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基于主被动分解法的微纳激光混沌系统的复用同步实现

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物理学报 2025年第5期74卷 69-77页

作者：穆鹏华王译乔贺鹏飞徐源烟台大学物理与电子信息学院烟台264005

纳米激光器(NL)是实现光集成的重要光学元件,近年来成为研究热点之一.然而,对于NL在混沌同步方向上的研究仍较为稀少.本文提出一种基于NL的双路激光混沌复用系统,并详细研究了其同步性能.研究中还创新性地引入了主被动分解法,通过主动... 详细信息

纳米激光器(NL)是实现光集成的重要光学元件,近年来成为研究热点之一.然而,对于NL在混沌同步方向上的研究仍较为稀少.本文提出一种基于NL的双路激光混沌复用系统,并详细研究了其同步性能.研究中还创新性地引入了主被动分解法,通过主动和被动信号的分解实现高效的信号处理和复用.具体而言,通过建立速率方程模型,探究了NL两个关键参数(Purcell因子F、自发辐射耦合因子β)、系统参数、单参数失配以及多参数同时失配对同步性能的影响.结果表明,通过合理选择系统的参数配置,两主激光器可以在较大的参数范围内保持较低的相关性,同时确保主从激光器间保持高品质的混沌同步,满足混沌复用系统的条件.此外,单参数失配对主激光器间同步性的影响具有差异性,但对配对激光器的同步性影响较小;多参数失配时,系统仍能在广泛的参数失配范围内满足两主激光器混沌输出的“伪正交性”要求.本文结果不仅验证了所提系统的可行性,还充分体现了主动被动分解法在推动NL混沌同步研究中的重要价值,为该领域的发展提供了新思路.

关键词：纳米激光器混沌同步主被动分解法混沌复用

各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输高斯光束扩展定标规律

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光子学报 2025年第1期54卷 104-114页

作者：胡瀚引杨博文钟哲强张彬四川大学电子信息学院成都610065

为快速预测和评估海面大气湍流对高斯光束扩展的影响及规律,研究高斯光束在各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输的光束扩展定标规律。利用功率谱反演法生成海面大气湍流相位屏,数值计算了光束扩展随大气各向异性因子、光谱幂指数、激... 详细信息

为快速预测和评估海面大气湍流对高斯光束扩展的影响及规律,研究高斯光束在各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输的光束扩展定标规律。利用功率谱反演法生成海面大气湍流相位屏,数值计算了光束扩展随大气各向异性因子、光谱幂指数、激光初始光束质量和波长等参数的变化规律,建立了海面大气湍流传输的光束扩展定标关系。在海面大气非Kolmogorov谱基础上引入各向异性因子,更加全面地描述海面大气湍流的影响及规律。针对定标公式,进一步引入幂律和各向异性因子,以更全面地预估不同情况海面环境下的光束扩展规律。结果表明,在激光波长λ取值范围为0.4μm~3.5μm、初始光束质量因子β0取值范围为1.0~3.0、广义折射率结构常数C_(n)^(2)取值范围为5×10^(-16)~5×10^(-13)m^(3)-α、大气各向异性因子?取值范围为1~4、光谱幂指数α取值范围为3.1~3.8时,根据建立的定标关系式所预估的光束扩展规律与数值计算结果误差在15%以内。

关键词：湍流各项异性非Kolmogorov 定标海面大气

基于机器视觉的船舶SO_(2)排放速率反演方法

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光子学报 2025年第1期54卷 189-200页

作者：何微微刘翔宇张会亮唐奇欣曹其航钟士桐孙明琨烟台大学物理与电子信息学院烟台264005

排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流... 详细信息

排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流中的SO_(2)浓度信息。随后利用Farneback光流算法检测羽流图像中光流的运动方向及强度,对光流向量进行可视化处理,计算得出图像中船舶尾气的排放速度。最后,结合SO_(2)的浓度信息与计算得到的排放速度,对结果进行分析,实现SO_(2)排放速率精确反演。试验结果表明,基于机器视觉的反演方法能够有效估算SO_(2)排放速率,对船舶尾气排放监测具有实际意义。

关键词：船舶尾气 SO_(2)紫外相机光谱定标图像处理排放速率反演

基于双路多尺度卷积的近红外光谱羊绒羊毛纤维预测模型

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光谱学与光谱分析 2025年第3期45卷 678-684页

作者：陈锦妮田谷丰李云红朱耀麟陈鑫门玉乐魏小双西安工程大学电子信息学院陕西西安710600

羊绒具有轻盈舒适、光滑柔软、稀释透气以及保暖好的特点,由于羊绒价格十分昂贵,因此市场上的羊绒产品质量良莠不齐。现有的显微镜法、DNA法、化学溶解法和基于图像的方法具有损坏样本、设备昂贵、主观性强等不足。近红外光谱技术是一... 详细信息

羊绒具有轻盈舒适、光滑柔软、稀释透气以及保暖好的特点,由于羊绒价格十分昂贵,因此市场上的羊绒产品质量良莠不齐。现有的显微镜法、DNA法、化学溶解法和基于图像的方法具有损坏样本、设备昂贵、主观性强等不足。近红外光谱技术是一种非破坏性、可进行建模操作的快速测量方法。针对传统的建模方法通常无法学习出通用的近红外光谱波段特征,导致泛化能力弱,且羊绒羊毛纤维的近红外光谱波段特征相似,难以区分的问题,本文提出一种基于双路多尺度卷积的近红外光谱羊绒羊毛纤维预测模型。采集了羊绒羊毛样品的近红外光谱波段数据共1170个进行验证,近红外光谱波段数据范围是1300~2500 nm。利用两个并行卷积神经网络来提取近红外光谱波段的特征,采用原始近红外光谱波段数据和降维近红外光谱波段数据同时输入的方式,并利用多尺度特征提取模块进一步提取中间具有贡献力的近红外光谱波段特征,利用路径交流模块用于两路近红外光谱波段特征的信息交流,最后利用类级别融合得到羊绒羊毛纤维预测结果。在实验过程中,将采集的80%近红外光谱波段数据用于模型训练,20%近红外光谱波段数据用于模型测试。模型测试集的平均预测准确率为94.45%,与传统算法中的随机森林、SVM、1D-CNN等算法相比较分别提升了7.33%、5.22%、2.96%,并进行消融实验对所提模型的结构进一步验证。实验结果表明,本文提出的双路多尺度卷积的近红外光谱羊绒羊毛纤维预测模型可实现羊绒羊毛纤维的快速无损预测,为近红外光谱羊绒羊毛纤维预测提供了新的思路。

关键词：羊绒羊毛近红外光谱深度学习双路多尺度卷积神经网络

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基于课程学习的跨度级方面情感三元组提取

浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 79-88页

作者：侯明泽饶蕾范光宇陈年生程松林上海电机学院电子信息学院上海201306

现有方面情感三元组提取方法存在无法充分利用预训练模型知识,容易出现过拟合或欠拟合,识别语句细粒度方面词和情感极性的能力不足等问题,为此提出基于课程学习框架的跨度级方面情感三元组提取方法.该方法基于课程学习框架进行数据预处... 详细信息

现有方面情感三元组提取方法存在无法充分利用预训练模型知识,容易出现过拟合或欠拟合,识别语句细粒度方面词和情感极性的能力不足等问题,为此提出基于课程学习框架的跨度级方面情感三元组提取方法.该方法基于课程学习框架进行数据预处理,使用预训练模型学习句子的上下文表示,搭建跨度模型提取句子中所有可能的跨度,基于双通道提取方面词和意见词,筛出正确的方面词和意见词组合进行情感分类.在ASTEData-V2数据集上的实验结果表明,所提方法的F1值比SPAN-ASTE的F1值提升了2个百分点,所提方法的实验结果优于GTS、B-MRC、JET等其他方面情感三元组提取方法.

关键词：课程学习跨度模型方面情感三元组提取双通道情感分类

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基于艇载太赫兹辐射计的大气温度廊线反演

空间科学学报 2025年第1期45卷 125-134页

作者：朱家玮周晨赵正予刘祎武汉大学电子信息学院武汉430072

基于武汉大学研制的艇载式太赫兹探测仪ATMI(Airborne THz Measure Instrument),分析ATMI在地基与空基探测模式下对大气温度廊线的反演能力.针对ATMI样机的硬件参数,在空基和地基测量模式下,建立不同纬度下大气辐射传输模型,讨论在不同... 详细信息

基于武汉大学研制的艇载式太赫兹探测仪ATMI(Airborne THz Measure Instrument),分析ATMI在地基与空基探测模式下对大气温度廊线的反演能力.针对ATMI样机的硬件参数,在空基和地基测量模式下,建立不同纬度下大气辐射传输模型,讨论在不同纬度下ATMI使用BP神经网络算法对于大气温度廊线的反演能力.样机出厂后在中纬度地区进行了一个月的地基实测,通过实测数据验证ATMI样机对于大气温度廊线反演的能力.实测结果表明,所研发的ATMI样机在地基反演中在0~36 km高度范围内精度优于1 K,在一定高度范围内最高精度可优于0.3 K,证明了所研制的艇载式太赫兹探测仪对大气温度廊线反演的有效性与准确性,稳定度与精度达到设计指标,显示其在太赫兹科学和临近空间环境监测中的广泛应用潜力.

关键词：大气温度廊线反演艇载式太赫兹探测仪 BP神经网络大气辐射传输

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冰雪积聚对太阳能电池板发电功率的影响研究

高压电器 2025年第2期61卷 197-203页

作者：朱永灿杨暑森田毅纪超胡杰高梧西安工程大学电子信息学院西安710048

覆冰雪是影响光伏电站冬季运行的主要因素之一,研究冰雪积聚对光伏组件发电功率的影响可对冬季光伏电站发电预测及人工除冰提供有效支撑。为此,首先设计人工覆冰雪实验平台,进行辐照度对覆冰雪组件的影响研究,发现在200~1000 W·m^(-2)... 详细信息

覆冰雪是影响光伏电站冬季运行的主要因素之一,研究冰雪积聚对光伏组件发电功率的影响可对冬季光伏电站发电预测及人工除冰提供有效支撑。为此,首先设计人工覆冰雪实验平台,进行辐照度对覆冰雪组件的影响研究,发现在200~1000 W·m^(-2)辐照度范围内,轻度覆冰雪后的光伏组件发电功率与辐照度仍基本呈正比例关系。随后,开展了不同冰雪密度实验,发现雪层的密度越高,造成的发电损耗越大,但高密度的雨凇覆冰透光性强,组件发电功率高于等厚度的雪层和雾凇层。最后,通过覆冰雪厚度与光伏组件发电功率的关系研究发现,发电功率与覆冰雪厚度基本成反比,当覆冰厚度达到6 cm时,雨凇覆冰造成的光伏组件的发电损耗已达到93%,冰雪混合物、半融冰雪造成的发电损耗均达到99%,光伏组件基本无发电能力。

关键词：光伏发电发电功率覆冰雪辐照强度覆冰密度

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面向含噪中规模量子处理器的量子机器学习

计算机学报 2025年第3期48卷 602-631页

作者：石金晶肖子萌王雯萱张师超李学龙中南大学电子信息学院中南大学计算机学院广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室中国电信人工智能研究院

量子计算与人工智能结合,在增强模型表达能力、加速和优化机器学习等方面可能产生颠覆性影响,有望突破人工智能领域所面临的可解释性差、最优解难等问题,量子人工智能已成为国内外重点关注的学科前沿。量子机器学习是量子人工智能领域... 详细信息

量子计算与人工智能结合,在增强模型表达能力、加速和优化机器学习等方面可能产生颠覆性影响,有望突破人工智能领域所面临的可解释性差、最优解难等问题,量子人工智能已成为国内外重点关注的学科前沿。量子机器学习是量子人工智能领域的重要研究内容,它将量子计算基础理论与机器学习原理相结合,以实现具有量子加速的机器学习任务。随着量子计算软硬件的快速发展,含噪中规模量子(NISQ)处理器的学习优势被证明,国内外学者相继提出一系列量子机器学习方法,以挖掘量子计算助力人工智能技术发展的创新应用。然而,当前的量子机器学习仍局限于对算法的优化,缺乏系统层面的理论架构,仍有许多科学问题亟待解决。本文首先从量子机器学习系统表征角度出发,建立量子机器学习系统的层次模型,概括和总结了面向各类任务的量子机器学习方案,分析了量子机器学习在提高经典算法速度等方面可能体现的“量子优势”。接着根据量子机器学习系统的层次结构,从原理层、计算层、应用层这三个方面对现有量子机器学习方法进行了总结与梳理,系统性地分析和讨论了其中的关键问题与解决方案。最后,结合当前阶段量子人工智能的发展特点,重点分析了量子机器学习领域面临的科学问题与挑战,并对未来该领域的发展趋势进行了深入分析与展望。

关键词：量子计算量子人工智能量子机器学习量子算法含噪中规模量子处理器

基于飞秒激光增强湿法刻蚀制备的光波导研究进展

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激光与光电子学进展 2025年

作者：伍杰李悦邓国亮王树同周昊张弘杨火木周寿桓四川大学电子信息学院

光波导在波导激光器、频率转换器、超连续谱产生等领域均有重要应用。飞秒激光加工是在透明介电材料中加工波导结构最有效的手段之一，其实现的方式主要包括飞秒激光直接加工诱导折射率改变和飞秒激光增强湿法刻蚀两种。本文重点介绍了... 详细信息

光波导在波导激光器、频率转换器、超连续谱产生等领域均有重要应用。飞秒激光加工是在透明介电材料中加工波导结构最有效的手段之一，其实现的方式主要包括飞秒激光直接加工诱导折射率改变和飞秒激光增强湿法刻蚀两种。本文重点介绍了飞秒激光增强湿法刻蚀制备光波导的原理以及研究进展，涉及到选择性刻蚀产生的原理、波导加工的过程、工艺参数对于刻蚀的影响以及波导的应用等，分析了目前飞秒激光增强湿法刻蚀制作基于中空通道的波导存在的问题以及可能的解决办法，并对未来这一加工方式的发展进行了展望。

关键词：飞秒激光加工湿法刻蚀光波导选择性刻蚀