首页 > 最新文献

光学学报最新文献

英文 中文
基于太赫兹光谱的三聚氰胺定量分析 基于太赫兹光谱的三聚氰胺定量分析
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230607
郭以恒 Guo Yiheng, 燕芳 Yan Fang, 赵渺钰 Zhao Miaoyu, 卓炫 Zhuo Xuan
为实现对奶粉中非法食品添加剂三聚氰胺的精确定量检测，使用太赫兹时域光谱系统测定了三聚氰胺（质量分数梯度为0%~20%）与奶粉混合物的太赫兹吸收谱曲线。首先，利用主成分回归、支持向量机回归、偏最小二乘回归和最小二乘支持向量机回归（LSSVR）对混合物中三聚氰胺质量分数进行预测。结果显示，LSSVR的预测精度最高，预测集相关系数RP为0.99838，预测集均方根误差fRMSEP为0.41%。其次，为进一步提升LSSVR预测的精度，使用粒子群算法、遗传算法、布谷鸟算法、灰狼算法对LSSVR中正则化参数C和已确定核函数为高斯核函数后核参数γ进行参数优化。结果表明，经过4种算法优化后LSSVR预测精度均明显提高，其中经灰狼算法优化后的LSSVR对混合物中三聚氰胺的预测精度最高（RP为0.99925，fRMSEP为0.28%）。该算法可为食品添加剂的定量检测提供新的方法和思路。
为实现对奶粉中非法食品添加剂三聚氰胺的精确定量检测，使用太赫兹时域光谱系统测定了三聚氰胺（质量分数梯度为0%~20%）与奶粉混合物的太赫兹吸收谱曲线。首先，利用主成分回归、支持向量机回归、偏最小二乘回归和最小二乘支持向量机回归（LSSVR）对混合物中三聚氰胺质量分数进行预测。结果显示，LSSVR的预测精度最高，预测集相关系数RP为0.99838，预测集均方根误差fRMSEP为0.41%。其次，为进一步提升LSSVR预测的精度，使用粒子群算法、遗传算法、布谷鸟算法、灰狼算法对LSSVR中正则化参数C和已确定核函数为高斯核函数后核参数γ进行参数优化。结果表明，经过4种算法优化后LSSVR预测精度均明显提高，其中经灰狼算法优化后的LSSVR对混合物中三聚氰胺的预测精度最高（RP为0.99925，fRMSEP为0.28%）。该算法可为食品添加剂的定量检测提供新的方法和思路。
{"title":"基于太赫兹光谱的三聚氰胺定量分析","authors":"郭以恒 Guo Yiheng, 燕芳 Yan Fang, 赵渺钰 Zhao Miaoyu, 卓炫 Zhuo Xuan","doi":"10.3788/aos230607","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230607","url":null,"abstract":"为实现对奶粉中非法食品添加剂三聚氰胺的精确定量检测，使用太赫兹时域光谱系统测定了三聚氰胺（质量分数梯度为0%~20%）与奶粉混合物的太赫兹吸收谱曲线。首先，利用主成分回归、支持向量机回归、偏最小二乘回归和最小二乘支持向量机回归（LSSVR）对混合物中三聚氰胺质量分数进行预测。结果显示，LSSVR的预测精度最高，预测集相关系数RP为0.99838，预测集均方根误差fRMSEP为0.41%。其次，为进一步提升LSSVR预测的精度，使用粒子群算法、遗传算法、布谷鸟算法、灰狼算法对LSSVR中正则化参数C和已确定核函数为高斯核函数后核参数γ进行参数优化。结果表明，经过4种算法优化后LSSVR预测精度均明显提高，其中经灰狼算法优化后的LSSVR对混合物中三聚氰胺的预测精度最高（RP为0.99925，fRMSEP为0.28%）。该算法可为食品添加剂的定量检测提供新的方法和思路。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"74 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659391","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
硅基高灵敏度近红外单光子dTOF探测器 硅基高灵敏度近红外单光子dTOF探测器
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230936
王帅康 Wang Shuaikang, 刘丹璐 Liu Danlu, 陈前宇 Chen Qianyu, 韩冬 Han Dong, 王嘉源 Wang Jiayuan, 徐跃 Xu Yue, 曹平 Cao Ping
基于0.18 μm BCD工艺实现了一种高灵敏度、低暗计数噪声的近红外单光子直接飞行时间（dTOF）探测器。集成的单光子雪崩二极管（SPAD）探测器件采用新型的高压p阱/n+埋层作为深结雪崩倍增区的结构，显著提高了对近红外光子的探测概率；采用低掺杂的外延层作为虚拟保护环，有效减小了器件暗计数噪声。dTOF探测器读出电路采用三步式混合结构的时间数字转换器（TDC），获得了高时间分辨率和大动态范围。测试结果表明，SPAD器件在5 V过偏压下的光子探测概率（PDP）峰值达到45%，在905 nm近红外波长处的PDP大于7.6%，暗计数率（DCR）小于200 Hz。读出电路实现了130 ps的高时间分辨率和258 ns的动态范围，差分非线性度（DNL）和积分非线性度（INL）均小于±1 LSB（1 LSB=130 ps）。该dTOF探测器具有人眼安全阈值高、灵敏度高、噪声低和线性度好的优点，可应用于低成本、高精度的激光雷达测距系统。
基于0.18 μm BCD工艺实现了一种高灵敏度、低暗计数噪声的近红外单光子直接飞行时间（dTOF）探测器。集成的单光子雪崩二极管（SPAD）探测器件采用新型的高压p阱/n+埋层作为深结雪崩倍增区的结构，显著提高了对近红外光子的探测概率；采用低掺杂的外延层作为虚拟保护环，有效减小了器件暗计数噪声。dTOF探测器读出电路采用三步式混合结构的时间数字转换器（TDC），获得了高时间分辨率和大动态范围。测试结果表明，SPAD器件在5 V过偏压下的光子探测概率（PDP）峰值达到45%，在905 nm近红外波长处的PDP大于7.6%，暗计数率（DCR）小于200 Hz。读出电路实现了130 ps的高时间分辨率和258 ns的动态范围，差分非线性度（DNL）和积分非线性度（INL）均小于±1 LSB（1 LSB=130 ps）。该dTOF探测器具有人眼安全阈值高、灵敏度高、噪声低和线性度好的优点，可应用于低成本、高精度的激光雷达测距系统。
{"title":"硅基高灵敏度近红外单光子dTOF探测器","authors":"王帅康 Wang Shuaikang, 刘丹璐 Liu Danlu, 陈前宇 Chen Qianyu, 韩冬 Han Dong, 王嘉源 Wang Jiayuan, 徐跃 Xu Yue, 曹平 Cao Ping","doi":"10.3788/aos230936","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230936","url":null,"abstract":"基于0.18 μm BCD工艺实现了一种高灵敏度、低暗计数噪声的近红外单光子直接飞行时间（dTOF）探测器。集成的单光子雪崩二极管（SPAD）探测器件采用新型的高压p阱/n+埋层作为深结雪崩倍增区的结构，显著提高了对近红外光子的探测概率；采用低掺杂的外延层作为虚拟保护环，有效减小了器件暗计数噪声。dTOF探测器读出电路采用三步式混合结构的时间数字转换器（TDC），获得了高时间分辨率和大动态范围。测试结果表明，SPAD器件在5 V过偏压下的光子探测概率（PDP）峰值达到45%，在905 nm近红外波长处的PDP大于7.6%，暗计数率（DCR）小于200 Hz。读出电路实现了130 ps的高时间分辨率和258 ns的动态范围，差分非线性度（DNL）和积分非线性度（INL）均小于±1 LSB（1 LSB=130 ps）。该dTOF探测器具有人眼安全阈值高、灵敏度高、噪声低和线性度好的优点，可应用于低成本、高精度的激光雷达测距系统。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"143 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659399","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
基于频谱集中程度的重参数化在光场去噪中的应用 基于频谱集中程度的重参数化在光场去噪中的应用
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230659
王甜甜 Wang Tiantian, 何迪 He Di, 刘畅 Liu Chang, 邱钧 Qiu Jun
从频谱支集对称程度及夹角两个结构特点出发，分析频谱支集结构变化对于去噪效果的影响，提出光场频谱支集集中程度的概念，并设计相应的度量函数。通过极小化集中程度度量函数，计算合适的光场双平面间距，按照此间距在去噪前对光场数据进行重参数化可以提高滤波去噪效果。HCI模拟光场数据和斯坦福实测光场数据实验结果表明，引入重参数化的光场滤波去噪方法能够优化去噪结果。从视觉上看，在滤除更多噪点的同时保留场景更多的结构和纹理信息；从定量评价上看，峰值信噪比和结构相似度指标也有所提高。
从频谱支集对称程度及夹角两个结构特点出发，分析频谱支集结构变化对于去噪效果的影响，提出光场频谱支集集中程度的概念，并设计相应的度量函数。通过极小化集中程度度量函数，计算合适的光场双平面间距，按照此间距在去噪前对光场数据进行重参数化可以提高滤波去噪效果。HCI模拟光场数据和斯坦福实测光场数据实验结果表明，引入重参数化的光场滤波去噪方法能够优化去噪结果。从视觉上看，在滤除更多噪点的同时保留场景更多的结构和纹理信息；从定量评价上看，峰值信噪比和结构相似度指标也有所提高。
{"title":"基于频谱集中程度的重参数化在光场去噪中的应用","authors":"王甜甜 Wang Tiantian, 何迪 He Di, 刘畅 Liu Chang, 邱钧 Qiu Jun","doi":"10.3788/aos230659","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230659","url":null,"abstract":"从频谱支集对称程度及夹角两个结构特点出发，分析频谱支集结构变化对于去噪效果的影响，提出光场频谱支集集中程度的概念，并设计相应的度量函数。通过极小化集中程度度量函数，计算合适的光场双平面间距，按照此间距在去噪前对光场数据进行重参数化可以提高滤波去噪效果。HCI模拟光场数据和斯坦福实测光场数据实验结果表明，引入重参数化的光场滤波去噪方法能够优化去噪结果。从视觉上看，在滤除更多噪点的同时保留场景更多的结构和纹理信息；从定量评价上看，峰值信噪比和结构相似度指标也有所提高。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659724","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
基于噪声水平估计的多孔准直X射线荧光CT去噪算法 基于噪声水平估计的多孔准直X射线荧光CT去噪算法
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230679
赵如歌 Zhao Ruge, 冯鹏 Feng Peng, 罗燕 Luo Yan, 张颂 Zhang Song, 何鹏 He Peng, 刘亚楠 Liu Yanan
X射线荧光CT（XFCT）是X射线CT与X射线荧光分析相结合的新型成像方式，可用于探测被修饰后的纳米金颗粒在肿瘤内部的分布及质量分数，在早期癌症诊疗方面具有较好的应用潜力。如何抑制XFCT成像的康普顿散射噪声是当前的热点问题。本文基于深度学习方法，通过卷积神经网络学习图像中的噪声分布规律，从而抑制噪声。基于此，提出了一种基于噪声水平估计和卷积神经网络的XFCT去噪网络（NeCNN）算法，该算法运用噪声估计子网络及去噪主网络进行去噪。估计子网络通过去噪卷积神经网络（DnCNN）估计噪声水平并初步降噪，随后将估计结果输入去噪主网络——全卷积神经网络（FCN）用于学习康普顿散射的分布规律，同时为兼顾局部与全局最优解采用均方误差（MSE）及结构相似度（SSIM）作为损失函数。数据集通过Geant4软件模拟扫描填充各种金属纳米颗粒（Au、Bi、Ru、Gd）的空气模体及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模体来获取，且设置不同入射X射线的强度，以此模拟不同噪声水平，增强模型泛化能力。实验结果表明，与三维块匹配滤波（BM3D）及DnCNN算法相比，NeCNN算法的去噪结果最优，其SSIM为0.95066，峰值信噪比（PSNR）为29.01558，图像质量提高最为显著。
X射线荧光CT（XFCT）是X射线CT与X射线荧光分析相结合的新型成像方式，可用于探测被修饰后的纳米金颗粒在肿瘤内部的分布及质量分数，在早期癌症诊疗方面具有较好的应用潜力。如何抑制XFCT成像的康普顿散射噪声是当前的热点问题。本文基于深度学习方法，通过卷积神经网络学习图像中的噪声分布规律，从而抑制噪声。基于此，提出了一种基于噪声水平估计和卷积神经网络的XFCT去噪网络（NeCNN）算法，该算法运用噪声估计子网络及去噪主网络进行去噪。估计子网络通过去噪卷积神经网络（DnCNN）估计噪声水平并初步降噪，随后将估计结果输入去噪主网络——全卷积神经网络（FCN）用于学习康普顿散射的分布规律，同时为兼顾局部与全局最优解采用均方误差（MSE）及结构相似度（SSIM）作为损失函数。数据集通过Geant4软件模拟扫描填充各种金属纳米颗粒（Au、Bi、Ru、Gd）的空气模体及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模体来获取，且设置不同入射X射线的强度，以此模拟不同噪声水平，增强模型泛化能力。实验结果表明，与三维块匹配滤波（BM3D）及DnCNN算法相比，NeCNN算法的去噪结果最优，其SSIM为0.95066，峰值信噪比（PSNR）为29.01558，图像质量提高最为显著。
{"title":"基于噪声水平估计的多孔准直X射线荧光CT去噪算法","authors":"赵如歌 Zhao Ruge, 冯鹏 Feng Peng, 罗燕 Luo Yan, 张颂 Zhang Song, 何鹏 He Peng, 刘亚楠 Liu Yanan","doi":"10.3788/aos230679","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230679","url":null,"abstract":"X射线荧光CT（XFCT）是X射线CT与X射线荧光分析相结合的新型成像方式，可用于探测被修饰后的纳米金颗粒在肿瘤内部的分布及质量分数，在早期癌症诊疗方面具有较好的应用潜力。如何抑制XFCT成像的康普顿散射噪声是当前的热点问题。本文基于深度学习方法，通过卷积神经网络学习图像中的噪声分布规律，从而抑制噪声。基于此，提出了一种基于噪声水平估计和卷积神经网络的XFCT去噪网络（NeCNN）算法，该算法运用噪声估计子网络及去噪主网络进行去噪。估计子网络通过去噪卷积神经网络（DnCNN）估计噪声水平并初步降噪，随后将估计结果输入去噪主网络——全卷积神经网络（FCN）用于学习康普顿散射的分布规律，同时为兼顾局部与全局最优解采用均方误差（MSE）及结构相似度（SSIM）作为损失函数。数据集通过Geant4软件模拟扫描填充各种金属纳米颗粒（Au、Bi、Ru、Gd）的空气模体及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模体来获取，且设置不同入射X射线的强度，以此模拟不同噪声水平，增强模型泛化能力。实验结果表明，与三维块匹配滤波（BM3D）及DnCNN算法相比，NeCNN算法的去噪结果最优，其SSIM为0.95066，峰值信噪比（PSNR）为29.01558，图像质量提高最为显著。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"68 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659727","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
基于深度学习的视网膜OCT图像无监督去噪方法 基于深度学习的视网膜OCT图像无监督去噪方法
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230720
吴广义 Wu Guangyi, 袁卓群 Yuan Zhuoqun, 梁艳梅 Liang Yanmei
以散斑噪声为主的噪声干扰严重影响视网膜光学相干层析（OCT）图像质量。深度学习是一种有效的去噪方法。但对活体成像而言，其很难获取多帧配准的真值图像，这影响了监督学习方法的效果。提出一种无监督深度残差稀疏注意力网络用于视网膜OCT图像去噪，并分别从视觉评价和数值评价两方面与传统的三维块匹配滤波去噪算法和经典的深度学习去噪网络进行对比。研究了监督学习与无监督学习策略下3种卷积神经网络的去噪性能，并利用公开的视网膜OCT图像数据集进行泛化能力测试。实验结果表明：所提算法的视觉评价和数值评价均具有良好的降噪效果，可以实现视网膜OCT图像高质量降噪，具有较强的泛化性，而且与监督学习相比，无监督学习在数据集不充分时仍能获得较好的降噪性能，可以有效地辅助医生进行准确高效的临床诊断。
以散斑噪声为主的噪声干扰严重影响视网膜光学相干层析（OCT）图像质量。深度学习是一种有效的去噪方法。但对活体成像而言，其很难获取多帧配准的真值图像，这影响了监督学习方法的效果。提出一种无监督深度残差稀疏注意力网络用于视网膜OCT图像去噪，并分别从视觉评价和数值评价两方面与传统的三维块匹配滤波去噪算法和经典的深度学习去噪网络进行对比。研究了监督学习与无监督学习策略下3种卷积神经网络的去噪性能，并利用公开的视网膜OCT图像数据集进行泛化能力测试。实验结果表明：所提算法的视觉评价和数值评价均具有良好的降噪效果，可以实现视网膜OCT图像高质量降噪，具有较强的泛化性，而且与监督学习相比，无监督学习在数据集不充分时仍能获得较好的降噪性能，可以有效地辅助医生进行准确高效的临床诊断。
{"title":"基于深度学习的视网膜OCT图像无监督去噪方法","authors":"吴广义 Wu Guangyi, 袁卓群 Yuan Zhuoqun, 梁艳梅 Liang Yanmei","doi":"10.3788/aos230720","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230720","url":null,"abstract":"以散斑噪声为主的噪声干扰严重影响视网膜光学相干层析（OCT）图像质量。深度学习是一种有效的去噪方法。但对活体成像而言，其很难获取多帧配准的真值图像，这影响了监督学习方法的效果。提出一种无监督深度残差稀疏注意力网络用于视网膜OCT图像去噪，并分别从视觉评价和数值评价两方面与传统的三维块匹配滤波去噪算法和经典的深度学习去噪网络进行对比。研究了监督学习与无监督学习策略下3种卷积神经网络的去噪性能，并利用公开的视网膜OCT图像数据集进行泛化能力测试。实验结果表明：所提算法的视觉评价和数值评价均具有良好的降噪效果，可以实现视网膜OCT图像高质量降噪，具有较强的泛化性，而且与监督学习相比，无监督学习在数据集不充分时仍能获得较好的降噪性能，可以有效地辅助医生进行准确高效的临床诊断。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"46 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659730","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
实验演示100 Gbaud Delta-Sigma调制信号O波段传输 实验演示100 Gbaud Delta-Sigma调制信号O波段传输
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230765
杨雄伟 Yang Xiongwei, 魏怡 Wei Yi, 龙健宇 Long Jianyu, 余建军 Yu Jianjun
为了解决传输高阶正交幅度调制（QAM）信号时的非线性损伤问题，提出了一种基于Delta-Sigma调制（DSM）的高阶QAM传输系统。通过采用1-bit量化的DSM，成功将携带有高阶QAM的离散多音调制（DMT）信号量化编码为开关键控（OOK）信号，实现了高阶QAM信号在O波段强度调制/直接检测（IM/DD）系统中的传输。由于DSM拥有较高的量化信噪比，系统最高支持满足软判决2.4×10-2阈值的4096QAM信号的传输。特别地，通过采用预均衡技术，成功实现了50/100 Gbaud DSM信号分别在O波段的50/15 km的传输。实验演示了高速DSM信号在O波段的传输系统，为高阶QAM信号在IM/DD链路的传输提供了解决方案，同时也为未来基于DSM技术的高速移动前传方案设计提供了参考。
为了解决传输高阶正交幅度调制（QAM）信号时的非线性损伤问题，提出了一种基于Delta-Sigma调制（DSM）的高阶QAM传输系统。通过采用1-bit量化的DSM，成功将携带有高阶QAM的离散多音调制（DMT）信号量化编码为开关键控（OOK）信号，实现了高阶QAM信号在O波段强度调制/直接检测（IM/DD）系统中的传输。由于DSM拥有较高的量化信噪比，系统最高支持满足软判决2.4×10-2阈值的4096QAM信号的传输。特别地，通过采用预均衡技术，成功实现了50/100 Gbaud DSM信号分别在O波段的50/15 km的传输。实验演示了高速DSM信号在O波段的传输系统，为高阶QAM信号在IM/DD链路的传输提供了解决方案，同时也为未来基于DSM技术的高速移动前传方案设计提供了参考。
{"title":"实验演示100 Gbaud Delta-Sigma调制信号O波段传输","authors":"杨雄伟 Yang Xiongwei, 魏怡 Wei Yi, 龙健宇 Long Jianyu, 余建军 Yu Jianjun","doi":"10.3788/aos230765","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230765","url":null,"abstract":"为了解决传输高阶正交幅度调制（QAM）信号时的非线性损伤问题，提出了一种基于Delta-Sigma调制（DSM）的高阶QAM传输系统。通过采用1-bit量化的DSM，成功将携带有高阶QAM的离散多音调制（DMT）信号量化编码为开关键控（OOK）信号，实现了高阶QAM信号在O波段强度调制/直接检测（IM/DD）系统中的传输。由于DSM拥有较高的量化信噪比，系统最高支持满足软判决2.4×10-2阈值的4096QAM信号的传输。特别地，通过采用预均衡技术，成功实现了50/100 Gbaud DSM信号分别在O波段的50/15 km的传输。实验演示了高速DSM信号在O波段的传输系统，为高阶QAM信号在IM/DD链路的传输提供了解决方案，同时也为未来基于DSM技术的高速移动前传方案设计提供了参考。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"59 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659740","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
基于双步符合计数的纠缠光量子成像方法 基于双步符合计数的纠缠光量子成像方法
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230439
周牧 Zhou Mu, 嵇长银 Ji Changyin, 王勇 Wang Yong, 曹静阳 Cao Jingyang
为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。
为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。
{"title":"基于双步符合计数的纠缠光量子成像方法","authors":"周牧 Zhou Mu, 嵇长银 Ji Changyin, 王勇 Wang Yong, 曹静阳 Cao Jingyang","doi":"10.3788/aos230439","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230439","url":null,"abstract":"为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659742","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
衍射多焦点人工晶状体的设计与优化 衍射多焦点人工晶状体的设计与优化
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230610
董博 Dong Bo, 杨迎 Yang Ying, 薛常喜 Xue Changxi
衍射光学设计已经成为人工晶状体设计领域的新兴技术。本文首先分析了衍射多焦点人工晶状体的具体设计流程，提出了联合非球面衍射基底矫正像质的衍射多焦点人工晶状体设计；其次针对多焦点衍射光学元件相位结构提出并分析了基底参数对衍射效率的影响的数学模型；最后通过实例对人工晶状体设计中非球面衍射基底的影响作出了优化。结果表明，设计流程可用于设计高成像质量多焦点人工晶状体，基底影响模型可用于分析并优化衍射基底参数对衍射效率的影响。
衍射光学设计已经成为人工晶状体设计领域的新兴技术。本文首先分析了衍射多焦点人工晶状体的具体设计流程，提出了联合非球面衍射基底矫正像质的衍射多焦点人工晶状体设计；其次针对多焦点衍射光学元件相位结构提出并分析了基底参数对衍射效率的影响的数学模型；最后通过实例对人工晶状体设计中非球面衍射基底的影响作出了优化。结果表明，设计流程可用于设计高成像质量多焦点人工晶状体，基底影响模型可用于分析并优化衍射基底参数对衍射效率的影响。
{"title":"衍射多焦点人工晶状体的设计与优化","authors":"董博 Dong Bo, 杨迎 Yang Ying, 薛常喜 Xue Changxi","doi":"10.3788/aos230610","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230610","url":null,"abstract":"衍射光学设计已经成为人工晶状体设计领域的新兴技术。本文首先分析了衍射多焦点人工晶状体的具体设计流程，提出了联合非球面衍射基底矫正像质的衍射多焦点人工晶状体设计；其次针对多焦点衍射光学元件相位结构提出并分析了基底参数对衍射效率的影响的数学模型；最后通过实例对人工晶状体设计中非球面衍射基底的影响作出了优化。结果表明，设计流程可用于设计高成像质量多焦点人工晶状体，基底影响模型可用于分析并优化衍射基底参数对衍射效率的影响。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"68 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135662140","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
少模光纤模式反射迈克尔孙干涉仪及其游标增敏应用 少模光纤模式反射迈克尔孙干涉仪及其游标增敏应用
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230520
武瑞妮 Wu Ruini, 林国辉 Lin Guohui, 吕海飞 Haifei Lü, 黎敏 Li Min, 李明钰 Li Mingyu, 王嘉赋 Wang Jiafu, 文晓艳 Wen Xiaoyan
提出了一种少模光纤迈克尔孙干涉仪（MI）级联法布里-珀罗干涉仪（FPI）的游标增敏折射率传感器。少模光纤MI用作参考干涉仪，开放腔FPI作为传感干涉仪，解决了传统双FPI传感器的参考干涉仪制备复杂、可控性差的问题。仿真研究了单模-少模光纤错位量对少模光纤模式激发效率的影响，以及少模光纤长度对增敏倍数的影响。基于仿真优化参数制备了少模光纤MI-FPI传感器，并测试了其折射率响应特性，分析了增敏极限及限制因素。该传感器在1.3384~1.3412的折射率范围内的折射率灵敏度达到12466.956 nm/RIU（灵敏度单位），相对于无MI级联的单个FPI传感器提升了12.29倍，放大倍数可基于少模光纤长度灵活控制。该方法使传感器的增敏效果显著、增敏倍数可控、制备方法简单且光谱稳定性好，在折射率传感领域具有潜在的应用价值。
提出了一种少模光纤迈克尔孙干涉仪（MI）级联法布里-珀罗干涉仪（FPI）的游标增敏折射率传感器。少模光纤MI用作参考干涉仪，开放腔FPI作为传感干涉仪，解决了传统双FPI传感器的参考干涉仪制备复杂、可控性差的问题。仿真研究了单模-少模光纤错位量对少模光纤模式激发效率的影响，以及少模光纤长度对增敏倍数的影响。基于仿真优化参数制备了少模光纤MI-FPI传感器，并测试了其折射率响应特性，分析了增敏极限及限制因素。该传感器在1.3384~1.3412的折射率范围内的折射率灵敏度达到12466.956 nm/RIU（灵敏度单位），相对于无MI级联的单个FPI传感器提升了12.29倍，放大倍数可基于少模光纤长度灵活控制。该方法使传感器的增敏效果显著、增敏倍数可控、制备方法简单且光谱稳定性好，在折射率传感领域具有潜在的应用价值。
{"title":"少模光纤模式反射迈克尔孙干涉仪及其游标增敏应用","authors":"武瑞妮 Wu Ruini, 林国辉 Lin Guohui, 吕海飞 Haifei Lü, 黎敏 Li Min, 李明钰 Li Mingyu, 王嘉赋 Wang Jiafu, 文晓艳 Wen Xiaoyan","doi":"10.3788/aos230520","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230520","url":null,"abstract":"提出了一种少模光纤迈克尔孙干涉仪（MI）级联法布里-珀罗干涉仪（FPI）的游标增敏折射率传感器。少模光纤MI用作参考干涉仪，开放腔FPI作为传感干涉仪，解决了传统双FPI传感器的参考干涉仪制备复杂、可控性差的问题。仿真研究了单模-少模光纤错位量对少模光纤模式激发效率的影响，以及少模光纤长度对增敏倍数的影响。基于仿真优化参数制备了少模光纤MI-FPI传感器，并测试了其折射率响应特性，分析了增敏极限及限制因素。该传感器在1.3384~1.3412的折射率范围内的折射率灵敏度达到12466.956 nm/RIU（灵敏度单位），相对于无MI级联的单个FPI传感器提升了12.29倍，放大倍数可基于少模光纤长度灵活控制。该方法使传感器的增敏效果显著、增敏倍数可控、制备方法简单且光谱稳定性好，在折射率传感领域具有潜在的应用价值。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"33 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135662324","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
再现域模型相位补偿法提高液晶空间光调制器全息再现像质量研究 再现域模型相位补偿法提高液晶空间光调制器全息再现像质量研究
4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报
Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/aos230527
胡驰 Hu Chi, 张锦 Zhang Jin, 孙国斌 Sun Guobin, 蒋世磊 Jiang Shilei, 刘严严 Liu Yanyan
针对液晶空间光调制器（LC-SLM）全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响，导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题，本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法，有效提高了再现像的均匀性。其主要原理为：在设计的相位全息图上加载一定周期的数字闪耀光栅后，根据再现区域的光强分布情况反推出补偿量，并将其和原物光波进行合成，重新计算相位全息图实现对再现结果的调整，在避免了零级衍射光斑影响的同时，提高了全息像的再现效果。通过对相位补偿量进行优化计算和仿真验证，并搭建全息再现光路，将补偿计算后的相位加载到空间光调制器（SLM）上进行再现实验验证和测试，实验结果表明，补偿后的再现像均匀性提高为原来的2倍，且光能利用率也有一定的提高。研究结果表明，本文所提出的再现域模型相位补偿法能有效提高SLM全息再现像的均匀性和光能利用率。因此该方法对基于SLM的全息再现或光场调控质量的提高具有一定的应用价值。
针对液晶空间光调制器（LC-SLM）全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响，导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题，本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法，有效提高了再现像的均匀性。其主要原理为：在设计的相位全息图上加载一定周期的数字闪耀光栅后，根据再现区域的光强分布情况反推出补偿量，并将其和原物光波进行合成，重新计算相位全息图实现对再现结果的调整，在避免了零级衍射光斑影响的同时，提高了全息像的再现效果。通过对相位补偿量进行优化计算和仿真验证，并搭建全息再现光路，将补偿计算后的相位加载到空间光调制器（SLM）上进行再现实验验证和测试，实验结果表明，补偿后的再现像均匀性提高为原来的2倍，且光能利用率也有一定的提高。研究结果表明，本文所提出的再现域模型相位补偿法能有效提高SLM全息再现像的均匀性和光能利用率。因此该方法对基于SLM的全息再现或光场调控质量的提高具有一定的应用价值。
{"title":"再现域模型相位补偿法提高液晶空间光调制器全息再现像质量研究","authors":"胡驰 Hu Chi, 张锦 Zhang Jin, 孙国斌 Sun Guobin, 蒋世磊 Jiang Shilei, 刘严严 Liu Yanyan","doi":"10.3788/aos230527","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/aos230527","url":null,"abstract":"针对液晶空间光调制器（LC-SLM）全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响，导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题，本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法，有效提高了再现像的均匀性。其主要原理为：在设计的相位全息图上加载一定周期的数字闪耀光栅后，根据再现区域的光强分布情况反推出补偿量，并将其和原物光波进行合成，重新计算相位全息图实现对再现结果的调整，在避免了零级衍射光斑影响的同时，提高了全息像的再现效果。通过对相位补偿量进行优化计算和仿真验证，并搭建全息再现光路，将补偿计算后的相位加载到空间光调制器（SLM）上进行再现实验验证和测试，实验结果表明，补偿后的再现像均匀性提高为原来的2倍，且光能利用率也有一定的提高。研究结果表明，本文所提出的再现域模型相位补偿法能有效提高SLM全息再现像的均匀性和光能利用率。因此该方法对基于SLM的全息再现或光场调控质量的提高具有一定的应用价值。","PeriodicalId":7103,"journal":{"name":"光学学报","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135662325","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
首页 上一页 下一页 尾页
类型
全部 化学•材料 生命科学 医学 物理 工程技术 环境•农林 材料科学 地球科学 法学 管理学 化学 环境科学与生态学 计算机科学 教育学 经济学 农林科学 人文科学 生物学 数学 物理与天体物理 心理学 综合性期刊 其他 工业工程 理学 历史学 农学 文学 信息工程
数据库
全部 ACS Publications Elsevier ieeexplore Springer The Royal Society of Chemistry Wiley
期刊
光学学报
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
﹀
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
×
提示
您的信息不完整，为了账户安全，请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号：481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们：info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务，方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1