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超高速星载可见光激光通信技术研究(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 30-36页

作者：迟楠林显浩罗志腾徐增熠陈慧贺志学余少华复旦大学信息学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 鹏城实验室广东深圳518055 上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心上海200433 上海市低轨卫星通信技术协同创新中心上海200433

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源,传输速率高,保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离... 详细信息

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源,传输速率高,保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统,复用29个可见光波长,采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法,达到了418.3 Gbit/s的总传输数据。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题,该系统采用了数字预均衡技术,根据该系统的信号特点,设计了相应的佐贝尔网络,通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明,数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。

关键词：波分复用激光通信可见光通信卫星通信

NIR-III区发光Ho掺杂稀土纳米晶的制备及光学性能探究

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中国稀土学报 2024年

作者：刘文俊耿伟航唐天宇童惠敏师睿乔鑫钱骏邓人仁浙江大学材料科学与工程学院浙江大学光电科学与工程学院包头稀土研究院

近红外荧光成像技术具有抗散射能力强、穿透深度大等优点，对更高分辨率、更高信噪比、更高成像质量的近红外荧光技术的需求推动了各类短波红外发光稀土纳米材料的开发。本文首先采用共沉淀法制备了NaYF4:Ho，Yb@NaYF4核壳结构纳米晶，... 详细信息

近红外荧光成像技术具有抗散射能力强、穿透深度大等优点，对更高分辨率、更高信噪比、更高成像质量的近红外荧光技术的需求推动了各类短波红外发光稀土纳米材料的开发。本文首先采用共沉淀法制备了NaYF4:Ho，Yb@NaYF4核壳结构纳米晶，证明Ho3+和Yb3+共掺杂可以在2000 nm附近获得较强的下转换短波红外荧光发射，并将该掺杂组合应用于局部对称性低、高晶体场能的LiLuF4基质。在此基础上对LiLuF4:Ho，Yb@LiLuF4纳米晶的发光强度进行优化，发现在最优的1 mol% Ho3+掺杂条件下，较厚的惰性壳层（9.28 nm）相较于薄壳层（4.08 nm）可提升目标发射峰近三倍的发光强度。比较二者强度归一化后的发光峰，结果显示，LiLuF4:Ho， Yb@LiLuF4纳米晶的发光峰得到展宽，其2000 nm附近发光中心可实现相较于NaYF4基质的体系约29 nm的红移，与NIR-III区的重叠范围增加，进一步提升了Ho3+掺杂纳米晶在该区域成像的应用前景。此外，本文还借助药物胶囊包裹和不同波长（1500 nm和1750 nm）LP滤光片，验证了其良好的穿透性和防伪印刷效果。以上结果表面，Ho3+掺杂LiLuF4是一种在近红外荧光成像领域具有良好应用潜力的材料。

关键词：稀土掺杂纳米晶下转换发光近红外三区短波红外发光

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硅基光交换器件研究进展（特邀）

光学学报 2024年第15期 253-280页

作者：唐伟杰储涛浙江大学信息与电子工程学院之江实验室前沿基础研究中心

大数据、人工智能等驱动下的数据量快速增长，推动数据中心向更大规模发展。解耦架构的普遍使用进一步增加了数据中心内部互连节点的数量和数据交换量。高功耗、高延迟的电交换已经成为数据中心规模扩展的瓶颈。光交换代替电交换是未来... 详细信息

大数据、人工智能等驱动下的数据量快速增长，推动数据中心向更大规模发展。解耦架构的普遍使用进一步增加了数据中心内部互连节点的数量和数据交换量。高功耗、高延迟的电交换已经成为数据中心规模扩展的瓶颈。光交换代替电交换是未来实现大规模、低功耗数据中心的关键途径。硅基光电子芯片集成技术以与CMOS工艺兼容、高集成度、高性价比、大带宽以及成熟的器件生态等优势，被认为是最可行的技术途径。回顾了片上集成光交换器件的技术发展，重点展示了硅基光交换器件的研究进展。从网络选择、单元器件优化、损耗补偿、单元校准以及光电混合封装等多个方面，探讨了构建大规模光开关器件的技术方案以及存在的挑战。

关键词：光交换集成光子器件硅光子数据中心

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硅基光交换器件研究进展

光学学报 2024年

作者：唐伟杰储涛浙江大学信息与电子工程学院之江实验室前沿基础研究中心

大数据、人工智能等驱动下的数据量快速增长，推动数据中心向更大规模发展。解耦架构的普遍使用进一步增加了数据中心内部互连节点的数量和数据交换量。高功耗、高延迟的电交换已经成为数据中心规模扩展的瓶颈。光交换代替电交换是未来实现大规模、低功耗数据中心的关键途径。硅基光电子芯片集成技术以与CMOS工艺兼容、高集成度、高性价比、大带宽以及成熟的器件生态等优势，被认为是最可行的技术途径。本文回顾了片上集成光交换器件的技术发展，重点展示了硅基光交换器件的研究进展。从网络选择、单元器件优化、损耗补偿、单元校准以及光电混合封装多个方面，探讨了构建大规模光开关器件的技术方案以及存在的挑战。

关键词：光交换集成光子器件硅光子数据中心

基于人工智能高效近场扫描的瞬态强电磁干扰传导耦合路径可视化

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电子科技大学学报 2024年第4期53卷 495-502页

作者：杨振中谢雨婷许潘邓帅荣中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200 中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621000 浙江大学信息与电子工程学院杭州310058

在高压电子系统中,瞬态强电磁干扰会通过空间辐射、传导耦合等方式影响低压控制区的正常工作,在该工况下系统的电磁兼容问题较为突出。该文在时域电流测试与近场扫描结合的基础上,提出了一种改进的人工智能近场扫描算法,可实现强瞬态电... 详细信息

在高压电子系统中,瞬态强电磁干扰会通过空间辐射、传导耦合等方式影响低压控制区的正常工作,在该工况下系统的电磁兼容问题较为突出。该文在时域电流测试与近场扫描结合的基础上,提出了一种改进的人工智能近场扫描算法,可实现强瞬态电磁干扰下传导耦合路径的高效可视化,据此采取了相应的整改措施并解决了系统中的电磁干扰问题。与传统近场扫描方法相比,该文提出的人工智能算法可大幅度提高测试效率。此外,还分析了不同参数的选择对该人工智能算法稳定性的影响,提出了一种自动停止扫描的判决标准,该判决标准使人工智能近场扫描算法不需要人为干预,从而具有更高的智能化与鲁棒性。

关键词：高压电子系统瞬态强电磁干扰近场扫描耦合路径人工智能近场扫描算法

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超高速星载可见光激光通信技术研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：迟楠林显浩罗志腾徐增熠陈慧贺志学余少华上海市低轨卫星通信技术协同创新中心鹏城实验室复旦大学信息学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信提供丰富且无需授权的频谱资源，传输速率高，保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高，抗辐照能力强，激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离通... 详细信息

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信提供丰富且无需授权的频谱资源，传输速率高，保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高，抗辐照能力强，激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。在本文，我们实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统，复用29个可见光波长，采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法，达到了418.3Gbps的总传输数据。据我们所知，这是迄今为止最高的波分复用可见光激光通信速率。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题，该系统采用了数字预均衡技术，根据该系统的信号特点，设计了相应的佐贝尔网络，通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明，数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。

关键词：波分复用激光通信可见光通信卫星通信

基于光照模型的细胞内镜图像不均匀光照校正算法

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中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 160-166页

作者：邹鸿博章彪王子川陈可王立强袁波浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 之江实验室类人感知研究中心浙江杭州311100

细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正... 详细信息

细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础,该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量,并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明,经本文方法进行不均匀光照校正后,图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89,优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。

关键词：细胞内镜不均匀光照光照模型卷积神经网络

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金属-介电-金属多层纳米结构的表面等离子体共振研究

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光电子·激光 2024年

作者：金晶周云董志成董培梅程旭东中国计量大学理学院中国计量大学信息学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室

本文设计了一种介电层间隔的金纳米颗粒与金薄膜复合结构模型，并采用时域有限差分法对复合结构进行了模拟。深入分析介电层的介电特性以及金纳米颗粒的几何结构对表面等离子体共振的影响，并综合考虑了各个因素与多物理场之间的相互作... 详细信息

本文设计了一种介电层间隔的金纳米颗粒与金薄膜复合结构模型，并采用时域有限差分法对复合结构进行了模拟。深入分析介电层的介电特性以及金纳米颗粒的几何结构对表面等离子体共振的影响，并综合考虑了各个因素与多物理场之间的相互作用。此外，在金纳米颗粒中引入了空腔，增加了结构的复杂性，并引入了新的耦合模式。研究表明，通过改变腔体的大小和位置，可以在可见光到近红外范围内精确控制表面等离激元共振。空腔边长的增加不仅引起共振峰的红移，而且在短波长区域形成新的共振峰。新峰的形成是由于空腔内部和外部表面等离子体场的耦合激发所致。当空腔偏离中心时，结构原有的对称性被打破。不对称结构带来了新的结构复杂性，具有更丰富的光学性质和应用潜力。

关键词：表面等离激元金属纳米颗粒电场增强时域有限差分法

Si_2N_2O基体铌酸锂调制器有限元法研究

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光子学报 2006年第1期35卷 37-40页

作者：李九生浙江大学信息学院光及电磁波研究中心杭州310027

提出一种新型基于Si_2N_2O基体的Li NbO_3行波调制器,利用有限元方法对该调制器进行数值分析并获得调制器的优化结构尺寸·该新型调制器带宽达到120GHz,半波电压为3.5V,特性阻抗为50.2Ω.结果表明该调制器具有大的调制带宽和良好的阻抗... 详细信息

提出一种新型基于Si_2N_2O基体的Li NbO_3行波调制器,利用有限元方法对该调制器进行数值分析并获得调制器的优化结构尺寸·该新型调制器带宽达到120GHz,半波电压为3.5V,特性阻抗为50.2Ω.结果表明该调制器具有大的调制带宽和良好的阻抗匹配,在未来光通信中具有很好的应用前景·

关键词：有限元法调制器铌酸锂 Si2N2O

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