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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 94-106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

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... 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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光学斯格明子的产生与调控(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 77-91页

作者：周志凯王思聪李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通讯重点实验室广东广州511443

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子,可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来,光学斯格明子被人们所提出,并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格明... 详细信息

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子,可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来,光学斯格明子被人们所提出,并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格明子的研究进展,详细介绍了光学斯格明子的拓扑结构分类、不同矢量构型光学斯格明子的产生与调控,并对其潜在应用进行了展望,为本领域进一步快速发展提供了参考。

关键词：物理光学斯格明子拓扑光学结构光场调控

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基于次级梳的石墨烯功能化微球气体传感

科学通报 2024年第12期69卷 1565-1571页

作者：梁渝佩刘铭宇郭晏宏张浩常冰安宁谭腾姚佰承电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室成都611731

光学微腔具有高品质因子和微小体积,为光学传感提供了理想平台.受限于微腔材料惰性和光源性能,基于光学微腔的高灵敏气体传感器的实现仍然是一个挑战.微腔光频梳具有等间距的频谱分量,被广泛用于大容量通信、高精密测量和光谱分析应用,... 详细信息

光学微腔具有高品质因子和微小体积,为光学传感提供了理想平台.受限于微腔材料惰性和光源性能,基于光学微腔的高灵敏气体传感器的实现仍然是一个挑战.微腔光频梳具有等间距的频谱分量,被广泛用于大容量通信、高精密测量和光谱分析应用,已经成为通信和传感的新一代高性能光源.本文介绍了一种基于次级梳的石墨烯功能化微球气体传感器.相较于孤子态微梳,次级梳具有较高鲁棒性和更容易激发的特点,在气体传感方面展现出应用潜力.通过把次级梳的拍频作为传感探测信号,在石墨烯增敏作用下,实现了750 Hz/ppb的最大探测灵敏度和4 ppb的探测极限.该传感器保留了光频梳稳定性优势,同时避免了复杂的孤子激发和维持过程,为高性能实用化微型气体传感器的实现提供了新的技术路线.

关键词：光频梳石墨烯微腔气体传感

基于光脉冲编码的相位敏感光时域反射仪研究进展

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光学学报 2024年第1期44卷 240-254页

作者：刘纯野万安池梁永鑫蒋家林吴悦张滨邓子文饶云江王子南电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室四川成都611731 之江实验室光纤传感研究中心浙江杭州311121

光脉冲编码(OPC)近年来在光纤声波传感领域备受关注,特别是将其与相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)相结合的技术。通过对注入光纤中的探测脉冲进行编码,可在不增加脉冲峰值功率的情况下大幅提高传感信号的信噪比,同时避免了非线性效应的影... 详细信息

光脉冲编码(OPC)近年来在光纤声波传感领域备受关注,特别是将其与相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)相结合的技术。通过对注入光纤中的探测脉冲进行编码,可在不增加脉冲峰值功率的情况下大幅提高传感信号的信噪比,同时避免了非线性效应的影响;在接收端解码后可获得单脉冲响应,系统空间分辨率由单个脉冲而不是整个探测脉冲序列的长度决定,从而在获得高信噪比传感信号的同时保持了空间分辨率。本文首先回顾了OPC在光纤声波传感领域中的发展历程;然后,重点介绍了本课题组基于OPC的分布式和准分布式声波传感研究进展,特别是在传感带宽提升方面的成效;最后,对基于OPC的光纤声波传感技术未来发展方向进行了探讨。

关键词：光纤传感光脉冲编码分布式声波传感相位敏感光时域反射仪

大气湍流对空间相干光通信的相干探测性能影响

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物理学报 2024年第10期73卷 203-211页

作者：刘宇韬徐苗付兴虎付广伟燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室秦皇岛066004 自然资源部海洋观测技术重点实验室天津300112

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干... 详细信息

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干混频效率及通信误码率模型,获得大气湍流对空间相干光通信系统性能的影响规律;最后,搭建激光外差探测实验系统,定量研究了大气湍流对空间相干光通信相干探测性能的影响.结果表明:弱湍流条件下,空间相干光通信性能几乎不受大气湍流的影响;中等强度湍流影响下,相干混频效率会随着湍流强度的增大而迅速下降,但通过提高单比特光子数可以有效抑制湍流对通信性能的负面影响;强湍流会显著破坏光束相干性,使得相干混频效率趋近于零,即使提高单比特光子数也无法有效改善通信性能.大气湍流是空间相干光通信发展的重要限制因素,该研究可为空间相干光通信系统性能评估提供有益参考.

关键词：空间相干光通信大气湍流混频效率误码率

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超表面光学衍射神经网络及其应用

激光与光电子学进展 2024年

作者：李昊李枫竣李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通讯重点实验室

光学神经网络是以光子作为信息载体，构建光学神经元和光学突触连接模型，是实现光学人工智能高性能计算任务的关键元件。而超表面作为一种可对光场多维度特性调控的亚波长尺度人工微结构，成为光学神经网络的新载体，为大规模密集型计... 详细信息

光学神经网络是以光子作为信息载体，构建光学神经元和光学突触连接模型，是实现光学人工智能高性能计算任务的关键元件。而超表面作为一种可对光场多维度特性调控的亚波长尺度人工微结构，成为光学神经网络的新载体，为大规模密集型计算任务的并行处理提供了新的可能。本文综述了基于超表面的光学衍射神经网络的发展和挑战，介绍了利用超表面光学衍射神经网络实现光场多任务并行处理、芯片集成以及在图像识别分类、光学信息处理和复杂视觉任务方面的应用，最后对超表面光学衍射神经网络发展面临的挑战和潜在应用进行展望。

关键词：超表面光学神经网络芯片人工智能

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光学斯格明子的产生与调控（特邀）

光学学报 2024年第10期 85-99页

作者：周志凯王思聪李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通讯重点实验室

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子，可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来，光学斯格明子被人们所提出，并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格... 详细信息

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子，可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来，光学斯格明子被人们所提出，并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格明子的研究进展，详细介绍了光学斯格明子的拓扑结构分类、不同矢量构型光学斯格明子的产生与调控，并对其潜在应用进行了展望，为本领域进一步快速发展提供了参考。

关键词：物理光学斯格明子拓扑光学结构光场调控

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光学斯格明子的产生与调控

光学学报 2024年

作者：周志凯王思聪李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通讯重点实验室

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子，可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来，光学斯格明子被人们所提出，并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。本文综述了当前光学... 详细信息

传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子，可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来，光学斯格明子被人们所提出，并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。本文综述了当前光学斯格明子的研究进展，详细介绍了光学斯格明子的拓扑结构分类、不同矢量构型光学斯格明子的产生与调控，并对其潜在应用进行了展望，为本领域进一步快速发展提供了参考。

关键词：斯格明子拓扑光学结构光场调控

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基于光循环移频环的可重构微波光子滤波器

光子学报 2024年

作者：陈权王光英易振钊曹元冯新焕关柏鸥暨南大学物理与光电工程学院暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信重点实验室

本文基于光循环移频环的频域多载波特性和时间延迟特性构建了一种结构简单、高可重构性的微波光子滤波器。光循环移频环的等间隔时间延迟特性可用于在不同抽头之间引入时间延迟。另外，由于光循环移频环所产生的多个光载波之间的频率差... 详细信息

本文基于光循环移频环的频域多载波特性和时间延迟特性构建了一种结构简单、高可重构性的微波光子滤波器。光循环移频环的等间隔时间延迟特性可用于在不同抽头之间引入时间延迟。另外，由于光循环移频环所产生的多个光载波之间的频率差较大，因而可以避免由于光载波的高相干性所导致的强度干扰，可实现稳定的频谱响应。利用可编程光滤波器对光循环移频环的输出光谱进行整形，可实现不同抽头的筛选和每个抽头权重的调节，从而获得微波光子滤波器抽头数和自由频谱范围的有效调谐。我们在实验中展示了自由频谱范围为3.85 MHz情况下抽头数在2、5、10之间的切换，以及抽头数为2的情况下，自由频谱范围在3.85 MHz、1.925 MHz以及770 kHz之间的切换。通过光谱整形技术，我们实现了微波光子滤波器抽头数和自由频谱范围的可重构。

关键词：微波光子滤波器光循环移频环光频梳抽头数自由频谱范围