负二进制编码的光学阵列化复数运算

建立一套新颖的光学负二进制并行算法体系，包括加权－移位加法、列阵乘法等。一切运算无符号位、无进位、无再编码。利用两层阵列可实现高精度的复数运算，三层阵列可实现复数矩阵－矢量运算。该算法体系非常适合于光学执行。相应地，文中给出了两层列阵复数相乘光学系统及实验结果。原理上，该算法是可级联的。     

基于铯原子光泵磁共振的磁场传感实验系统设计

给出了铯原子光泵磁共振测量磁场的原理.利用MEMS封装与制造技术,设计了一种芯片级的激光铯磁场传感系统,可实现对微弱磁场的检测.     

基于SOA交叉增益调制效应的全光组合逻辑

基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制效应(XGM),提出了几种由基本逻辑与门构成的全光组合逻辑,包括一位比较器、带控制端口的2线-1线优先编码器、2线-4线译码器、2选1选择器,介绍了它们的基本结构、工作原理和真值表.利用扩展端口可进行多个组合逻辑级联,从而实现多端口、多位全光组合逻辑,如两个2线-1线优先编码器级联可实现4线-2线信号编码.结果表明基于SOA的XGM实现全光组合逻辑,原理简单、响应速度快、易于实现,是未来光子集成的一个重要发展内容.     

树型结构半导体光放大器光交换矩阵的可靠性(英文)

针对光交换系统的可靠性研究已卓有成效,但作为光交换系统的核心元件——光交换矩阵的可靠性却始终没有得到足够的重视.本文利用可靠性框图对基于半导体光放大器的树型结构光交换矩阵进行了可用性分析.分析结果表明该型光交换矩阵在可靠性上存在的不足,需要设计保护结构.通过对已有的光交换系统可靠性研究工作的分析总结,提出了两种针对树型结构光交换矩阵的保护结构,并利用可靠性框图和概率统计方法对其进行比较分析了两种结构的特点.研究表明,交换矩阵对于SOA的可靠性最为敏感.交换矩阵保护结构的设计过程,实际上是系统可靠性、成本、体积及性能的折衷.因其对成本和可靠性的影响,能否提供有效的检测和维护也应在保护结构的设计过程中予以考虑.     

一种编码式宽带多功能反射屏

提出了一种可控的宽带多功能反射屏.通过将射频微机电系统技术与反射屏设计相结合,首先设计了可编码式工作的单元,该单元具有工作频带宽、损耗小、控制简单的特点.由该单元基于不同编码矩阵构成的反射屏可以实现不同的功能.文中展示了多功能反射屏的极化旋转和捷变散射场性能.仿真结果表明:设计的反射屏在8.9—13.2 GHz频段范围内极化转化率高达90%以上,且在8.9—13.1 GHz频段范围内可实现10 d B以上的雷达散射截面减缩.实测结果与仿真结果基本一致.     

基于半导体光放大器结合延迟干涉仪的全光波长转换

研究了基于半导体光放大器(SOA)结合延迟干涉仪(DI)结构的伞光波长转换.分析了SOA-DI结构的工作原理和DI参数的作用,进行了10 Gb/s和40 Gb/s归零码全光波长转换实验研究.实验结果表明,基于SOA中交叉增益调制(XGM)效应实现的波长转换为反相转换,输出信号消光比较低.当工作速率较高时波长转换信号质量明显恶化.而SOA-DI结构可实现同相波长转换并可改善波长转换信号的消光比,从而改善单个SOA实现波长转换的性能并提高系统的工作速率,该结构还具有结构简单、可光子集成等优点.     

一种基于ARM的光波长路由器的控制与网管技术

介绍了一种全光波长路由器的系统结构和工作原理.在设计中采用了AWG和AOWC构成的光交叉矩阵的结构,并通过相应的控制系统实现了波长路由功能.着重介绍了基于ARM实现光波长路由器的控制和网管技术.最后通过测试证明该系统可以透明地传输2.5Gb/s和10 Gb/s的光信号.     

自调心伪双CCD光切360°三维轮廓测量系统

针对双 CCD三角测量系统的调心问题,提出一种利用单 CCD辅以可控机械回转臂实现光切 360°三维轮廓测量的新方案,给出了测量原理及系统结构,并详细介绍了映射函数法标定系统的原理及其具体实现.实物测量结果表明,该方法除具有双 CCD光切测量系统的全部优点外,测量系统可实现自动定心,后序数据融合简单,测量精度高,系统造价较低.     

混浊介质二维后向漫散射穆勒矩阵的测量

研制了一套实验系统用于测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵.在系统中，激光被调制成所需偏振态，聚焦于混浊介质表面.利用CCD相机配合相应的偏振元件，测量入射点周围区域的后向散射光中特定偏振态的能量空间分布，并由测量值计算出介质的后向漫散射穆勒矩阵.描述了系统的组成、测量原理以及方法，分别测量了消偏振分光棱镜的反射穆勒矩阵和浓度1.5％的脂肪乳溶液的后向漫散射穆勒矩阵.实验证明:该系统能够完全消除样品表面镜面反射光的干扰，精确的测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵；并可望用于生物组织的研究中.     

数字微镜器件在光学矢量矩阵乘法器中的特性及应用分析

为了分析数字微镜器件在矢量矩阵乘法器中作为空间光调制器的可行性,根据数字微镜器件（DMD）以及光学矢量矩阵乘法器的基本结构原理,设计了应用2块DMD的光学矢量矩阵乘法器,此系统中由两片数字微镜器件分别完成光学矢量和矩阵的输入。从理论分析及实验两方面对DMD的光学特性表现以及它对乘法器的计算性能影响进行了研究,得到的结果与预期相符合。实验结果表明通过矩阵编码、选择级次等方法可有效降低干涉衍射对矢量矩阵乘法器影响。这对光学矢量矩阵乘法器的结构优化设计、编码规则研究具有一定的参考价值,有利于促进光学乘法器的关键应用技术研究,对光学矢量矩阵乘法器的设计具有一定的指导意义。     

Optical Security System using Phase-based Virtual Image and Interferometer

An improved optical security system is proposed based on three phase-encoded images and the principle of interference. This optical system consists of one phase-encoded virtual image to be encrypted and two phase-encoded images, encrypting image and decrypting key. The proposed encryption is performed by the multiplication of an encrypting image and a phase-encoded virtual image which does not contain any information from the decrypted (original) image. Therefore, even if an unauthorized user steals and analyzes the encrypted image, he cannot reconstruct the required image. This virtual image protects the original image from counterfeiting and unauthorized access. Optical experiments show the proposed method is a very useful optical security system.     

A new alternative approach of all optical frequency encoded clocked S-R flip-flop exploiting the non-linear character of semiconductor optical amplifiers

In all optical networking and computing system, the role of all-optical flip-flops is very much essential. For signal synchronization with a reference clock and for storage of digital bits the flip-flop has no alternative. In this communication the authors propose a method of developing an all optical frequency encoded clocked R-S flip-flop using the non-linear character of semiconductor optical amplifiers. Frequency is the basic character of light and several encoding/decoding problems in computations and communications can be solved using the frequency encoding principle of optical data. The proposed system is all-optical and therefore it can extend a super fast speed of operation (far above THz limit).     

变形镜高斯函数指数对迭代法自适应光学系统的影响

基于613单元自适应光学系统, 描述了迭代矩阵和斜率响应矩阵的特性. 在变形镜驱动器间距和交连值不变的情况下, 研究了变形镜高斯函数指数对迭代矩阵和斜率响应矩阵稀疏度的影响, 对自适应光学系统稳定性和校正能力的影响. 研究表明, 迭代矩阵和斜率响应矩阵的稀疏度随着变形镜高斯函数指数的增大而减小. 高斯函数指数过大或者过小都会影响自适应光学系统的稳定性和校正能力. 最后, 综合迭代矩阵和斜率响应矩阵的稀疏度、自适应光学系统的稳定性和校正能力, 给出了合理的变形镜高斯函数指数的取值范围.     

One-step optical trinary signed-digit arithmetic using redundant bit representations

A simple one-step fully parallel trinary signed-digit arithmetic is proposed for parallel optical computing. This technique performs multidigit carry-free addition and borrow-free subtraction in constant time. The trinary signed-digit arithmetic operations are based on redundant bit representation of the digits. Optical implementation of the proposed arithmetic can be carried out using correlation or matrix multiplication based schemes. An efficient matrix multiplication based optical implementation that employs a fixed number of minterms for any operand length is developed. It is shown that only 30 minterms (less than recently reported techniques) are enough for implementing the one-step trinary addition and subtraction.     

一种基于光学倍乘原理的绝对距离干涉测量系统

介绍了一个基于光学倍乘原理的绝对距离干涉测量系统。系统包括两个干涉仪:采用半导体激光器作为光源的定位干涉仪和测量位移的外差干涉仪。介绍了光源的选择,系统的设计以及信号的采集和处理方案。采用这套绝对测量系统,可以实现长度为2m以内的绝对距离测量,定位精度可以达到±0.5μm。     

Complex-valued Vector-matrix Multiplication Architecture

Ｃｏｍｐｌｅｘ－ｖａｌｕｅｄＶｅｃｔｏｒ－ｍａｔｒｉｘＭｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ￥ＺＨＯＵＣｈａｎｇｈｅ；ＬＩＵＬｉｒｅｎ（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ａｃａｄｅｍｉａ...     

光镊系统的组建及光阱效应的观察

光镊是美国科学家Arthur Ashkin于1986年发明的,现被用来操控微小粒子和作为微小力的传感器.随着光镊技术的不断发展,光镊在生物大分子的操控和生物大分子生命过程中动力学研究方面发挥着巨大作用.本文介绍了光镊的工作原理,以及如何利用实验室现有条件,以较低成本搭建了一个简化的光镊系统,并观察了光镊对几种微小粒子的捕捉情况,证实了光阱有一定的作用范围,且其捕获能力随微粒尺寸增大而减小.     

光分组交换矩阵的实验研究

对光交换矩阵的基本机理进行了研究,介绍了所研制成功的光分组交换矩阵的基本结构、功能、性能和相关的实现技术,重点分析了质子交换型铌酸锂（APE：LiNbO3)光波导开关与相应的系统技术,给出了2．5Gbit/s异步转移模式（ATM）光信元交换实验研究结果。     

多视场离轴全反射式光学系统

讨论了以长焦距、宽视场光学系统为应用背景的多视场离轴全反射式光学系统。全反射式光学系统进行离轴使用,可以实现无中心遮拦,能量利用率高。在离轴全反射式光学系统中通过移动或旋转反射镜组可得到多视场离轴全反射式光学系统。分析了多视场离轴全反射式光学系统的设计基础、设计方法及特点,并给出了双视场离轴全反射式光学系统和三视场离轴全反射式光学系统的设计结果。     

负二进制编码小波变换

提出了种新的数学编码方法来计算小波变换，并利用非相干光学相关器进行实验，结果与理论分析相符。这种算法原理简单。，操作方便且精度可望达到极高。