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太赫兹混频器噪声系数测量

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 943-949页

作者：陶星宇刘文杰孙粤辉秦菲菲宋青娥赵泽宇刘丽娟陈天香王云才广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东广州510006 广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东广州510006 广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室广东广州510006 电子测试技术重点实验室山东青岛266555

噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合... 详细信息

噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合进入单行载流子光电二极管,研制了220~325 GHz高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,超噪比可调谐至45 dB。通过Y因子法将其应用于大噪声系数、负变频增益太赫兹混频器噪声系数的测量。测量得到太赫兹混频器噪声系数的范围为16~32 dB,变频增益约为-13 dB,测量不确定度为0.43 dB。研制的高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,能够满足大噪声系数太赫兹电子器件的测量需求,对太赫兹电子器件噪声系数的测量以及指导器件的进一步优化有着重要的作用。

关键词：噪声系数噪声源太赫兹混频器光混频 Y因子法

双光子聚合打印三维光子晶体的研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 178-190页

作者：赵晗彤苏思华李琛周明霞张泽政张晨阮琦锋宋清海哈尔滨工业大学(深圳)微纳光电信息系统理论与技术工信部重点实验室广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)广东省半导体光电材料与智能光子系统重点实验室广东深圳518055 鹏城实验室广东深圳518055

双光子聚合光刻技术和光子晶体的研究相辅相成。本文首先简述了三维光子晶体的概念及其典型结构以及双光子聚合光刻技术的原理与特点;然后回顾了双光子聚合光刻技术打印三维光子晶体在分辨率、打印速度和材料扩展等方面的研究进展,并重... 详细信息

双光子聚合光刻技术和光子晶体的研究相辅相成。本文首先简述了三维光子晶体的概念及其典型结构以及双光子聚合光刻技术的原理与特点;然后回顾了双光子聚合光刻技术打印三维光子晶体在分辨率、打印速度和材料扩展等方面的研究进展,并重点介绍了三维光子晶体在光学领域的应用情况;最后总结了双光子聚合光刻在制备三维光子晶体方面存在的一些问题,并对其在未来的研究方向进行了展望。

关键词：激光技术 3D打印光子晶体双光子聚合

级联声光器件与回音壁模式微腔实现非对称传输

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物理学报 2024年第1期73卷 149-157页

作者：吕宇曦王晨段添期赵彤常朋发王安帮太原理工大学电子信息与光学工程学院新型传感器与智能控制教育部(山西省)重点实验室太原030024 广东工业大学信息工程学院广东省信息光子技术重点实验室广州510006

本文提出利用级联声光效应器和耦合回音壁模式微球腔的方案来实现非对称传输效果,并进行理论和实验验证.实验中利用加热拉锥的方式制备了两段式光纤,可同时实现声光效应的激发和回音壁模式的耦合.利用光纤中声光效应将纤芯基模中的矢量... 详细信息

本文提出利用级联声光效应器和耦合回音壁模式微球腔的方案来实现非对称传输效果,并进行理论和实验验证.实验中利用加热拉锥的方式制备了两段式光纤,可同时实现声光效应的激发和回音壁模式的耦合.利用光纤中声光效应将纤芯基模中的矢量模式转换到包层高阶模式,由于基模中不同矢量模式转换包层模式的矢量模式也不同,从而产生类似双折射效果,使输出的包层模式产生偏振变化.而后通过耦合回音壁模式微腔将包层模式转换回纤芯基模.由于回音壁模式的偏振选择效果,使得相反方向入射光能量具有不同的透射特性,其传输隔离度可达17 d B.此外,对两个方向传输的透射率随偏振角度变化进行测试,测得声光效应带来的偏振变化约为80°.本文的非对称传输方案继承了声光器件响应迅速、调谐性良好的优势,同时具有全光纤结构和无工作阈值的特点,在光开关、光隔离器等场景具有重要的应用潜力.

关键词：非对称传输声光效应回音壁模式微腔模式转换

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基于铌酸锂电光效应的电场传感器研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 84-96页

作者：邓世耀彭佳豪王李波刘润昊符方恒陈华江韦玉明杨铁锋关贺元卢惠辉暨南大学广东省光纤传感与通信重点实验室广东广州510632 暨南大学广东省高等学校光电信息与传感技术重点实验室广东广州510632

电场传感器在汽车、航空电子、医疗器械、电力系统以及高能物理研究等领域具有广阔的应用前景,相关研究在工程技术和科学研究领域具有重要意义。介绍了电场传感器的几种工作原理,对比分析了基于铌酸锂电光效应的电场传感器的优势。分别... 详细信息

电场传感器在汽车、航空电子、医疗器械、电力系统以及高能物理研究等领域具有广阔的应用前景,相关研究在工程技术和科学研究领域具有重要意义。介绍了电场传感器的几种工作原理,对比分析了基于铌酸锂电光效应的电场传感器的优势。分别推导了集成光波导马赫-曾德尔结构和基于共振峰漂移的微结构电场传感器的工作原理。总结和分析了铌酸锂块状晶体型和薄膜铌酸锂型的电场传感器近年来的研究进展,还重点讨论和分析了传感器件结构在灵敏度、线性动态范围、频率响应、器件尺寸等工作性能指标上的提升和关键技术。对未来基于铌酸锂电光效应的电场传感器发展前景和所面临的挑战进行了展望。

关键词：铌酸锂电场传感器电光效应集成光波导微结构

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基于声光成像的浑浊介质吸收系数测量

光学学报 2024年第4期44卷 237-246页

作者：刘遥覃诗译张畅刘丽娜朱莉莉福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室福建福州350007

理论分析了浑浊介质的声光作用机制。采用COMSOL Multiphysics软件对组织中的声光作用过程进行了仿真,讨论了组织吸收系数与声光信号相对强度的关系。仿真结果表明,声光信号与入射光强呈线性递增关系,声光信号相对强度与介质吸收系数呈... 详细信息

理论分析了浑浊介质的声光作用机制。采用COMSOL Multiphysics软件对组织中的声光作用过程进行了仿真,讨论了组织吸收系数与声光信号相对强度的关系。仿真结果表明,声光信号与入射光强呈线性递增关系,声光信号相对强度与介质吸收系数呈指数下降关系,实验结果与仿真结果相吻合。利用声光成像实验测量厚度为10 mm的浑浊介质的吸收系数,真实值与测量值最大绝对误差为0.082 cm^(-1),最大相对误差为9.3%。

关键词：生物光学声光成像声光作用机制吸收系数测量

基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测

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光子学报 2024年第8期53卷 247-259页

作者：曾祥津刘耿焕陈建明豆嘉真任振波邸江磊秦玉文广东工业大学信息工程学院通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室先进光子技术研究院广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室西安710129

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更... 详细信息

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更丰富的感受野,强化神经网络的特征提取能力,进一步提升微小目标特征丰富度。在此基础上,进一步优化损失函数中的定位损失项,通过增加距离惩罚提升检测算法对微小目标的定位能力。在光学遥感微小目标检测数据集AI-TODv2和微小行人检测数据集TinyPerson上开展了系统对比实验,实验结果表明所提出算法相较于基准YOLOv5算法平均精度分别提升了5.5%和1.8%,有效提高了微小目标检测的召回率和准确率。

关键词：光学遥感图像微小目标检测深度学习多尺度卷积神经网络

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全光纤超宽带电光频梳

光学学报 2024年

作者：赵瑞程李建平秦玉文先进光子技术研究院信息工程学院广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室广东工业大学

近年来，光频梳因为其优越的频率相干特性在光通信、光谱学和微波信号处理等众多领域得到了广泛应用。但是，如何产生覆盖范围宽、载波平坦度高且梳齿间隔灵活可调的光频梳仍然是一个关键挑战。本文提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频... 详细信息

近年来，光频梳因为其优越的频率相干特性在光通信、光谱学和微波信号处理等众多领域得到了广泛应用。但是，如何产生覆盖范围宽、载波平坦度高且梳齿间隔灵活可调的光频梳仍然是一个关键挑战。本文提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频梳产生技术，基于电光调制种子光频梳，通过时频域联合整形、精确色散补偿以及非线性混频等过程，在满足平坦度优于10dB情况下，实现载波间隔12.5GHz，载波覆盖范围超过145nm、即梳齿数目超过1450，覆盖了多波段光纤通信S、C、L波段范围，并且光频梳整体输出功率超过2.3W，即单根梳齿功率大于0dBm。研究结果表明，本文所提全光纤宽带电光调制光频梳在超大容量光纤通信、超快并行信号处理等领域有着良好的应用前景。

关键词：光频梳飞秒脉冲脉冲整形电光调制多波段光纤通信

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中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

农业工程学报 2024年第1期40卷 1-16页

作者：罗锡文胡炼何杰张智刚周志艳张闻宇廖娟黄培奎华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技... 详细信息

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

关键词：智慧农业无人农场水稻智能农机现代农业

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非制冷长波红外连续变焦光学系统的一种无热化设计

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光学学报 2024年第7期44卷 150-158页

作者：唐玉凤毛珊宋逸辰赖涛袁沛琦丁骁炜赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为... 详细信息

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为200 mm,仅由7片透镜组成。通过引入偶次非球面,可以使系统色差和轴外像差得到良好的校正,同时选用后固定组的最后一片透镜充当温度补偿组来调节焦距实现无热化。分析结果表明,该系统结构紧凑,可以在-40~60℃温度范围内和60~180 mm焦距范围内连续平滑变焦,并且全程成像质量良好(调制传递函数在20 lp/mm处均大于0.3),变焦和公差也具有良好的可实现性。

关键词：光学设计红外变焦系统长波红外像质评价

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