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基于Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)实现高灵敏度的双模式光学测温

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发光学报 2024年第6期45卷 952-958页

作者：相国涛易园园张羽熊明徐秦玉陈红豆常瑛姚璐重庆邮电大学理学院重庆400065

基于高温固相法合成了Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)上转换发光材料,该材料在绿光区和近红外二区均表现出较强的发光强度。在绿光区,基于Er^(3+)的~2H_(11/2)→^(4)I_(15/2)和^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)跃迁进行荧光强度比光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率可分别达到1.7%·K^(-1)、1.2%·K^(-1)和0.027 K;在近红外二区,基于Er^(3+):^(4)I_(13/2)→^(4)I_(15/2)跃迁的Stark劈裂所进行的光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率分别为3.01%·K^(-1)、0.59%·K^(-1)和0.06 K。更为重要的是,在生理温度范围内,以上两种光学温度计均表现出较高的测温准确性。所有数据均表明,Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)是一种优异的光学测温材料,可在可见区和近红外二区实现高灵敏度的双模式光学测温。

关键词：稀土离子上转换发光光学测温荧光强度比

正交约束域适应的跨工况滚动轴承剩余使用寿命预测方法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1043-1050页

作者：韩延林志超黄庆卿向敏文瑞张焱重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆邮电大学工业互联网研究院重庆401122

针对跨工况轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型的决策边界不明显、特征可辨识性低的问题,该文提出一种正交约束的最大分类器差异方法(MCD_OC)。首先,将采集的轴承原始振动信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的频域信号作为模型的输入;然后... 详细信息

针对跨工况轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型的决策边界不明显、特征可辨识性低的问题,该文提出一种正交约束的最大分类器差异方法(MCD_OC)。首先,将采集的轴承原始振动信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的频域信号作为模型的输入;然后,通过卷积神经网络(CNN)和门控循环神经网络(GRU)提取轴承信号的深层时空特征,利用最大分类器差异将源域和目标域特征对齐,并对目标域轴承深层特征进行正交约束,增大无标签目标域样本特征之间的可辨识性;最后,基于轴承寿命数据集开展了跨工况轴承寿命预测对比实验,对该文所提方法进行评估,并在多组实验中取得最优结果。

关键词：滚动轴承剩余使用寿命正交约束最大分类器差异

基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法

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电子学报 2024年第3期52卷 783-791页

作者：胡向东万润楠重庆邮电大学现代邮政学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院/工业互联网学院重庆400065

针对工业互联网安全态势评估存在数据特征提取困难和安全态势评估准确率低等难题,提出一种基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法.基于随机采样技术平衡原始数据集以减小不平衡数据集对实验的影响;利用梯度提升决策树确定工业... 详细信息

针对工业互联网安全态势评估存在数据特征提取困难和安全态势评估准确率低等难题,提出一种基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法.基于随机采样技术平衡原始数据集以减小不平衡数据集对实验的影响;利用梯度提升决策树确定工业互联网流量数据中不同特征的权重系数,结合递归特征消除法提取其关键特征;构建基于改进随机森林的工业互联网多分类攻击检测模型,识别网络受到的攻击类别,并结合安全态势量化指标确定其风险程度.实验结果表明,本文算法的检测准确率和F1值分别达到89.19%和89.68%,相较于传统随机森林算法、支持向量机和K最近邻算法,其准确率和F1值分别至少提高2.91%和1.7%,平均分别提高8.38%和9.33%.

关键词：工业互联网态势评估特征提取梯度提升决策树随机森林

双模三维索引调制差分混沌移位键控系统的设计及性能分析

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通信学报 2024年第6期45卷 176-186页

作者：贺利芳武兴根薛岩松重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

针对传统差分混沌移位键控系统速率低、误码性能差的问题,提出了一种双模三维索引调制差分混沌移位键控系统。该系统利用时隙、正交码和顺序索引,在选中与未选中的时隙上均传输信息比特。在接收端,通过采用降噪技术,减小了噪声的方差,... 详细信息

针对传统差分混沌移位键控系统速率低、误码性能差的问题,提出了一种双模三维索引调制差分混沌移位键控系统。该系统利用时隙、正交码和顺序索引,在选中与未选中的时隙上均传输信息比特。在接收端,通过采用降噪技术,减小了噪声的方差,提升了系统误码性能。推导了在加性白高斯噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特差错率公式。仿真结果显示,与相似的混沌键控系统相比,所提系统具备更高的数据速率和更为优越的误码性能。

关键词：混沌通信差分混沌移位键控索引调制联合解调算法

单颗粒NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4)核壳微米盘的上转换红光发射增强机理

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物理学报 2024年第5期73卷 147-156页

作者：严学文张景蕾张正宇丁鹏韩庆艳张成云高伟董军西安邮电大学电子工程学院西安710121

本文借助外延生长及离子掺杂技术,基于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体构建了多种不同的核壳微米盘,通过降低材料的表面猝灭效应及增强离子间的能量传递效应,实现了NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体上转换红光发射的增强.研究结果表明:在980 n... 详细信息

本文借助外延生长及离子掺杂技术,基于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体构建了多种不同的核壳微米盘,通过降低材料的表面猝灭效应及增强离子间的能量传递效应,实现了NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体上转换红光发射的增强.研究结果表明:在980 nm近红外激光激发下,构建的NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4)@NaYF_(4)核-壳-壳微米盘的上转换红光发射强度相比于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米盘增强了4.6倍,红绿比由6.3提高至8.1.当少量Ho^(3+)离子引入到NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4):2%Ho^(3+)@NaYF_(4)核-壳-壳微米盘时,Er^(3+)离子与Ho^(3+)离子间相互作用的发生使其上转换红光发射强度相比于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米盘增强了近6.7倍,且红绿比更是提高到9.4.通过对不同核壳微米盘光谱特性和发光动力学的研究,表明Er^(3+)离子的红光发射增强主要源自于不同核壳结构中Yb^(3+)离子的高效的能量传递有效促进了Er^(3+)离子间的交叉弛豫、Er^(3+)和Yb^(3+)离子间反向能量传递及Ho^(3+)离子向Er^(3+)离子间的能量传递的发生,进而提高了红光发射能级的粒子数布居.其研究可为构建具有高效红光发射的上转换微纳晶体提供新途径.

关键词：上转换发光核壳结构能量传递交叉弛豫

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基于改进量子头脑风暴算法的UAV三维航迹规划

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 112-117,132页

作者：孙希霞丁喆蔡超潘甦南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074

针对复杂环境中的无人飞行器航迹规划问题,提出了一种基于改进量子头脑风暴优化(QBSO)算法的UAV三维航迹规划方法.在进化前期,两个种群独立进化,从而提升算法的全局搜索能力.在进化后期,对每个种群中的个体进行排序,每个种群中较优的(... 详细信息

针对复杂环境中的无人飞行器航迹规划问题,提出了一种基于改进量子头脑风暴优化(QBSO)算法的UAV三维航迹规划方法.在进化前期,两个种群独立进化,从而提升算法的全局搜索能力.在进化后期,对每个种群中的个体进行排序,每个种群中较优的(排名前50%)个体形成一个新种群,该新种群按照QBSO的进化机制继续进行进化,从而加快算法收敛速度.此外,为进一步提升算法的全局搜索能力,提出了一种改进的待变异个体产生方式.实验结果表明:与基本BSO、QBSO、改进BSO及全局最优BSO算法相比,改进QBSO算法在解决航迹规划问题上具有更高的全局搜索能力、收敛精度和更强的稳定性.

关键词：无人飞行器航迹规划量子头脑风暴优化进化机制收敛精度

基于负载均衡的快递分拨中心AGV系统优化方法

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北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 130-136页

作者：田帅辉何娅重庆邮电大学现代邮政学院重庆400065

针对自动引导车(AGV)在快递分拨中心应用中出现的路网负载失衡问题,建立了负载均衡的多目标分层模型。首先,采用加入转弯代价的A~*算法进行预处理,引入节点负载代价;其次,以最小路径代价和最大负载均衡程度为优化目标,在改进的A~*算法... 详细信息

针对自动引导车(AGV)在快递分拨中心应用中出现的路网负载失衡问题,建立了负载均衡的多目标分层模型。首先,采用加入转弯代价的A~*算法进行预处理,引入节点负载代价;其次,以最小路径代价和最大负载均衡程度为优化目标,在改进的A~*算法中加入负载代价以获得评价函数值,形成混合遗传算法,从而实现对投递口布局的优化;最后,基于栅格环境进行了仿真实验。实验结果表明,采用所提模型优化快递分拨中心的投递口布局,能够有效地均衡路网负载。

关键词：快递分拨中心自动导引车路网负载均衡布局优化遗传算法

基于相变材料的低损耗可重构无阻塞光交换网络

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光学学报 2024年第11期44卷 50-57页

作者：熊羽庭郭鹏星周佳豪侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先,设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的2×2全光开关单元,通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即可保... 详细信息

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先,设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的2×2全光开关单元,通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即可保持开关状态,具有非易失性的特点,此外还能够降低功耗,减少芯片面积。基于此,通过Benes拓扑将2×2光开关与交叉波导级联,构建8×8无阻塞光交换网络。通过调整不同开关单元中Sb2Se3的相变状态,实现8×8光交换网络中任意输入端口至输出端口的可重构光路交换。运用Ansys Lumerical仿真平台对所设计的2×2光开关及交叉波导结构进行仿真与优化,验证所提光交换网络的全连接无阻塞数据交换功能。仿真结果显示,所提2×2光开关的插入损耗和串扰噪声分别低于0.072 dB和-55.66 dB,8×8光交换网络的插入损耗和串扰噪声分别低于0.500 dB和-45.00 dB。因此,所设计的低损耗性能优势的开关结构有助于实现大规模光子集成交换网络。

关键词：集成光学光交换非易失性可重构性马赫-曾德尔干涉仪相变材料

宽带多载波微波光链路的自适应非迭代线性化技术

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光学学报 2024年第12期44卷 197-205页

作者：卢冰陈康侯维刚白一凡张佳昕郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取... 详细信息

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取最优线性化系数的同时完成对XMD和IMD3的补偿。与现有的XMD和IMD3补偿方法相比,该方法无需系统和信号的先验参数,无需复杂的训练和迭代优化过程,实用性更好。仿真结果表明,在基于马赫-曾德尔调制器的MPL中传输多音信号时,链路中产生的XMD和IMD3分别被抑制了35 dB和29 dB以上;此外,当传输多载波正交频分复用信号时,信号的误差矢量幅值从8.1%优化到了2.2%。

关键词：微波光子学数字线性化三阶交调失真互调失真