《Optics Letters》近期论文导读

美体   2024-11-18 17:06   浙江  

1. 氟化物光纤布拉格光栅在高温至低温下的热性能
Thermal properties of fluoride fiber Bragg gratings at high to cryogenic temperatures
Authors: Kirill Grebnev, Aidar Sultanov, Gregor Oelsner, Ismael Chiamenti, Maria Chernysheva
Date: November 15, 2024
Abstract: 本研究评估了氟化物光纤中光纤布拉格光栅 (FBG) 在 4–373 K 温度范围内的热性能,重点介绍了它们在灵活和精确传感器中的应用。研究发现,FBG 在 50 K 以下表现出 0.5–1.7 pm/K 的可检测灵敏度,尽管氟化物光纤热膨胀系数较高,但在较长布拉格波长下可实现热灵敏度增强。结果表明,氟化物光纤中的 FBG 可以扩展至低温环境中的应用,为光子系统开发提供了玻璃稳定性和物理参数的见解。
Keywords: 热敏感性、光纤布拉格光栅、氟化物光纤、低温环境、光子系统
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6589

2. 使用时间选通光场断层扫描通过散射介质进行深度分辨成像
Depth-resolved imaging through scattering media using time-gated light field tomography
Authors: Woong Jae Baek, Jongchan Park, Liang Gao
Date: November 15, 2024
Abstract: 本研究提出了一种时间选通光场断层扫描方法,克服了散射介质的局限性,实现不同深度图像的捕获和重建。该方法利用光传播时间特性隔离弹道光子,从而提升深度分辨率和成像质量。同时,该技术能够在无介质和目标先验信息的条件下采集多角度投影,具有非侵入性医学成像、环境监测和工业检测的潜在应用。
Keywords: 时间门控光场层析成像、散射介质、弹道光子、深度分辨率、成像质量
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6581

3. 基于2F结构超表面的微型片上光学微分器
Miniaturized on-chip optical differentiator based on 2F-structured metasurfaces
Authors: Hanting Ding, Chao Chen, Yu Yu
Date: November 15, 2024
Abstract: 本研究提出了一种用于模拟光学计算的新型2F结构片上系统,在保持高性能和低功耗的同时大幅缩小系统体积。该设计通过超表面实现相位补偿和复振幅调制,与传统4F系统相比,架构得到显著简化。研究通过概念验证,在绝缘体上硅平台制作的光学微分器模拟结果显示84.01%的微分精度,实验结果达79.81%的微分精度。
Keywords: 模拟光学计算、傅里叶光学、4F系统、超表面、光学微分器
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6585

4. 通过单光子雪崩二极管阵列实现视频速率压缩自发拉曼成像
Toward video-rate compressive spontaneous Raman imaging via single-photon avalanche diode arrays
Authors: Clémence Gentner, Samuel Burri, Edoardo Charbon, Claudio Bruschini, Hilton B. de Aguiar
Date: November 15, 2024
Abstract: 本文提出了一种利用单光子雪崩二极管 (SPAD) 阵列的压缩拉曼并行化方案,通过线激发实现 0.8 µs 的有效像素停留时间 (τpdt)。与先前的技术相比,该方法速度提升一个数量级,达到了化学成像的前所未有速度,推动了视频速率分子显微光谱的开发,同时实现经济高效的操作。
Keywords: 自发拉曼显微镜、压缩拉曼显微光谱、单光子雪崩二极管 (SPAD)、有效像素停留时间、化学成像速度
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6573

5. 基于变分贝叶斯推理的自适应距离门控用于星载单光子激光雷达空间碎片测距
Adaptive range gating based on variational Bayesian inference for space debris ranging with spaceborne single-photon LiDAR
Authors: Yuan Tian, Xiaodong Hu, Yixin Zhao, Xuan Zhang, Dingjie Wang, Songmao Chen, Wei Hao, Meilin Xie, Xiuqin Su
Date: November 15, 2024
Abstract: 本研究引入了一种自适应距离选通方法 ARG-VBAEKF,利用变分贝叶斯技术改进空间碎片定位中星载单光子激光雷达的状态和噪声估计。扩展卡尔曼滤波(EKF)在高动态和非线性运动条件下的准确状态估计至关重要,但未知噪声统计数据会降低性能并导致滤波器发散。仿真结果表明,ARG-VBAEKF 显著提高了距离选通性能,解决了空间碎片测距应用中时变过程和测量噪声的挑战。
Keywords: SSPL, EKF, range gating, variational Bayesian, ARG-VBAEKF
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6561

6. 基于光学频域反射法的高距离分辨率光谱扫描激光雷达
High range resolution spectral-scanning LiDAR based on optical frequency-domain reflectometry
Authors: Degangao Kong, Cheng Chen, Jiajun Wan, Yongqiang Wen, Xiaolei Zhang, Sujun Yuan, Xiaoping Liu
Date: November 15, 2024
Abstract: 本研究提出了一种光谱扫描激光雷达系统,利用光频域反射法(OFDR)进行光检测和测距的高精度测量。通过将光谱反射率和群延迟与色散方程联系起来,该系统成功从目标中检索了云点数据。与调频连续波(FMCW)方法相比,该激光雷达的距离分辨率提高了十倍以上,有助于在角度和距离维度上实现高分辨率 3D 成像。
Keywords: Spectral scanning, LiDAR, optical frequency-domain reflectometry (OFDR), frequency-modulated continuous-wave (FMCW), range resolution
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6565

7. 通过蒙特卡罗模拟实现虚拟 X 射线临界尺寸计量
Virtual X-ray critical dimension metrology via Monte Carlo simulation
Authors: Jiahao Zhang, Zhangyong Liu, Weigang Zhou, Dingxuan Deng, Xiuguo Chen, Shiyuan Liu
Date: November 15, 2024
Abstract: X射线临界尺寸(XCD)计量学为集成电路制造中的临界尺寸测量提供了亚纳米精度,但紧凑型X射线源面临着测试时间更长和不确定性增加等挑战。我们开发了一种基于蒙特卡罗模拟的虚拟XCD计量学(MC-VXCD),与自制的紧凑型XCD仪器完美契合。MC-VXCD有效估计了因曝光时间减少而导致的测量误差,并将XCD计量与仪器几何设计相结合,为系统优化提供了平台。
Keywords: X-ray critical dimension (XCD) metrology, sub-nanometer precision, Monte Carlo simulation (MC-VXCD), measurement accuracy, experimental configuration optimization
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6569

8. 打开回音壁模式谐振器
Open whispering gallery mode resonators
Authors: D. R. Kazanov, A. M. Monakhov
Date: November 15, 2024
Abstract: 本文提出了一种开放式回音壁模式(OWGM)谐振器设计,解决了传统回音壁模式(WGM)谐振器的局限性,例如光提取不良和密集模式频谱问题。二维金属和介电盘谐振器的数值模拟表明模间距离显著增加,而三维介电 OWGM 谐振器则展现出用于光子应用的稀疏光谱。优化设计的 OWGM 谐振器实现了高效耦合和近统一传输,推动了新光子器件的开发。
Keywords: whispering gallery mode, open WGM resonators, Q-factor, intermode distance, photonic applications
Link: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6577

9. 用于汽车系统的使用两个平行排列液晶单元的视角控制器
Viewing angle controller using two parallel alignment liquid crystal cells for automotive systems
Authors: Zihan Zhou, Wenxin Lu, Rui Niu, Ruolong Lin, Hongmei Ma, Yubao Sun
Date: November 14, 2024
Abstract: 本文介绍了一种用于汽车副驾驶显示器(CDD)的视角控制器(VAC),由两个平行排列的液晶盒和两个负性C膜组成。该系统在没有电压的情况下保持宽视角,同时在实验中实现了30°的防窥角度,有效阻挡来自CDD和侧窗的直视光。在隐私和共享模式下,VAC展现了优异的透光率和对称亮度,适用于提高驾驶安全性和副驾驶娱乐性的汽车显示器系统。
Keywords: viewing angle controller, car co-driver displays, anti-peeping angle, light transmittance, driving safety
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6545

10. 利用 ITO 薄膜设计高角度稳定性的光学透明超宽带吸收器
Design of an optically transparent ultrawideband absorber with high angular stability using ITO films
Authors: Han Jian, Rui Yang, Shiyong Sun
Date: November 14, 2024
Abstract: 本研究提出了一种具有高角度稳定性的光学透明超宽带吸收器,采用氧化铟锡(ITO)导电薄膜和聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底。该吸收器在5至43.5 GHz范围内实现了90%的吸收率,分数带宽高达158.7%,并且在高达50°的角度下对TE模式保持稳定吸收,在0°至70°范围内对TM模式保持稳定吸收。此外,该吸收器在可见光波段的透过率达57.3%,实现了光学透明性与超宽带吸收性能的兼容。
Keywords: ultrawideband absorber, indium thin oxide (ITO), polydimethylsiloxane (PDMS), absorption band, angular stability
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6549

11. 11.2 µm 波段集成探测器的绝缘体上硅波长选择滤波器
Silicon-on-insulator wavelength-selective filter with integrated detectors at the 2 µm wave band
Authors: Yeasir Arafat, Abi Waqas, John Justice, Agnieszka Gocalinska, Fatih Atar, Eoin Russell, Brendan Roycroft, Darpan Mishra, Emanuele Pelucchi, Fatima Gunning, Brian Corbett
Date: November 14, 2024
Abstract: 本文提出了一种新型波长选择性检测系统,利用两个工作在2 μm波段的光栅耦合InGaAs光电探测器的异质集成。系统采用绝缘体上硅晶片上的双通道马赫-曾德尔干涉仪,在两个波长下实现了0.1 A/W的全响应度和超过9.5 dB的抑制比。实验中,使用微转移印刷集成探测器,在-2 V下测得的最低暗电流密度为7.6 × 10⁻⁴ A/cm²。
Keywords: short-wave infrared, spectroscopic sensing, wavelength-selective detection, Mach–Zehnder interferometer, dark current density
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6553

12. 414.9 W 带内泵浦 Er/Yb 共掺光纤放大器,采用随机光纤激光器进行种子激发
414.9 W in-band pumped Er/Yb co-doped fiber amplifier seeded by a random fiber laser
Authors: Guanzhong Li, Dan Li, Qirong Xiao, Yuexuan Cai, Guohao Fu, Tiancheng Qi, Weilong Yu, Pei Li, Mali Gong, Ping Yan
Date: November 14, 2024
Abstract: 本研究展示了一种输出功率高达414.9 W的大模场面积Er/Yb共掺光纤放大器,这是迄今为止在1.5 µm波段实现的最高输出功率。系统的最大光学效率为36.9%,3 dB光谱线宽为0.69 nm。实验还表明,随着功率从145.7 W增加到280.8 W,M²因子从2.28增至2.83。本研究提出了一种在1.5 µm波段实现高功率、高光谱纯度随机光纤激光器的稳健方法,同时抑制了光谱线宽展宽现象。
Keywords: Er/Yb co-doped fiber amplifier, random fiber laser (RFL), optical efficiency, spectral linewidth broadening, M² factor
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6557

13. 基于PDM系统的简化比特类概率整形策略
Simplified bit-class probabilistic shaping strategy based on PDM systems
Authors: Yilan Ma, Jianxin Ren, Bo Liu, Yaya Mao, Yiming Ma, Xiangyu Wu, Xiumin Song, Shuaidong Chen, Rahat Ullah, Zhipeng Qi, Feng Wang
Date: November 13, 2024
Abstract: 本研究提出了一种利用功率域复用的简化比特类概率整形策略,通过比特加权分布匹配提高低功率QPSK信号质量,同时降低编码复杂性。在接收端引入区域决策方法优化性能,并在2公里7芯光纤上传输103.6 Gb/s净速率信号,验证了该策略的可行性。实验结果显示,与均匀16QAM和PDM-OFDM信号相比,PS-16QAM信号分别获得0.4 dB和0.33 dB的接收灵敏度增益,误码率为3.8 × 10⁻³。
Keywords: bit-class probabilistic shaping, power domain multiplexing, bit-weighted distribution matching, quadrature phase-shift keying, receiving sensitivity
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6513

14. 里德堡噪声装扮的玻色-爱因斯坦凝聚态中的图案形成及其主动操控
Pattern formations and their active manipulation in a Rydberg noisy-dressed Bose–Einstein condensate
Authors: Zeyun Shi, Mohammadsadegh Khazali, Lu Qin, Yuan Zhou, Yu Zhong
Date: November 13, 2024
Abstract: 本研究通过分析激光线宽对动态的影响,探索了里德堡噪声修饰的玻色-爱因斯坦凝聚体(RnD BEC)中空间模式的形成与操控。实验表明,受激光线宽、控制场强度和原子密度影响,均匀物质波可以转变为各种自组织模式。此外,该系统在特定激光线宽下表现出稳定的非局域物质波孤子、涡旋和孤子分子,为探索量子相互作用与凝聚体相态开辟了新方向。
Keywords: Rydberg noise-dressed Bose–Einstein condensates, spatial patterns, structural phase transitions, nonlocal matter-wave solitons, laser linewidth
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6517

15. 基于CNN-LSTM去噪的紧凑型散斑光谱仪
Compact speckle spectrometer based on CNN-LSTM denoising
Authors: Guoliang Deng, Yunlong Xu, Rui Cai, Hong Zhao, Jie Wu, Hao Zhou, Hong Zhang, Shouhuan Zhou
Date: November 13, 2024
Abstract: 本文提出了一种紧凑型散斑光谱仪,通过飞秒激光在蓝宝石表面加工微纳结构实现0.5 nm光谱分辨率。在算法优化上引入了卷积长短期记忆网络(CNN-LSTM),显著提高了光谱重建的快速性和准确性,同时有效降低了环境噪声带来的重建误差,延长了系统稳定工作时间。
Keywords: speckle spectrometer, micro-nanostructures, spectral resolution, CNN-LSTM, denoising algorithm
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6521

16. 通过促进双通配置的掺铋磷硅酸盐光纤中 BACs-P 的形成,在 O+E 波段实现 0.7 dB/m 的增益
Realizing 0.7 dB/m gain in O + E band by promoting BACs-P formation in bismuth-doped phosphosilicate fiber with double-pass configuration
Authors: Xiaoke Yin, Shaokun Liu, Le He, Wenzhen Li, Yang Chen, Nengli Dai, Jinyan Li
Date: November 13, 2024
Abstract: 本研究提出了一种通过优化拉丝条件来增强掺铋磷硅酸盐光纤 (BPSF) 中铋活性中心 (BAC) 的吸收的方法,从而以较短的光纤长度实现较高的增益。利用改进的化学气相沉积 (MCVD) 工艺制作 BPSF 预制件,结合双通配置,覆盖波长范围为 1311–1401 nm,单位长度增益达 0.7 dB/m。
Keywords: 掺铋光纤,主动吸收,铋活性中心,改进的化学气相沉积,单位长度增益
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6525

17. 带有腔内 LCOS-SLM 滤波器的锁模 Er 光纤激光器产生可编程光谱峰值
Programmable spectral peak generation by a mode-locked Er-fiber laser with an intracavity LCOS-SLM filter
Authors: Shotaro Kitajima, Sakiko Kobata, Norihiko Nishizawa
Date: November 13, 2024
Abstract: 本文开发了一种带有腔内高分辨率硅基液晶空间光调制器 (LCOS-SLM) 的锁模掺铒光纤激光器,可通过控制群延迟色散生成 20 个宽度为 100 pm 的光谱峰,并观察到高达 252 GHz 的突发重复率,展示了光谱调制在时间波形生成中的显著潜力。
Keywords: 锁模激光器,腔内光谱相位,硅基液晶,群延迟色散,光谱峰
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6529

Fig. 1. Experimental setup of the mode-locked Er-doped fiber laser with the intracavity LCOS-SLM filter for direct spectral peak generation. EDF, erbium doped single mode gain fiber; WDM, wavelength division multiplex coupler; LD, laser diode; PC, polarization controller; SWNT, single-walled carbon nanotube.

18. 自供电 Sb2S3 光电探测器,通过紧凑垂直 TiO2 纳米棒实现高效载流子传输
Self-powered Sb2S3 photodetectors with efficient carrier transport enabled by compact vertical TiO2 nanorods
Authors: Yubin Kang, Hui Deng, Kefei Wu, Guidong Wang, Jinwei Hong, Weihuang Wang, Jionghua Wu, Haifang Zhou, Yong Xia, Shuying Cheng
Date: November 13, 2024
Abstract: 提出一种全无机自供电 Sb2S3 光电探测器,通过水热法制备垂直 TiO2 纳米棒阵列来增强载流子传输,结果表明探测器响应度为 0.29 A/W,比探测率为 3.37 × 10¹² Jones,响应时间为 7.8 µs,展示了其在高性能光电探测中的潜力。
Keywords: 硫化锑,光电探测器,载流子传输,TiO2 纳米棒,响应度
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6533

19. 2 微米能量管理孤子光纤激光器
2-µm energy-managed soliton fiber laser
Authors: Mostafa I. Mohamed, Aurélien Coillet, Philippe Grelu
Date: November 13, 2024
Abstract: 本文提出一种新方法,通过异常单模光纤构造的被动锁模激光器产生 2 µm 高能短脉冲,实现低啁啾亚皮秒脉冲能量高达 12 nJ,同时腔内脉冲通过强耗散效应被重塑为 ∼0.1 nJ 常规孤子,展示了中心波长和重复率的宽可调性。
Keywords: 光纤激光器,脉冲展宽,锁模,孤子,可调性
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6537

20. 菱形互易光子晶体中的边缘和趋肤效应
Edge and skin effects in rhombus reciprocal photonic crystals
Authors: Luoshu Hu, Ran Hao
Date: November 13, 2024
Abstract: 本研究探讨了非厄米趋肤效应 (NHSE) 与几何相关趋肤效应 (GDSE) 在菱形光子晶体 (PhC) 中的表现,指出 GDSE 可在非对称边界条件下显现,揭示了 2D PhC 系统中边缘几何对设计的影响,增强了其在传感和激光应用中的灵活性。
Keywords: 非厄米趋肤效应,几何相关趋肤效应,周期性边界条件,宏观边缘几何,点间隙拓扑
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6541

21. 利用衍射深度神经网络通过动态扰动多模光纤和环芯光纤进行全光图像传输
All-optical image transmission through a dynamically perturbed multimode fiber and a ring-core fiber using diffractive deep neural networks
Authors: Jianping Zhu, Lei Zhu, Ran Gao, Xishuo Wang, Jianxin Ren, Shuaidong Chen, Zexuan Jing, Zhipei Li, Shanting Hu, Qinghua Tian, Bo Tian, Huan Chang, Dong Guo, Xiaolong Pan, Zheyu Wu, Xiangjun Xin, Bo Liu
Date: November 11, 2024
Abstract: 本研究展示了一种结合衍射深度神经网络 (D2NN) 与环芯光纤 (RCF) 的全光学图像传输技术,通过轨道角动量 (OAM) 模式实现高效成像,并克服传统多模光纤 (MMF) 技术的散射限制,实验验证了其在 1550 nm 波长下的卓越性能。
Keywords: D2NN, RCF, OAM, MMF, 图像重建
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=ol-49-22-6493


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