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期刊信息/Journal information
光学学报
光学学报

曹健林

月刊

0253-2239

aos@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海800-211信箱）

光学学报/Journal Acta Optica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
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    超构表面赋能光学微操控技术(特邀)

    徐孝浩高文禹李添悦邵天骅...
    1-18页
    查看更多>>摘要：光学超构表面凭借其小型化集成化的优势和对光场出色的调控能力，近年来已被深入应用于光学微操控技术研究，这标志着该交叉领域进入了新的发展阶段。特别地，由于超构表面的尺寸在亚波长级别，具有被光场驱动从而产生机械运动的潜力，这一特性为新一代光驱动的人工微机器人提供了重要的理论基础和技术支撑。本文依次从光学微操控的基本原理和超表面的相位机制出发，详细回顾了基于超构表面的多种微操控器件，包括超构表面光镊、多功能微操控系统、超构机械等，并结合微纳结构的拓扑光学性质，对拓扑光操控等新奇效应进行了探讨。最后，本文展望了超构表面微操纵技术的未来发展方向和目标。

    超构表面光学微操控光镊光子力学

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    无电荷层InGaAs/Si雪崩光电探测器的优化设计

    张娟姚儿柯少颖
    19-28页
    查看更多>>摘要：目前，在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)，但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题，而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层，在一定程度解决了上述问题，但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活，该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此，本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环，并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控，构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明，在凹槽环内填充空气或SiO2可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。

    探测器雪崩光电二极管增益带宽积电荷层凹槽环

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    多像素平衡零拍探测器研究

    王少锋李汉卿李康康刘鹏...
    29-35页
    查看更多>>摘要：平衡零拍探测技术是测量压缩态量子噪声的主要方法之一，通过光电二极管阵列和多路并行电感-电容(L-C)耦合跨阻的方式，实现了一种低噪声、高信噪比的多像素平衡零拍探测器，探测器的工作带宽为5MHz。每一个像素通道中，光功率为1。66 mW的815 nm激光入射时，散粒噪声功率在2 MHz分析频率处比电子学噪声高23 dB。当光强分布在所有像素通道时，各通道散粒噪声功率和入射光强成正比，验证了探测器可以实现多通道并行的平衡零拍探测。该探测器可实现量子光学频率梳的频谱可分辨平衡零拍探测，为量子光学频率梳在量子精密测量领域的应用提供高性能的探测工具。

    探测器跨阻放大器量子光学频率梳平衡零拍探测器光电二极管阵列信噪比

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    多址光纤微波频率传递技术研究

    鱼少少全洪雷赵文宇薛文祥...
    36-41页
    查看更多>>摘要：本文提出一种多址光纤微波频率传递技术，可以实现一个主端到多个从端的系统构架，并且支持信号中途下载功能，增强了光纤微波频率传递技术的应用范围。本文系统方案主从端采用不同的激光波长，消除了信号光寄生反射和背向散射的影响。经实验验证，多址光纤微波传递系统稳定度分别达到3。5×10-14/s和1。2×10-17/105 s;中途下载端的稳定度分别为4。1×10-14/s和6。5×10-17/105s。多址光纤微波频率传递系统所实现的指标能够满足目前各种应用对微波原子频标的远距离传输需求，具有广阔的应用前景。

    光纤微波频率传递微波频率锁相技术

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    宽谱光源驱动谐振式光纤陀螺相对强度噪声原理

    程峻曹康渊吴凡蓝士祺...
    42-48页
    查看更多>>摘要：宽谱光源驱动谐振光纤陀螺(RFOG)利用宽带光源抑制寄生噪声。然而，宽带光源引入的过量相对强度噪声(RIN)成为陀螺精度提升的主要限制因素。因此，考虑到不同光纤环形谐振腔(FRR)参数的影响，研究宽谱光源驱动RFOG中的RIN具有重要意义。基于宽带光源驱动RFOG的传输特性，构建了宽谱光源驱动RFOG中RIN的理论模型。分析了放大自发辐射源(ASE)谱宽和谐振环的分光比对腔内RIN的影响，并通过实验验证了理论结果的准确性。这些结果为减轻宽带光源驱动RFOG系统中的RIN提供了理论参考。

    光纤光学谐振式光纤陀螺相对强度噪声光纤环形谐振腔光谱宽谱光源

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    深度学习辅助的超奈奎斯特速率光空间脉冲位置调制

    张悦叶翔文曹明华王惠琴...
    49-59页
    查看更多>>摘要：针对现有光空间调制传输速率和频谱效率低的问题，提出了一种超奈奎斯特速率光空间脉冲位置调制(OSPPM-FTN)方案。推导了 Gamma-Gamma湍流信道下该方案最大似然检测时的平均误码率上界，并与已有光空间脉冲位置调制(OSPPM)系统进行了性能对比。在此基础上，针对OSPPM-FTN发送信号的特点，提出了一种多分类神经网络(MNN)信号译码器，以大幅降低计算复杂度。最后，采用蒙特卡罗方法进行了仿真。结果表明，随着加速因子的减小，所提系统的频谱效率和传输速率有明显提升，其代价是信噪比(SNR)损失。当加速因子为0。9时，相比于传统(4，4，4)-OSPPM，所提系统的频谱效率和传输速率分别提升了 17％和5。5％，SNR损失仅为1 dB。同时，采用MNN译码器可逼近最大似然最优译码性能并降低其计算复杂度，当探测器数目为8和16时，计算复杂度分别降低了 69。75％和89。95％。

    光通信光空间调制超奈奎斯特深度学习误码率

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    基于双芯光子晶体光纤的耦合器设计方法

    王胜意丁哲文郑祥亮赵春柳...
    60-68页
    查看更多>>摘要：采用光束传播法对双芯光子晶体光纤中光纤结构参数对纤芯间耦合效率的影响进行分析。首先，根据双芯耦合原理，使用最小二乘法对波导间的耦合系数等参数进行估计，明确孔间距、纤芯折射率差、中央空气孔直径比例、纤芯直径比例、空气孔直径比例和空气孔对称度等参数对双芯光子晶体光纤耦合比及耦合区长度的调节作用，提出一种基于双芯光子晶体光纤的耦合器性能粗调与微调设计方法。然后，根据这一耦合器设计方法，提出一种非对称的双芯光子晶体光纤宽带定向耦合器。该耦合器在1。31～1。55 μm区间实现了 50％±5％的耦合比，带宽为240 nm，并具有3 mm的超短耦合长度。本研究成果可为光纤宽带定向耦合器的高效设计提供有意义的参考。

    光纤光学双芯光子晶体光纤光束传播法耦合效率宽带耦合器

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    模分复用系统中的CPR-MIMO-CMA研究

    杨步高田凤刘小东
    69-76页
    查看更多>>摘要：针对模分复用系统中由于模式耦合引入的信道串扰(XT)的问题，提出一种基于信号相关峰提取的XT相关比测量方法，并将XT相关系数应用于多进多出恒模盲均衡算法(CPR-MIMO-CMA)中以提升信道均衡效果。搭建了少模光纤传输的实验平台，利用CPR-MIMO-CMA对接收端数据进行处理，研究结果表明，在满足前向纠错(FEC)为3。8×10-3的门限下，所提出的CPR-MIMO-CMA在LP01、LP11、LP21三模信道中比传统CMA分别具有1。3 dB、0。9 dB、1。0 dB的性能增益，并且3个模式下的平均收敛时间减少约50％。

    光通信模分复用模间串扰信号相关峰模式均衡

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    相干光通信消相位模糊载波同步算法

    李华贵李少波刘旭超马树泉...
    77-85页
    查看更多>>摘要：相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题，分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系，并通过对帧同步过程进行改进，实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真系统和实验系统，并利用所提的消相位模糊载波同步算法对接收信号进行了处理。仿真和实验结果表明，所提出的消相位模糊载波同步算法频偏补偿和相差补偿范围不受系统调制速率、调制阶数的约束，具有更好的应用前景。

    光通信相干光通信相干探测载波同步消相位模糊帧同步

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    激光多普勒测振啁啾噪声分析及其抑制方法

    王亚豪沈杨翊孔新新张文喜...
    86-92页
    查看更多>>摘要：根据外差激光多普勒测振过程的物理原理，分析了其在目标存在低频高速运动情况下测量高频低速振动的过程。在这一过程中，因杂散光而产生的测量噪声表现出啁啾特性，该研究还阐明了这种噪声的影响和表现形式、特点。针对此啁啾噪声，提出了一种微分预处理解调方法，理论分析表明这种解调方法有明显的啁啾噪声抑制效果，并进一步进行了仿真和实验验证。搭建了存在杂散光的外差激光多普勒测振系统，对目标振动进行了测量，分别通过常规解调方法和微分预处理解调方法进行解调，实验结果验证了啁啾噪声的存在和微分预处理解调方法抑制啁啾噪声的有效性，该方法可使啁啾噪声功率下降约81。8％，可有效降低杂散光对测量结果的影响。

    信号处理激光多普勒测振啁啾噪声杂散光微分预处理

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