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基于石墨烯的全光纤主动锁模激光器

光学学报 2024年第7期44卷 92-100页

作者：苏友朋常建华陆天一崔志远涂倩朱云瀚南京信息工程大学天长研究院安徽滁州239300 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

利用光纤倏逝波耦合效应,设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤,构建了银/聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯的电容型结构,腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示,在... 详细信息

利用光纤倏逝波耦合效应,设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤,构建了银/聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯的电容型结构,腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示,在电容结构两端施加与激光腔的共振频率一致及其整数倍的周期性方波电压信号,并对腔内光进行调制,可实现1558 nm光纤激光器的主动锁模。所设计的主动锁模激光器获得了基本频率及二次谐波的锁模脉冲,重复频率分别为12.2 MHz和24.4 MHz,实现了电控重复频率的脉冲输出。这种石墨烯全光纤锁模器件具有低成本、低功耗的优势,为实现灵活可控的主动锁模激光器提供了新思路。

关键词：激光器光纤激光器石墨烯全光纤结构主动锁模

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融合多源异构气象数据的光伏功率预测模型

电子与信息学报 2024年第2期46卷 503-517页

作者：谈玲康瑞星夏景明王越南京信息工程大学计算机学院南京210044 南京信息工程大学软件学院南京210044 南京信息工程大学人工智能学院南京210044

高精度光伏功率预测对提高电力系统运行效率具有重要意义。光伏功率受多种因素影响,其中云层的变化是最主要的不确定因素。传统光伏功率预测方法没有充分考虑云的3维结构和气象要素对光伏功率的影响。因此,该文提出一种融合多源异构气... 详细信息

高精度光伏功率预测对提高电力系统运行效率具有重要意义。光伏功率受多种因素影响,其中云层的变化是最主要的不确定因素。传统光伏功率预测方法没有充分考虑云的3维结构和气象要素对光伏功率的影响。因此,该文提出一种融合多源异构气象数据的多源变量光伏功率预测模型(MPPM)。MPPM的核心包括时空条件扩散模型(STCDM)、注意力堆叠LSTM网络(ASLSTM)和多维特征融合模块(MFFM)。STCDM模型通过对2维卫星云图进行精确预测,消除了云层边界处的模糊现象。ASLSTM模型则提取了3维天气研究与预报模式(WRF)气象要素特征。MFFM模块将2维卫星云图特征和3维WRF气象要素特征进行融合,以得到未来1 h光伏功率预测结果。该文分别利用STCDM模型和MPPM模型开展卫星云图预测实验和光伏功率预测实验。实验结果显示,STCDM模型预测1 h内卫星云图的结构相似性指数(SSIM)达到0.914,MPPM模型预测1 h内光伏功率的相关系数(CORR)达到0.949,优于所有对比算法。

关键词：多源数据扩散模型堆叠长短期记忆注意力机制特征提取

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基于碳化钛的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器

中国激光 2024年第14期 26-33页

作者：陆天一常建华戴腾飞苏友朋崔致远涂倩朱云瀚南京信息工程大学天长研究院南京信息工程大学电子与信息工程学院南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心

提出了一种基于碳化钛（Ti3C2Tx）的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器。基于光沉积法将制备的Ti3C2Tx附着于腐蚀光纤表面，利用光纤倏逝波耦合效应提高光与Ti3C2Tx材料的相互作用。将该器件置于掺铒光纤激光器腔内，当泵浦功率为110.2 mW... 详细信息

提出了一种基于碳化钛（Ti3C2Tx）的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器。基于光沉积法将制备的Ti3C2Tx附着于腐蚀光纤表面，利用光纤倏逝波耦合效应提高光与Ti3C2Tx材料的相互作用。将该器件置于掺铒光纤激光器腔内，当泵浦功率为110.2 mW时，获得了中心波长为1562.34 nm和1563.11 nm的双波长暗脉冲输出，脉宽为3.8 ns，重复频率为13.5 MHz，信噪比为49 dB。通过调节偏振控制器和泵浦功率，改变腔内偏振态，实现了亮脉冲、暗脉冲、暗亮脉冲对的工作状态切换。该光纤激光器具有产生暗脉冲泵浦阈值功率较低、光-光转换效率更高、可切换的优势，展示了碳化钛在亮暗脉冲光纤激光器中的应用潜力。

关键词：光纤锁模激光器倏逝场亮暗脉冲切换碳化钛

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基于石墨烯的全光纤主动锁模激光器研究

光学学报 2024年

作者：苏友朋常建华陆天一崔致远涂倩朱云瀚南京信息工程大学电子与信息工程学院南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京信息工程大学天长研究院

石墨烯(Graphene)的零带隙电子能带结构使其具有较高的载流子迁移率，在外加电场作用下能够以较快的速率改变其内部载流子浓度，实现对费米能级的调控，进而影响石墨烯的吸收特性。本文利用光纤倏逝波耦合效应，设计了一种基于石墨烯全... 详细信息

石墨烯(Graphene)的零带隙电子能带结构使其具有较高的载流子迁移率，在外加电场作用下能够以较快的速率改变其内部载流子浓度，实现对费米能级的调控，进而影响石墨烯的吸收特性。本文利用光纤倏逝波耦合效应，设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤，构建了Ag/PDMS/Graphene的电容型结构，腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示，在电容结构两端施加与激光腔的共振频率一致及整数倍的周期性方波电压信号，对腔内光进行调制，实现了1558 nm光纤激光器的主动锁模。所设计的主动锁模激光器获得了基本频率及二次谐波的锁模脉冲，重复频率分别为12.2 MHz和24.4 MHz，实现了电控重复频率的脉冲输出。这种石墨烯全光纤锁模器件具有低成本、低功耗的优势，为实现灵活可控的主动锁模激光器提供了新思路。

关键词：光纤激光器石墨烯全光纤结构主动锁模

基于水凝胶的颜色动态可调的金属-介质-金属结构

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光学学报 2024年第9期44卷 284-292页

作者：倪海彬沈依周俊萍高绪之倪波常建华南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

提出一种基于聚乙烯醇水凝胶(PVA)的金属-介质-金属结构,用于实现颜色动态可调的结构色传感器。利用PVA薄膜对相对湿度的溶胀/收缩和折射率变化响应,并结合法布里-珀罗(F-P)共振效应,实现了F-P共振波长随相对湿度变化而发生偏移,结构色... 详细信息

提出一种基于聚乙烯醇水凝胶(PVA)的金属-介质-金属结构,用于实现颜色动态可调的结构色传感器。利用PVA薄膜对相对湿度的溶胀/收缩和折射率变化响应,并结合法布里-珀罗(F-P)共振效应,实现了F-P共振波长随相对湿度变化而发生偏移,结构色随环境相对湿度的改变而变化。实验结果表明,当环境相对湿度在3.0%~84.2%范围内变化时,结构的颜色会发生显著变化,在CIE 1931色度空间中显示为坐标顺时针旋转,平均相对湿度灵敏度可达0.998 nm/%。该传感器色彩显示丰富,颜色随相对湿度变化明显,灵敏度较高,响应迅速,在湿度传感结合色彩显示的环境检测研究领域具有良好的应用前景。

关键词：薄膜动态可调结构色金属-介质-金属结构法布里-珀罗共振湿度传感

基于SSA-BP神经网络模型的全球入海径流量未来变化趋势

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气候变化研究进展 2024年第2期20卷 182-192页

作者：赵鹏姜彤苏布达高妙妮南京信息工程大学地理科学学院/灾害风险管理研究院南京210044 南京信息工程大学气候与环境治理研究院南京210044

入海径流是水循环的重要环节,探究气候变化背景下全球入海径流量的时空变化特征,可为水资源合理利用提供依据。基于全球376条外流河逐月流量、ERA5-LAND再分析资料和10个全球气候模式,构建基于SSA-BP神经网络的降水径流关系模型,分析全... 详细信息

入海径流是水循环的重要环节,探究气候变化背景下全球入海径流量的时空变化特征,可为水资源合理利用提供依据。基于全球376条外流河逐月流量、ERA5-LAND再分析资料和10个全球气候模式,构建基于SSA-BP神经网络的降水径流关系模型,分析全球入海径流量在历史时期(1961—2020年)和未来(2021—2100年)3种情景(SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5)下的时空变化特征。研究发现:(1)全球尺度上,1961—2020年,多年平均入海年径流量为37423 km^(3)。2021—2100年,全球入海年径流量在未来3种情景下均呈增加趋势,SSP1-2.6情景下趋势显著。与基准期相比,21世纪末期增幅最大。(2)洲际尺度上,历史时期,非洲入海径流量呈显著减少趋势,北美洲呈显著增加趋势。2021—2100年,亚洲、北美洲在3种情景下呈增加趋势,大洋洲呈减少趋势,其余各大洲情景间差异明显。(3)纬向分布上,历史时期,南北半球低纬度变化趋势不显著;北半球中纬度呈弱减少趋势,南半球中纬度呈显著减少趋势;北半球高纬度呈显著增加趋势。2021—2100年,从低到高排放情景,入海径流在北半球低纬度的增加趋势和在南半球低纬度的减少趋势愈发显著;北半球中高纬由低排放情景的显著增加转变为中高排放情景的显著减少;南半球中纬度在低排放情景下呈显著增加趋势,在中高排放情景下趋势不显著。

关键词：入海径流量趋势预估 SSA-BP模型全球

外源磷添加会增加不同年限稻田磷素生物有效性

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土壤学报 2024年第2期61卷 515-526页

作者：曹华李欢樊慧琳牛犇王艳玲南京信息工程大学长望学院南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044

为明确不同数量外源磷添加对稻田磷生物有效性组分的影响,以江西鹰潭孙家小流域内新稻田(NP,2~3 a)、中期稻田(MP,20~30 a)和老稻田(OP,400~500 a)为研究对象,基于不同浓度外源磷[0(CK)、125(P1)、250(P2)、500(P3)、625(P4)、750(P5)mg... 详细信息

为明确不同数量外源磷添加对稻田磷生物有效性组分的影响,以江西鹰潭孙家小流域内新稻田(NP,2~3 a)、中期稻田(MP,20~30 a)和老稻田(OP,400~500 a)为研究对象,基于不同浓度外源磷[0(CK)、125(P1)、250(P2)、500(P3)、625(P4)、750(P5)mg·kg^(-1)(以P计)]添加的淹水培养实验(0~80 d),采用模拟生物活化的磷素分级方法(BBP法),分析了淹水条件下外源磷添加后稻田BBP组分磷的增量(Δ)动态变化,探讨了各组分磷增量的相关关系及影响因素。结果表明:淹水条件下,稻田有效磷(Bray-P)及BBP组分磷增量随磷添加量的增加而显著增加。BBP组分磷增量由小到大依次为:氯化钙磷增量(ΔCa-P)、酶提取磷增量(ΔEn-P)、柠檬酸磷增量(ΔCi-P)、盐酸磷(ΔHC-P)。培养15天时,新稻田ΔCa-P与ΔCi-P达到最大值;培养60天时,中期稻田ΔCa-P、ΔEn-P、ΔHC-P及ΔBray-P达到最大值;而老稻田中各组分磷随时间变化不明显。通径分析表明:外源添加磷对新稻田和老稻田ΔBray-P有显著直接正效应。外源磷添加虽能显著增加稻田磷素生物组分有效性,但其增量最大值的出现时段不同,新稻田与中期稻田中生物有效磷增量最大值分别出现在磷添加后的第15天与60天,因此,适时适量地施用磷肥对稻田磷素肥力提升与稻田磷素流失风险管控具有重要意义。

关键词：稻田磷素分级法(BBP) 磷生物有效性磷添加通径分析

融合情感分析和GAN-TrellisNet的股价预测方法

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计算机工程与应用 2024年第12期60卷 314-324页

作者：葛业波刘文杰顾雨晨南京信息工程大学软件学院南京210044 南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心南京210044

将时序深度神经网络应用于股票价格预测,已成为量化金融领域的重要研究方向。时序神经网络具有很好的序列数据捕捉能力和学习记忆能力,在股票预测上有一定适用性。但是现有的模型大多存在预测准确度不高、模型结构复杂导致训练时间较长... 详细信息

将时序深度神经网络应用于股票价格预测,已成为量化金融领域的重要研究方向。时序神经网络具有很好的序列数据捕捉能力和学习记忆能力,在股票预测上有一定适用性。但是现有的模型大多存在预测准确度不高、模型结构复杂导致训练时间较长等问题.为了解决以上问题,提出了一种基于情感分析和GAN-TrellisNet的股价预测方法。提出了一个基于LSTM-CNN的情感分析模型,用于分析爬虫获取的主流金融论坛股票评论,并获得股票情感指数。为了提高预测准确度,将情感指数和百度搜索指数加入股票交易数据中作为训练集,提出了一个基于TrellisNet和CNN的改进型GAN股价预测模型,利用TrellisNet生成器的卷积特性来捕捉数据的局部特征,选取特征提取能力较强的CNN作为判别器来区别预测结果和真实股价。通过选取10只代表性股票和三种大盘指数的不同时段数据进行算法验证,结果表明,与ConvLSTM和GAN-LSTM预测模型相比,GAN-TrellisNet模型能有效缩短训练时间,提高预测准确率。

关键词：量化金融股价预测情感分析百度指数生成对抗网络 TrellisNet

缺失时段对黑河流域夏季FY-4AAGRI地表温度时间维重建的影响分析

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 709-724页

作者：罗雨梅祝善友李悦丽张桂欣徐永明南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 南京信息工程大学地理科学学院南京210044

静止气象卫星产品在天气监测和气候变化应用中发挥着重要作用。受天气状况影响,静止气象卫星地表温度经常存在缺失现象,严重影响着地表温度产品的深入应用。在地表温度缺失值的时间维重建过程中,现有研究大多是比较了不同时间维重建方... 详细信息

静止气象卫星产品在天气监测和气候变化应用中发挥着重要作用。受天气状况影响,静止气象卫星地表温度经常存在缺失现象,严重影响着地表温度产品的深入应用。在地表温度缺失值的时间维重建过程中,现有研究大多是比较了不同时间维重建方法的精度,而有关数据缺失时段对模型能否有效重建的影响研究较少。本文以黑河流域为例,基于INA08温度日循环模型,通过模拟实验分析夏季FY-4A(风云4号A星)AGRI(Advanced Geostationary orbit Radiation Imager,先进的静止轨道辐射成像仪)LST(Land Surface Temperature,陆地表面温度)数据缺失对重建结果精度的影响,提出了不同缺失时段的数值替换方案,并采用真实数据对理论实验分析结果进行验证。结果表明:(1)缺失第二时段(13—15时)对重建结果的影响可忽略不计,缺失第五时段(次日0—6时)对重建结果影响最大;(2)随着缺失时段的增多,参与INA08模型拟合的遥感反演原始值减少,精度也有所下降;(3)模拟实验总结的缺失时段数值替换方案对INA08模型重建FY-4AAGRI LST具有一定指导作用,缺失时段某个时刻被替换为其他时刻地表温度后,能够显著提高缺失数据重建精度。

关键词： FY-4A AGRI 地表温度时间维重建缺失时段日变化模型黑河流域