制作了一種基于損耗誘導塊的分布式柔性雙波導觸覺傳感器。通過多層復合結構設計，實現了力/位置信號的物理隔離，有效避免了信號串擾的產生；基于波導結構的差異響應機制，建立了光波導材料應力-應變-光損耗間感知模型，并利用光束傳播法對傳感原理進行了仿真驗證，結果表明所提出的觸覺傳感器能夠定量解耦受力大小與接觸位置，...

基于光學衍射神經網絡的計算成像————作者：楊闖;陳楠星;賀圣杰;李忠駿;劉郝亮;金立敏;曹開銳;黃燦;胡競天;

摘要：成像技術自從誕生以來就是觀測、記錄視覺信息的關鍵工具，在機器視覺、材料表征、生物醫藥等應用中發揮重要作用。近年來，隨著光學理論與計算科學的快速發展，涌現出眾多計算成像方法，基于壓縮感知、深度學習等方法，通過算法與硬件的協同優化，實現了對傳統成像的物理局限的突破，可以支持更高維度的信息獲取和更靈活的成像性能。同時，包括超表面與衍射神經網絡在內的新興光學平臺逐漸具備運算能力，通過物理器件實現光場信息的...

智能光計算引擎：光探測芯片關鍵技術與發展路徑————作者：王彤璐;王鈺言;鄭紀元;鄧辰辰;范靜濤;戴瓊海;

摘要：近年來，以人工智能任務為核心的光電混合智能計算芯片技術框架逐步發展完善。該架構結合了電子計算的靈活性和光學計算的高帶寬、低功耗優勢，成為突破傳統電子計算瓶頸的重要方向。與此同時，面向未來計算需求的智能全光計算技術也逐漸嶄露頭角，其通過完全光子化的信息傳輸與處理，有望從根本上規避光電信號轉換的能耗與延遲問題。然而，當前光電混合芯片的發展仍受限于光與電信號的轉換效率，其中光探測與信號轉換技術是關鍵節點...

基于自監督學習的散斑位移場求解方法————作者：張一鳴;郝方楠;徐自力;李廣;

摘要：散斑位移場的精確求解是數字圖像相關技術的核心環節，直接決定了對結構變形行為的分析質量。提出了基于自監督學習的散斑位移場求解方法，該方法以感興趣區域坐標集作為輸入，通過引入預測變形圖像與真實變形圖像灰度函數一致的輔助任務，構建了面向散斑圖像的自監督學習框架，并針對實際應用中的光照條件變化問題，在框架內嵌入了灰度線性映射模塊和相對形態損失函數，可以不依賴于大規模有標注數據集的預訓練，直接在待分析散斑圖...

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