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基于分段式拋物線插值的空間相干光通信低復雜度相位估計方法————作者：徐隆耀;李正璇;李豪;曲元哲;宋英雄;李迎春;王演祎;

摘要：隨著空間相干光通信技術的快速發展，傳統盲相位估計算法（Blind Phase Search,BPS）因高計算復雜度難以滿足硬件實現要求。本文提出一種基于分段式拋物線插值的低復雜度相位估計方法，通過優化相位測試角策略，在抑制誤差累積的同時顯著降低計算負載。實驗表明：在室內相干光通信系統中，所提算法相位測試角數量僅為傳統BPS的63.5%，且系統靈敏度提升0.5 dB；同時在29千米自由空間通信場景中...

基于自適應權重平差的高精度星相機定姿算法————作者：翁麗丹;曾國強;

摘要：針對傳統單幀星圖定姿算法存在的觀測矢量精度低、固定權值分配的問題，提出一種基于單幀星圖信息的自適應權重平差姿態確定算法。首先，引入自適應閾值機制，通過分析不同工況下星圖的噪聲水平自適應調整閾值，剔除低質量星點信息；其次，建立基于角距誤差的精度評估體系，利用視場內的多星觀測數據交叉驗證，對觀測權重進行最優分配；最后，建立多恒星拓撲關聯模型，利用視場內的冗余觀測建立約束方程，通過平差修正觀測誤差，根據...

CPnPf:一種準確且一致的相機位姿和焦距估計算法————作者：王超;王海濤;于啟炟;倪波;

摘要：近年來，相機參數估計在視覺測量領域受到了廣泛關注。針對傳統perspective-npoints-focal(PnPf)測量方法在估計相機參數過程中計算復雜度高和存在偏差的問題，本文提出了一種準確且一致的PnPf算法，即CPnPf算法。該算法不僅通過線性化求解顯著降低了計算復雜度，還通過偏差消除的方法提升了解的精度。具體而言，本文將相機位姿和焦距同時視為待求解的未知量，在原始投影模型的基礎上構造線...

高發射率光學太陽反射鏡表面微結構拓撲優化————作者：閆石;羅峰;張尚宇;董健;張文杰;

摘要：光學太陽反射鏡(OSR)由于其低太陽吸收和高紅外發射特性被廣泛應用于航天器熱控領域，但傳統OSR在8.9μm、20.8μm附近存在本征低發射，從而嚴重制約OSR的輻射散熱能力。本文以石英玻璃鍍鋁型OSR為例，采用基于材料場級數展開的拓撲優化方法對OSR進行全中遠紅外波段的高發射微結構表面設計，該方法可同時實現幾何形貌的自由選擇優化和尺寸參數的同步優化，并且可大幅減少設計變量個數。研究結果表明，與傳...

基于NH₄Br摻雜的銫鉛溴量子點的尺寸調控及單光子發射研究————作者：郭婷;呂鑫;王剛;劉紹鼎;崔艷霞;溫榮;李國輝;

摘要：全無機CsPbX₃鈣鈦礦量子點是量子信息應用中高質量單光子源的理想材料，單光子源的性能與鈣鈦礦量子點的尺寸相關。然而，缺乏有效的方法來減小CsPbX₃量子點的尺寸一直是實現單光子發射的主要障礙之一。本文使用了一種高效且低成本的摻雜合成策略，采用熱注入法將溴化銨（NH₂Br）直接引入鉛前驅體，成功制備了CsPbBr₃

原位調制的相變光子多值器件結構優化————作者：宋兵;熊甘霖;張亨宇;田圓;郝欣萌;廖岑;李清江;

摘要：針對硫系相變材料硒化銻的電熱調控特性，本文通過有限元仿真分析對比幾種加熱器結構的熱場分布，并創新設計出U形加熱結構，在滿足原位調制需求的同時繼承了蝶形結構的高熱效率特性。實驗驗證表明，該結構在1550nm通信波段成功實現馬赫-曾德爾干涉儀的完整2π相位調制，在保持微秒級（500μs）響應速度的同時，獲得了98個可分辨狀態（超過6-bit）。本工作為光子計算提供了高精度、非易失的權重調控硬件單元，在...

基于新型有機染料的固態染料敏化太陽能電池的性能模擬與優化————作者：寇雪寧;程友良;

摘要：隨著化石能源的逐漸枯竭以及其帶來的環境、安全問題，可再生能源正在日益蓬勃發展。其中，固態染料敏化太陽能電池(Solid state dye sensitized solar cells,ss-DSSC)因其具有環保、低成本、高性能、結構簡單、制備工藝成熟等諸多優點并克服了傳統液態電解質的易揮發泄露等問題，成為近年來的研究熱點。染料/光敏劑作為光吸收的關鍵部件，是DSSC的關鍵組成部分，光生電子在此...

基于DMD復合電極的光學干涉調控與全固態多色電致變色器件設計及制備————作者：郭健康;賈漢祥;高錢;曹遜;

摘要：基于諧振腔結構的電致變色器件（ECDs）可以實現多種顏色變化，在動態顯色領域展現出巨大的潛力。然而，現有研究多受限于液態/凝膠電解質體系。全固態ECDs受限于剛性界面的離子傳輸效率，不能在全固態介質的周期性堆疊中構建諧振腔，這嚴重制約了其在多色顯示領域的發展。本研究在不改變傳統全固態ECDs結構的前提下，使用磁控濺射法制備了一種電介質-金屬-電介質（DMD）復合電極。系統性探究了不同金屬材料及電介...

基于ER-TDC的PDE譜自動化測試系統：設計與性能表征————作者：趙舒聰;顏林;彭昱杰;肖鵬;唐嘉銘;胡婉君;薛竣文;馬四光;

摘要：單光子探測器(Single-Photon Detector, SPD)的性能表征在其研發與應用過程中至關重要。隨著固態SPD在激光雷達、微弱光成像等領域的廣泛應用，對其性能表征的需求也日益增長。本文基于單色發光二極管陣列和事件刷新時數轉換器(Event-Refreshed Time-to-Digital Converter,ER-TDC)設計開發了一套新型SPD光子探測效率(Photon Dete...

基于雙光柵的X射線光斑定位方法研究————作者：周國鵬;談志杰;喻虹;

摘要：X射線在物質與結構的測量中發揮著重要作用。隨著X射線光學系統的分辨率需求的不斷提高，對X射線光學系統的校準精度也提出了更高要求，特別是X射線光斑的準確定位。傳統的X射線光斑定位方法通常需要多次曝光，步驟較為繁瑣，且分辨率較低。在本文中，我們提出了一種基于雙光柵的X射線光斑定位方法，通過特定的雙光柵結構排布能夠實現單次曝光提取X射線光斑的二維位置信息。建立定位系統中X射線傳播的物理模型，得到X射線光...

基于壓縮剪切干涉的單次光場表征技術研究————作者：童妙妍;易友建;朱坪;姚修宇;郭愛林;張棟俊;曾海倫;龔澤兆;崔利捷;孫美智;梁瀟;謝興龍;朱健強;

摘要：高功率激光裝置能夠提供極端的物理實驗條件，而時空耦合效應是限制其聚焦功率密度進一步提高的主要因素之一。針對傳統單次時空光場測量技術光譜測量范圍窄的問題,本研究展示了一種基于壓縮剪切干涉的單次光場表征技術，該技術能夠在單鏡頭內重建時空耦合光場的三維復振幅信息。通過仿真分析，研究了光譜通道數、干涉圖案周期與編碼圖案像元比值大小、測量幀數對波前重構精度的影響。仿真優化結果表明，測量幀數為16、干涉圖案周...

基于多層次特征融合的二次諧波信號降噪————作者：涂興華;歐頡;

摘要：針對利用可調諧半導體激光器吸收光譜學（TDLAS）技術測量氣體濃度過程中二次諧波譜線受外界噪聲干擾的問題，提出一種多層次特征融合的雙通道卷積神經網絡算法，首先通過主成分分析法降維后的殘差網絡和格拉姆角和場變換后的殘差網絡分別進行兩路特征提取，進而對信號進行降噪處理。仿真中討論了不同算法的降噪性能，得出所提出的方法在低信噪比情況下的顯著優勢。對實測CO₂信號的降噪結果表明，所提...

基于GEOS-Chem和多源衛星數據的全球XCO₂同化分析研究————作者：顏學治;許華;張瑩;謝一凇;姚星雨;李正強;

摘要：全球二氧化碳柱濃度（XCO₂）精確監測對于理解碳循環過程和評估減排措施至關重要。本研究提出一種融合多源衛星觀測與化學傳輸模式的高精度全球二氧化碳柱濃度數據同化方法，基于GEOS-Chem模式模擬的全球CO₂傳輸過程，結合Tan Sat、OCO-2和GOSAT衛星觀測數據，采用集合卡爾曼濾波算法（EnKF）構建了時間分辨率3小時和空間分辨率2.0°×2.5...

基于自由曲面的輕小型溫室氣體點源監測成像光譜儀設計————作者：陳慧盈;陳新華;潘俏;沈為民;

摘要：溫室氣體對氣候與環境具有重要影響，其排放主要來源于點源區域。為了實現對點源區域溫室氣體排放的高精度監測，根據點源區域的監測需求分析系統指標，設計了高空間分辨率的溫室氣體監測成像光譜儀。系統采用平面透射光柵分光，光路結構關于光柵對稱。準直和成像鏡頭采用相同的離軸三反結構，并引入自由曲面提高成像質量，校正譜線彎曲和色畸變，實現儀器的輕小型化。所設計的成像光譜儀工作波段覆蓋1.9-2.4μm,F數為2....

大氣湍流模擬裝置的測量控制與湍流特性建模————作者：王榮暢;梅海平;葉舒然;岳喜福;蔣森;馬曉萱;

摘要：針對新型混合式大氣湍流模擬裝置，研制了基于可編程邏輯控制器的自動化測量與控制系統，并開發了上位機人機交互軟件。該系統具備極板溫度、風速、氣壓的測量與穩定控制能力，并能夠結合專用測試設備，獲取湍流模擬艙內積分路徑上的大氣相干長度。測量與分析結果表明：該系統對于極板溫差的控制相對偏差大小不超過1.40%，對于艙內氣壓的控制相對偏差大小不超過0.43%，對于大氣相干長度的控制不確定度不超過0.049cm...

可拉伸手性超表面多功能動態調節特性研究————作者：肖功利;裴玲瓏;楊宏艷;李凱;李匯;李海鷗;陳贊輝;

摘要：為了解決傳統光電子器件在動態調節方面的不足，本文設計了一種多功能動態調節可拉伸手性超表面。該結構包含聚二甲基硅氧烷（PDMS）襯底、聚酰亞胺介質層以及上下金屬層。利用PDMS可拉伸材料，通過單方向拉伸襯底，實現多功能器件的動態調節。研究結果表明，該器件具有0.77的不對稱傳輸因子、1的偏振轉化率、0.81的圓二色性參數和0.77的不對稱反射因子等優異性能。同時，通過拉伸PDMS襯底，它還具備大范圍...

融入物理信息的光場顯微三維粒子空間分布深度學習重建————作者：王崢;李健;張彪;許傳龍;郭瑞;

摘要：針對光場顯微粒子圖像測速中的純數據驅動深度學習粒子場重建模型存在泛化能力有限、可解釋性差的問題，本文提出一種融合物理信息的光場顯微三維粒子場深度學習重建模型（Physics-Informed Deep Learning for Particle Reconstruction, PIDLR），通過融入成像物理過程作為重建約束信息，以提升網絡重建性能與可解釋性。首先，通過數值計算，獲取“粒子光強分布-...

欠采樣條件下不同正交基的單像素成像效果對比研究————作者：徐莉園;林子焯;宋灝霖;吳季蔚;劉通;劉政良;陳琳琳;任元;

摘要：單像素成像是計算光學成像的重要組成部分，因其僅需一個無空間分辨能力的單點探測器來記錄圖像信息，在降低系統成本、低光照成像及寬光譜覆蓋等方面表現出顯著優勢。然而，單像素成像本質是犧牲時間換取空間信息，需要大量投影采樣測量，導致成像時間較長。為克服這一限制，研究者們引入了正交投影基底和壓縮感知理論，以減少采樣次數并盡量保持成像質量，因此深入研究不同正交基在欠采樣下的性能變得尤為重要。本文分析了基于拉蓋...

基于相位共軛孿生波的無中繼非線性補償研究————作者：張潔;陳卓;楊奇;戴瀟瀟;劉德明;

摘要：針對光纖克爾非線性效應對無中繼系統距離提升的限制問題，本文提出一種基于相位共軛孿生波的無中繼非線性補償優化方案（PCTWO-UT）。該方案在發送端構建共軛雙偏振信號，接收端通過相干疊加實現對一階非線性失真的抵消。相較于傳統PCTW技術，PCTWOUT引入訓練序列以提升低功率條件下的抗偏振旋轉能力，并提出在高色散場景下通過構建鏈路功率對稱性恢復補償性能的策略。仿真結果表明，該方案在250 km無中繼...

用于增強現實顯示的大角度均勻衍射超表面光柵的設計————作者：楊慧;文成峰;翁嘉承;李海峰;

摘要：本文面向增強現實（AR）顯示系統的寬角域視場均勻性需求，提出一種基于超表面的大角度均勻衍射光柵設計方法，并通過微納加工實現器件制備。基于傳播相位調控原理與等效介質理論構建光柵初始結構，采用遺傳算法對光柵參數進行多目標聯合優化，優化后光柵衍射效率提升了9%，均勻度提升了28.5%，實現了寬視場的高均勻性。數值仿真表明，所設計的超表面光柵在±28°對角線視場范圍具有0.56的平均衍射效率，視場角均勻性...

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