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  • 二芳基乙烯薄膜双稳态全光开关的实验研究
  • 采用二芳基乙烯(DA,diarylethene)材料顺-1,2-二氰基-1,2-双(2,4,5-三甲基-3-噻吩基)乙烯cis-1,2-Dicyano-1,2-bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)ethene掺杂到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成有机掺杂薄膜样品(掺杂质量百分比为10%),基于薄膜光致吸收特性的变化构建了有机掺杂薄膜双稳态全光开关,分别以波长为375nm的紫外激光(CW,40mW)和波长为532nm的可见激光(CW,5 mW)作为激发光,以波长为632.8nm的He-Ne激光(CW,3μW)为探测光,实验研究并获得了薄膜样品的双稳态全光开关实验结果,开关信号的调制深度为8.2%,开关上升时间约为36s,下降时间约为47s。根据光致变色系统二能级理论,对全光开关的实验结果和机理作了较深入分析。本文的双稳态全光开关具有简单容易实现的特点,作为一种低速的双稳态全光开关有潜在应用价值。
  • 基于注入锁定法布里-珀罗激光器全光判决的研究
  • 研究了基于双波长注入锁定法布里-珀罗半导体激光器(FP-LD)的全光判决门,及其在失真的10Gbit/s归零(RZ)伪随机序列(PRBS)全光判决中的应用。首先对双波长注入锁定FP-LD的输出光功率与注入光功率的功率转移特性进行了实验研究,测试得到"S"型的功率转移曲线,证明了双波长注入锁定结构具有对注入信号光进行光判决的能力;合理设置注入FP-LD信号光的偏振态,及其与最接近的FP-LD自由振荡纵模之间的频率失谐量,实现了10Gbit/s RZ光信号的全光判决,并将判决后的结果通过光示波器进行观测。与注入的失真RZ信号的眼图比较,全光判决后零码噪声得到抑制,眼图明显张开,从而验证了基于双波长注入锁定FP-LD的全光判决方案判决高速光信号的可行性以及其在全光信号处理领域极大的应用价值。
  • 基于并行SMS结构的可开关可调谐掺铒光纤激光器
  • 提出了一种基于并行单膜光纤(SMF)-多膜光纤(MMF)-SMS(SMS)结构的可调谐掺铒光纤(EDF)激光器,其总体结构是在环形激光腔中采用了两个并行的SMS结构作为滤波器件。通过控制腔内的损耗,具有单、双波长可开关特性。单、双波长状态下的边模抑制比(SMSR)均大于35dB。波长调谐采用弯曲调谐的方式,单波长状态下,当螺旋测微计控制的位移量从0μm变化到60μm时,输出激光中心波长从1 558.3nm变化到1 557.3nm。实验结果表明,此结构的光纤激光器不仅具有结构简单、成本低的优点,还具有波长可开关和可调谐特性,在波分复用(WDM)光通信系统、光纤传感和高精度光谱测量等众多领域有着很好的应用前景。
  • DWDM系统中基于高斯噪声模型的调制格式识别研究
  • 采用高斯噪声(GN)模型,研究了密集波分复用(DWDM)系统中不同调制格式的识别性能。调制格式共有23种,除包含MASK、MPSK和MQAM等规则调制格式外,也包含二维最优星座图、高阶APSK星座图等经过性能优化的调制格式。针对MASK、MQAM和MAPSK调制识别的部分特征参数随信噪比(SNR)变化的问题,提出了基于训练序列的阈值优化方法,使其低SNR下的识别率提高至93%以上。研究了DWDM系统的色散(CD)、非线性及传输距离对识别率的影响,仿真分析了不同调制格式的识别性能。仿真结果表明,MAPSK是最优的调制类型,识别率高于99%;二维最优星座图是次优的调制类型,其识别率高于93%。
  • 卫星量子通信中退极化信道补偿算法
  • 针对卫星量子通信中的偏振保持问题,研究了大气散射、大气湍流以及卫星与地面站间相对运动对量子偏振态的影响。提出了一种采用量子同步修正比特存储信道偏振影响,而后对数据比特进行修正变换的偏振补偿算法。仿真对比了补偿前后系统量子误码率(QBER),补偿后系统量子QBER可低至0.7%,表明本文方案具有较好的偏振补偿效果,可实现安全有效的卫星量子通信,且无需对系统增加任何附加设备。
  • 基于ROPC的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法研究
  • 为减少相位噪声分析补偿(APNC,analysis of phase noise compensation)方法开销过大、降低系统传输有效性的问题,本文在APNC方法的基础上提出了一种低开销相位噪声补偿(ROPC,reducing overhead analysis of phase noise compensation)方法。该方法仍以最小二乘(LS,least square)算法为基础,先通过信道冲激响应加窗(IRW,impulse response processed with window)法将信道冲激响应长度以外的噪声滤除,提升了信道估计的质量;之后采用类导频法进行相位噪声的估计和补偿,减少了相位噪声补偿中所需使用的导频数,降低了系统的开销,且算法的复杂度提升不大。仿真结果表明,在ROPC方法和APNC方法的误码率(BER)均约为10-3时,ROPC方法所需的导频数量约为APNC方法的1/2,减少了系统所需开销;在线宽为0.7 MHz且两种算法均采用4个导频时,ROPC方法的BER约为APNC方法的3/5,提高了系统的可靠性。
  • RGO-CdSe纳米复合材料的制备及其光学非线性吸收特性
  • 通过两相法制备了氧化石墨烯-硒化镉(GO-CdSe)纳米复合材料,并进一步通过水合肼还原,制备了还原氧化石墨烯-硒化镉(RGO-CdSe)纳米复合材料。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光吸收(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱对复合材料的形貌、结构和光学特性进行了表征。CdSe量子点为闪锌矿结构,粒径在6nm左右,基本均匀的分布在RGO片上。在波长为532nm、脉冲宽度为30ps的激光作用下,采用单光束Z扫描技术,对复合材料的三阶光学非线性吸收性质进行了研究。研究发现,RGO-CdSe纳米复合材料展现出反饱和吸收的非线性光学特性;相对于未附着CdSe量子点的RGO,复合材料的光学非线性吸收特性有所增强。RGO-CdSe纳米复合材料的非线性吸收系数为18.3cm/GW,高于纯RGO的11.2cm/GW。实验结果表明,RGOCdSe纳米复合材料在光限幅器、光开关等光学器件方面有着潜在的应用前景。
  • Eu~(2+)掺杂Sr_5(PO_4)_2SiO_4磷灰石荧光粉的发光性能研究
  • 采用高温固相法制备了Sr_(5-x)(PO_4)_2SiO_4:xEu~(2+)(x=0.010,0.015,0.020,0.025,0.050,0.100)荧光粉,研究掺杂浓度和测试温度对荧光粉发光性能的影响。随着Eu~(2+)掺杂浓度的增加,发射强度呈现先增大后减小的变化趋势,并在x=0.015时达到最大值。Eu~(2+)掺杂浓度较低时(x≤0.025),Eu~(2+)取代不同格位的Sr~(2+),使得发射光谱具有双发射峰;当x〉0.025时,由于存在Eu 1到Eu 2的能量传递使发射光谱中Eu 1的峰位消失,只存在Eu 2的峰位。发射光谱随Eu~(2+)浓度增大出现了红移现象,这是由于半径较小的Eu~(2+)(0.109nm)取代较大的Sr~(2+)(0.113nm)使得晶胞收缩,晶场强度增大,从而导致Eu~(2+)的5d能级劈裂程度增大,电子跃迁释放能量降低。此外,测试温度增加时,发射光谱出现与Varshini方程不相符的蓝移现象,这是晶格结构稳定性和声子辅助隧穿效应共同作用使较小波长的Eu 1的发射居于主导地位的结果。
  • 基于整体特征的人群聚集和奔跑行为检测
  • 建立高效完备的智能视频监控系统已经成为当今社会的迫切需求。针对公共场所人群聚集和奔跑的两类异常行为,提出一种基于分布熵和平均运动速度的检测方法。一方面,根据前景图像的空间分布情况,采用分布熵衡量场景中人群的集中程度,实现对场景中人群聚集行为的检测;另一方面,检测图像上的角点,采用光流法对这些角点进行跟踪并提取出产生运动的角点,进而获得运动角点在视频序列中连续两帧间的运动向量,计算出人群整体的运动速度,从而检测人群的奔跑行为。所提出的方法不需要对单个行人进行分割以及样本的训练。采用不同场景和不同人群密度下的视频对所提出算法进行验证的结果表明,本文方法可以快速、准确地进行人群异常行为检测。
  • 空间域与频率域相结合的抗图像处理全息水印
  • 为了解决数字全息水印技术无法抵抗图像处理攻击的问题,采用共轭对称延拓生成低噪声加密全息水印图像,嵌入水印时采用频率域的离散余弦变换(DCT)与空间域的拉普拉斯金字塔变换方法相结合。首先,对水印图像进行傅立叶共轭对称延拓生成低噪声的双随机加密全息水印,对宿主图像进行拉普拉斯金字塔分解,提取拉普拉斯金字塔第1层残差图像;然后,通过DCT,将加密水印替换其中高频域后逆DCT;最后,嵌入水印信息后的第1层拉普拉斯残差图像与其他残差图像重构成含水印图像。实验结果表明,含水印图像的峰值信噪比(PSNR)值达到35.7dB,细节损失少,提取水印图像人眼可清晰分辨水印内容,且在满足不可见性的同时可以抵抗常见的图像处理攻击,保证了水印信息鲁棒性与安全性的要求,能够应用于实际生产中。
  • 基于总错误率和特征关联的自适应融合多模态生物特征识别
  • 针对单生物特征识别准确率和鲁棒性差的问题,提出了一种基于总错误率(TER)和特征关联自适应融合多模态生物特征识别方法。首先将TER作为判别特征引入到多模态识别,以代替传统的匹配分数;其次在不确定度量理论的基础上,考虑人脸特征和语音特征之间的时空关联性,提出了一种基于特征关联的多特征自适应融合策略,利用特征关联系数自适应调节不同识别特征对识别结果的贡献。仿真实验表明,与几种代表性的融合算法相比,本文所提出的融合模式可以有效提高多生物特征识别系统的准确性和鲁棒性。
  • 基于三通道多小波紧标架的图像曲率修复模型
  • 为解决正交小波域图像修复方法的现存小波系数不能提供丢失小波系数的充足信息问题,将曲率修复(CDD)模型扩展到非正交小波域,提出一种新的基于三通道多小波紧标架的图像CDD模型。进一步考虑到CDD模型的等照度线是按照直线连接的问题,提出了一种新的CCD模型。新模型的修复在两个方向上进行,在法向上按照改进的曲率函数进行修复,在切向上实现输运机制。新模型结合了多小波紧标架分解技术和改进的CDD模型的优势,利用标架域中小波系数之间具有的冗余性对缺损的信息进行弥补,对现有CDD模型进行改进。给出了有效的split Bregman仿真算法,并采用不同的图像进行了仿真。实验结果表明,新模型对大面积缺损修复及噪声抑制都具有良好的修复效果,即使在大量小波系数丢失的情况下,也能保持图像的边缘结构等几何特征,大大的改善修复质量。
  • 一种基于全变分正则化低秩稀疏分解的动态MRI重建方法
  • 针对应用迭代软阈值(IST)算法对基于低秩稀疏矩阵(L+S,low rank and sparse)分解模型的动态磁共振成像(MRI)图像进行重建存在重建精度一般和重建速度慢的问题,提出在矩阵L+S分解模型的基础上引入全变分(TV)正则项,达到进一步去噪声和去伪影,提高重建精度目的;利用非精确增广拉格朗日算法(IALM)达到快速重建的目的。通过对心脏灌注动态MRI成像和心电影MRI成像的仿真实验表明:对于L+S低秩稀疏矩阵分解模型的重建,IALM比IST算法速度更快,精度更高;模型引入TV正则项后再利用IALM重建,重建速度虽然比之前的IALM有所降低,但依然优于IST算法,并且重建精度高于之前的IALM。在L+S分解模型中引入TV正则项提高了MRI重建精度,运用IALM进行求解加快了重建速度,结合TV正则项和IALM达到了快速、高精度重建的目的。
  • 基于图像分割的深度视频校正算法
  • 在基于深度图的虚拟视点绘制过程中,由于通过深度估计软件获取的深度视频存在大量的失真,从而导致绘制的虚拟视点中存在纹理失真和缺失现象。本文围绕深度视频失真类型,提出一种基于分割的深度视频校正算法。利用彩色深度一致性信息分区域校正深度失真,以解决由于深度块失真造成的虚拟视点纹理缺失问题。首先,提取彩色视频运动和边缘区域,得到彩色视频边缘和运动区域掩模图;其次,在边缘和运动信息的辅助下,对彩色图像进行Mean Shift聚类,并将不同类别区域赋以不同的标签;最后,分别统计不同类别连通区域对应的深度直方图,利用其峰值校正深度视频中深度彩色非一致区域。实验结果表明,本文提出的基于分割块的深度视频校正算法优于部分基于像素的滤波算法,可以有效地校正深度视频块失真,解决虚拟视点边缘失真和纹理缺失问题,同时虚拟视点质量平均提高了0.20dB。
  • 国家自然科学基金2015年度光学与光电子学领域项目申请和资助概况简介
  • 2015年度国家自然科学基金的集中申请与评审工作已经结束,本文将对本年度光学与光电子学领域的集中申请项目(包括面上、青年、地区等)的申请和资助情况做一个简单的总结分析,希望能为相关领域科研工作者下一年度的项目申请提供参考。2015年度光学与光电子学领域面上、青年和地区三类项目申请数合计2087项,较2014年增加约9.6%(2014年申报总数1905项),具体见表1(其中资助金顿和平均资助强度均指“直接经费”,“间接经费”未计算在内):从表1看出,2015年度该领域共受理常规面上基金项目申请1012项,由于我们国家其他部委科技政策的变化,部分以前很少在基金委申请基金项目的专家,今年也在信息四处申请了项目,导致申请量增加,该类项目的申请敬较去年增加了155项(2014年857项)。
  • 2015年度国家自然科学基金委员会信息科学部资助光学与光电子学领域项目一览表
  • 北京工业大学光学工程、物理学博士后科研流动站招聘博士后启事
  • 北京工业大学激光工程研究院以服务国家重大需求为宗旨,以科技创新和高层次人才培养为核心目标,于2000年5月在原国家产学研激光技术中心基础上组建而成。拥有光学工程国家一级重点学科、光学北京市重点学科,光学工程、物理学一级学科博士学位授予权和博士后流动站;现有科研人员300余名,其中正高级职称教师13名、副高级职称教师16名、中级职称教帅19名、博士后4名、博士生61名、硕士生188名,包括国家“千人计划”入选者2名、北京市“海聚工程”入选者5名、教育部新(跨)世纪优秀人才3名、北京市科技新星7名;正在承扒一批包括国家科技重大专项、“973”、“863”、国家自然科学基金、企业技术改造在内的重要科研项目。2011年,成为北京市激光应用技术工程技术研究中心和激光先进制造北京高等学校工程研究中心。
  • 投稿须知
  • 《光电子·激光》是反映中国光学(光子学)和光电子学领域优秀研究成果的全国性核心学术期刊;由中国光学学会、天津理工大学和国家自然科学基金委员会信息科学部主办;国内外公开发行。感谢您对本刊的关注和投稿。1征稿内容征集在当前国际背景下,具有创新性和先进性,能在某一方面反映我国光学-光子学-光电子学的最新发展,并未曾公开发表过的学术论文、研究快报(通信)等形式的重要研究成果。
  • [光电子器件和系统]
    二芳基乙烯薄膜双稳态全光开关的实验研究(许棠;刘如军;王胜;姚江宏;赵珉)
    基于注入锁定法布里-珀罗激光器全光判决的研究(薛纪强;于晋龙;王文睿;王菊;王子雄)
    基于并行SMS结构的可开关可调谐掺铒光纤激光器(张卫华;刘梦颖;童峥嵘;曹晔)
    [光电子信息技术]
    DWDM系统中基于高斯噪声模型的调制格式识别研究(张艳秋;张建勇[1,2];呼树同)
    卫星量子通信中退极化信道补偿算法(李铁飞;李伟;杨峰;崔树民;薛斌;林宝勤)
    基于ROPC的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法研究(赵博;李莉;韩力;胡贵军)
    [材料]
    RGO-CdSe纳米复合材料的制备及其光学非线性吸收特性(尉乔南[1,2];韩俊鹤;刘军辉;李若平;黄明举)
    Eu~(2+)掺杂Sr_5(PO_4)_2SiO_4磷灰石荧光粉的发光性能研究(李睿;龚新勇;崔瑞瑞;张弛;邓朝勇)
    [测量·检测]
    基于整体特征的人群聚集和奔跑行为检测(桑海峰;陈禹;何大阔)
    [信息安全]
    空间域与频率域相结合的抗图像处理全息水印(孙刘杰;包观笑;汪祖辉;李毓彬)
    [模式识别]
    基于总错误率和特征关联的自适应融合多模态生物特征识别(吴迪;唐勇奇[1,2];林国汉;胡慧)
    [图像和信息处理]
    基于三通道多小波紧标架的图像曲率修复模型(吕慧显;赵志刚;郭银景;王福驰)
    一种基于全变分正则化低秩稀疏分解的动态MRI重建方法(马杰;王晓云;张志伟;刘雅莉)
    基于图像分割的深度视频校正算法(焦任直;陈芬;汪辉;彭宗举;蒋刚毅)
    国家自然科学基金2015年度光学与光电子学领域项目申请和资助概况简介(朱涛;潘庆;何杰;秦玉文)
    2015年度国家自然科学基金委员会信息科学部资助光学与光电子学领域项目一览表
    北京工业大学光学工程、物理学博士后科研流动站招聘博士后启事
    投稿须知
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