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期刊信息/Journal information
光子学报
光子学报

侯洵

月刊

1004-4213

photon@opt.ac.cn

029-88887564

710119

西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱

光子学报/Journal Acta Photonica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术月刊。宗旨是展示光子学的新理论、新概念、新思想、新技术和新进展，反映代表本学科前沿并具有国内外先进水平而为国际上关心的最新研究成果，促进国内外学术交流和讨论，加速科学技术进步。主要刊登本学科的学术论文、研究简报、研究快报。内容涉及光学，及其量子光学、瞬态光学、光电子学、光物理、光化学、光生物学、生物光子学、光医学、光通信、光传播、光传感、光计算、光神经网络、集成光学、信息光学、导波光学、非线性光学、高速摄影、智能光仪、微尺度光子技术、光装置中的电子学、力热声电磁核的光效应与光的力热声电磁核效应、光子功能材料、光子自身相互作用、光子的时空特性与结构、光子的经典与非经典效应等。本刊载文已被国内外多家数据库收录，并被国际检索刊物SA、EI、CA、PЖ作为源刊使用。
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    基于h-BN的方向依赖高次谐波产生(特邀)

    郑文洋刘灿东白亚刘鹏...
    101-109页
    查看更多>>摘要：利用紧束缚电子能带结构并结合求解两能带半导体Bloch方程的方法,研究了单层h-BN的高次谐波产生过程.结果显示平行于驱动光偏振方向的谐波分量在截止区表现出异常的晶格取向依赖关系,当光子能量超过7.31 eV时,奇次谐波的取向依赖相对于较低级次的奇次谐波取向依赖表现出明显的 30°角度偏移.确定了能够发生偏移的那些谐波光子能量与布里渊区M点处的载流子动力学相关.进一步的时频分析表明,当驱动光偏振沿zigzag方向时,截止区谐波仅在特定极性的激光半周期内产生,这导致了zigzag方向谐波的急剧减弱,从而造成了截止区晶格取向分布的偏移.这一现象对利用高次谐波光谱重建电子能带结构具有重要意义.

    高次谐波二维材料强场动态方向依赖角度偏移

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    基于光电锁相环的高线性FMCW激光雷达频率调谐技术

    吴子涵袁国慧赵浩浩孙亮...
    110-121页
    查看更多>>摘要：搭建了可调谐半导体激光器扫频非线性校正系统,研究了锯齿波调制下半导体激光器的扫频非线性特性,将光电锁相环技术引入调频连续波光源系统中,提出在预失真校正电流基础上采用光电锁相环的方法来克服扫频非线性,以防止大范围扫频非线性频差导致的失锁现象.基于调频连续波激光测距实验,验证光频线性化的效果,并分析了扫频非线性对精确距离测量的影响.实验结果表明,经过非线性校正后,激光器输出光频与理想线性光频差的均方根误差缩小到23.7 MHz(减小为校正前的1/219),残余非线性仅余0.033 9%,1-r2的数量级达到10-7,测距实验中得到的目标厚度误差在不同测量距离下在0.05 mm～0.15 mm之间变化,表明非线性校正取得了良好的效果.

    调频连续波半导体激光器锯齿波调制扫频非线性校正光电锁相环

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    利用局部受激散射提升布里渊光时域反射系统性能

    陈映恺乐晨郑永红朱海军...
    122-131页
    查看更多>>摘要：分布式光纤传感技术在工程领域中逐渐得到大规模应用,为了简化传感解调模式以提高光纤监测方案的工程便捷性和可行性,在降低光纤监测成本的同时提高监测的精度和准确性,提出了一种基于局部受激散射的布里渊光时域反射系统.在采取光纤单端探测以满足工程便捷使用要求的基础上,利用连续泵浦光的自发布里渊散射与系统中的探测脉冲光作用,通过自发布里渊散射系统中产生的局部受激布里渊散射模式,来提升布里渊光时域反射仪的传感距离和测温精度.通过此方法,可使原低成本布里渊光纤传感系统在使用宽度为100 ns的常用探测光脉冲基础上,将2.7 km测温光缆的末端测温精度提升至±1.27℃,提升了283%,改善了系统的测温精度和传感距离,且该结构不额外增加运算时间及其他冗余光电器件.与传统相干探测结构相比,该系统为改善低成本建筑工地专用布里渊光时域反射仪的性能提供了一种途径,尽量满足当前阶段建筑工程领域对超低成本分布式光纤解调仪的应用需求.

    光纤传感布里渊光时域反射仪受激布里渊散射测温精度结构优化

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    基于流式细胞仪的激光器驱动系统研究与设计

    张子涵陈真诚陈望唐雪辉...
    132-144页
    查看更多>>摘要：为获得适用于流式细胞仪的功率稳定、波长稳定、低噪声的激光光源,设计了一款恒功率控制的半导体激光器驱动系统.系统采用多量子阱激光二极管,以STM32为主控核心,以MAX8521芯片为温度控制核心,采用双闭环功率控制,实现对激光器输出光功率的高精度低噪声控制.实验结果表明,该系统的温度波动在±0.016℃范围内,温度控制不稳定度为±0.055%,输出光功率长期不稳定度为±0.078%,光噪声率为0.109%,输出光波长稳定在637～638 nm,仪器分辨率的全峰宽变异系数均小于等于1.70%,优于YY/T0588-2017流式细胞仪行业标准的要求.所设计的半导体激光器驱动系统温控精度高、输出长期稳定、光噪声小、成本低,能够有效满足流式细胞仪检测的需求.

    流式细胞仪半导体激光器光功率控制温度控制不稳定度

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    基于硫化铅量子点可饱和吸收体的锁模光纤激光器

    高博峰王路张贺张崇...
    145-152页
    查看更多>>摘要：通过优化后的热注入法制备得到硫化铅胶体量子点,再利用匀胶机两步旋涂的方法使材料平铺在小块羧甲基纤维素薄膜上,并将其作为可饱和吸收体应用于光纤激光器中,实现稳定的锁模.制备的硫化铅量子点可饱和吸收薄膜的调制深度和饱和强度分别约为26.46%和6.75 MW/cm2,非饱和损耗为6.42%.测试结果表明该薄膜具有更小的非饱和损耗以及更好的重复性和一致性.采用该薄膜作为可饱和吸收体的光纤激光器能在47 mW的泵浦功率处开始实现自启动锁模,且能够实现长时间稳定的锁模激光输出.研究结果为硫化铅量子点可饱和吸收体在光纤激光器中的后续应用奠定了基础.

    光纤激光器锁模热注入法硫化铅量子点可饱和吸收体自启动

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    基于多模干涉的光纤冰体应变传感器

    武瑞杰刘铁根刘琨江俊峰...
    153-161页
    查看更多>>摘要：基于"单模-无芯-单模"光纤传感器对冰体进行应变测量研究.传感器以"分层冰冻"的方法植入冰体,冰体应变变化导致传感器干涉光谱波长偏移,通过监测光谱波长实现冰体应变测量.对于实际环境中已经存在的冰体,对"分层冰冻"方法进行优化,通过在冰面上铺设光纤,之后注水冰冻的方式,实现光纤在已有冰体中的植入.利用光谱相邻波谷温度灵敏度相近的特点,将相邻波谷波长差应用于应变测量,可以不受冰体温度变化影响.实验结果显示,冰体承载力大于500 g时,其应变显著增加,当承载力大于600 g时,冰体出现脆性断裂,传感器有效提取了该区间内冰体"韧-脆"转变过程中的应变信号.融化实验显示,传感器可以监测到冰体自然融化过程中完整的应变变化过程,测量结果不受冰体内部温度变化的影响.

    光纤传感器应变测量冰体承载力光谱温度

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    保偏光纤内外涂层应力对光纤双折射的影响分析

    吴庆哲李萌徐丹李绪友...
    162-172页
    查看更多>>摘要：通过研究熊猫型保偏光纤的应力区结构和材料的热膨胀系数、杨氏模量、泊松比,得出了提升保偏光纤双折射的方法.根据内外涂层材料低温特性不同,得出了减小光纤涂层直径能增强光纤双折射的结论.利用COMSOL有限元分析软件建立了光纤环内部受力模型,并分析了光纤涂层材料和不同厚度比例对绕制张力的抑制效果.仿真结果表明,当光纤包层直径和外涂层直径一定时,存在内外涂层最佳厚度比例,较原光纤厚度比例抑制绕制张力效果提升约10%,内外涂层的杨氏模量、泊松比的改变也能有效地减小绕制张力的作用.

    应力区双折射涂层光纤环绕制张力

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    高抗噪光纤光栅波峰计数式位移传感器

    范好好赵强杜大伟孙鹏...
    173-182页
    查看更多>>摘要：针对三轴剪切仪中天然水合物地质储层侧向蠕变的位移监测需求,提出了一种高抗噪光纤光栅波峰计数式位移传感方案.具体方法是将光纤光栅一端与悬臂压片的自由端垂直固定,另一端施加预拉力后固定在外壳上.利用齿条和传动系统将地质储层侧向位移转变为齿轮的圆周旋转,在齿轮旋转过程中轮齿拨动悬臂压片自由端使光纤光栅产生周期性拉伸和复位,通过计算光纤光栅反射中心波长波峰跃变次数与标准步长的乘积,获得侧向位移.实验结果表明,位移传感器的量程为40 mm,分辨力达0.1 mm,误差仅为16 μm,最小反射中心波长漂移量为1 263 pm,考虑光纤抖动和解调仪误差后最小光信噪比达43.966 dB.在温度变化缓慢的条件下传感器不受温度影响,具有良好的重复性抗噪能力,能够满足天然气水合物地质储层侧向蠕变的监测需求.

    光纤光栅位移传感器波峰计数法海洋地质蠕变

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    基于颜色校正和深度信息去雾的水下感知系统

    毛昭勇刘楠陈刚琦侯冬冬...
    183-198页
    查看更多>>摘要：针对水下距离感知任务真实训练数据缺乏,水下目标感知任务目标模糊、密集、多尺度的问题,提出一种基于颜色校正和深度信息去雾的水下视觉感知系统.设计了一种改进的融合增强方法,并建立了一个水下单目图像数据集,以解决距离感知任务数据不足的难点.设计了一种基于深度信息的去雾方法,结合水下成像模型对图像进行去雾处理,提升图像质量.设计了一种基于中心点检测的通道重排网络,将卷积神经网络中浅层的详细特征完全集成到深层中,且无需锚框,增强对小目标、密集目标的特征提取能力.实验表明,该系统可从水下图像中恢复真实陆地色彩,准确感知水下场景相对距离,并实现域内和跨域高精度目标感知,在URPC数据集上取得了78.2%的域内目标检测精度,比基准CenterNet高出4.6%,在UTTS数据集上取得81.5%跨域目标检测精度,证明了该系统的有效性.

    目标检测去雾深度估计颜色校正水下图像

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    癌变组织偏振多参数识别与纹理特征分析

    张丽丽黄丹飞高君朝宋东...
    199-213页
    查看更多>>摘要：偏振成像技术中穆勒矩阵元素含义模糊、单一衍生参数信息解读受限,为了增强原有数据分析范式的可解释性和强关联性,提出一种癌变组织偏振多参数特征识别方法,并通过纹理分析来定量描述癌症组织的偏振差异.基于双波片旋转法穆勒矩阵测量方案升级搭建背向散射偏振成像系统,采集未染色肺癌与基底细胞癌切片.引入旋转不变量获取高维偏振参数集,生成偏振多参数特征曲线,实现病理区域多维特征提取与可视化,解决直接使用穆勒矩阵受方向影响的问题.计算了灰度共生矩阵和Tamura纹理属性,结果表明,当固定纹理维度时,不同偏振参数的癌变识别能力不同,单个纹理属性可成为多个偏振图像的共同量化指标;当固定偏振维度时,不同纹理属性有望成为单一偏振维度的多个辅助定量指标.该方法快速高效,可为辅助病理检测提供新思路,在临床上展现出良好的应用前景.

    偏振成像穆勒矩阵偏振参数纹理特征癌变组织

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