用于HD-DVD的PRML检测系统的设计与实现

对用于高密度DVD(HD-DVD)光盘存储系统的部分响应最大似然(PRML)检测器的设计和实现进行了详细研究.通过比较光盘信道的线性模型与记忆长度为4—7的部分响应(PR)多项式的幅频特性，从提高PR均衡器和维特比检测器性能的角度，对目标PR的记忆长度及系数的选择进行了详细分析.仿真计算的信噪比-误码率曲线说明，当目标PR的记忆长度为7且与光盘信道模型的幅频特性接近时，PRML检测器的性能最优.还详细描述了PRML系统中维特比检测器的硬件结构，分析证明当目标PR的记忆长度增加时，维特比检测器的逻辑单元规模     

用于HD-DVD的PRML检测系统的设计与实现

对用于高密度DVD(HD-DVD)光盘存储系统的部分响应最大似然(PRML)检测器的设计和实现进行了详细研究.通过比较光盘信道的线性模型与记忆长度为4—7的部分响应(PR)多项式的幅频特性,从提高PR均衡器和维特比检测器性能的角度,对目标PR的记忆长度及系数的选择进行了详细分析.仿真计算的信噪比-误码率曲线说明,当目标PR的记忆长度为7且与光盘信道模型的幅频特性接近时,PRML检测器的性能最优.还详细描述了PRML系统中维特比检测器的硬件结构,分析证明当目标PR的记忆长度增加时,维特比检测器的逻辑单元规模 关键词： 高密度DVD 码间干扰 部分响应最大似然检测 维特比检测器     

基于付科棱镜波导多层光盘信号读出研究

对波导多层光盘的电子学部分和总体结构进行了设计，并对多层光盘驱动器信号处理与控制系统，多层光盘读出系统的装校及读出信号进行了讨论，并进行了原理性设计，得到了多层光盘读出信号网眼图，为波导多层光存储的进一步研究及实用化提供了重要的参考价值．     

全息光盘存储器的数据存取与像素匹配

全息光盘存储(HDS)技术作为一种非常具有潜力的新型信息存储技术, 是下一代光盘发展的目标。在全息光盘存储系统中, 为了实现数据精确快速地写入和读出, 降低误码率, 需要在整个高分辨率页面上实现空间光调制器(SLM)与光电阵列耦合器(CCD)之间1∶1像素匹配。在体全息存储理论和光学设计理论基础上, 研究实现SLM和CCD像素1∶1匹配的方法, 提出了实现像素匹配的要求和条件, 并且按照此要求完成该全息光盘存储器的光学系统。实验中, 分别使用随机数据掩膜版和SLM实现了对CCD的512×512精确像素匹配, 在光学系统中引入存储介质条件下, 图像质量良好, 掩膜版和SLM原始误码率分别为2.5×10-4和1.5×10-4。     

LHAASO WCDA前端芯片批量测试系统的设计

LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)WCDA(Water Cerenkov Detector Array)要求其读出电子学实现大动态范围下精确的时间和电荷测量,为此设计了一款前端读出芯片PASC(Pre-Amplifier and Shaping Circuit) ASIC(Application Specific Integrated Circuit),即将用于LHAASO WCDA第三水池的读出。为了满足对此芯片大批量测试需求,设计了此ASIC测试系统,实现了对芯片时间和电荷性能的自动化测试。在介绍此芯片基本工作原理的基础上,讨论了测试系统的设计方案和基本结构,包括硬件电路设计和自动化测试软件设计。该测试系统已应用于LHAASO工程项目的芯片筛选并且已完成了100片芯片的测试工作,能够通过中央控制软件,与多台仪器通讯,进行仪器控制,完成自动化测试和数据记录。这一自动化测试方法,更适用于大动态范围下、高精度读出芯片的性能测试和评估,大大简化测试流程,尤其能够大幅提升批量测试中大量重复性测试步骤的工作效率。文中展示了基于此测试系统已完成的100片芯片的测试结果,结果表明,芯片各项性能参数满足LHAASO第三水池工程应用需求。     

集成光学平板光盘读出头研制

采用集成光学方法,将非球面消球差双凸波导透镜、双光栅会聚光波导透镜、光波导转向棱镜单片集成在铌酸锂基底上构成光学平板光盘读出头.集成光学平板光盘读出头克服了微透镜光盘读出头体积大、组装复杂的不足,实现了光盘读出头的集成化,提高了系统的可靠性.光斑理论值0.475 μm,实测值0.67 μm.     

用于光盘分析的标量衍射理论综述

标量衍射理论是最早用于分析光盘读出光场的理论,它用标量函数描述光场,计算和理解读出过程比较简单。在只读光盘(CD及其兼容类)发展的过程中,它一直扮演着基础理论的角色。综述和比较了1970年以来的一些标量衍射理论,重点讨论了光盘信息符的模型及标量衍射分析方法等。对各种方法的优缺点作了评述,对如何定量描述标量衍射理论在分析高密度光盘方面的局限性问题提出了建议。     

基于硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发

在连续变量量子密钥分发系统中,同步技术是确保通信双方时钟和数据一致的关键技术.本文通过巧妙设计发送端和接收端仪器的硬件时序,采用时域差拍探测方式和峰值采集技术,实验实现了可硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发.通信双方在设计好的硬件同步时序下可实现时钟的恢复和数据的自动对齐,无需借助软件算法实现数据的对齐.本文采用了加拿大滑铁卢大学Norbert Lütkenhaus研究组提出的针对连续变量离散调制协议的安全密钥速率计算方法.该方法需计算出接收端所测各种平移热态的一阶矩和二阶(非中心)矩,以此为约束条件结合凸优化算法可计算出安全密钥速率.计算过程中无需假设信道为线性信道,无需额外噪声的估算.密钥分发系统重复频率为10 MHz,传输距离为25 km,平均安全密钥比特率为24 kbit/s.本文提出的硬件同步方法无需过采样和软件帧同步,减小了系统的复杂度和计算量,在一定程度上降低了系统所需的成本、功耗和体积,有效地增强了连续变量量子密钥分发的实用性.     

光盘系统误差分析和伺服系统设计

讨论和分析光盘读出光斑的实际位置和理想位置之间产生误差的原因,阐述了光盘光学伺服系统的要求。通过研究从理论上导出伺服控制系统的数学模型,并给出了执行控制器的设计方法。     

光盘存贮系统的物镜

引言用光学方法在涂有记录介质薄膜的圆盘上记录和读出信息是一项十分吸引人的课题。本文将重点分析和讨论有关光盘存贮技术中对光学系统物镜的要求及其象差校正。对于高密度记录和读出信息的光学头,要求物镜聚焦到光盘上的光斑大小在零点几微米的量级,镜头的成象质量要求达到衍射极限。对这种要同时考虑几何象差和衍射效应的物镜,采用波差进行设计是很合理的,一般用斯特列尔(strehl)     

利用只读式光盘机提取磁光信息的理论及实验研究

本文以Philips VP—700为对象,利用琼斯矩阵法对只读武光盘光学系统以及光学元件进行了详细分析,提出了在只读式光盘机上实现光磁信息处理的理论模型。根据这一模型,本文进而建立了实验系统。实验结果表明理论分析正确。     

Numerical Analysis and Comparison of Three Metal-Oxide-Type Super-Resolution Near Field Structures

Based on the Fresnel-Kirchhoff diffraction theory, we build up a Gaussian diffraction model of metal-oxide-type super-resolution near field structure （super-liENS）, which can describe far field optical properties. The spectral contrast induced by refractive index and the structural changes in AgOg, PtOx and PdOz thin films, which are the key functional layers in super-RENS, are studied by using this model. Comparison results indicate that the spectral contrast depends intensively on the laser-induced distribution and change of the refractive index in the metal-oxide films. The readout mechanism of the metal-oxide-type super-RENS optical disc is further clarified. This Gaussian diffraction model can be used as a simple and effective method for choosing proper active materials in super-RENS.     

面向下一代航电系统的数据块填装性能

结合光分组交换(OPS)网络和光纤通道(FC)技术的优势, 提出一种下一代航电系统组网方案——基于光分组交换网络的光纤通道技术(FC over OPS)。建立了数学仿真模型, 研究了一种数据块填装算法与网络实时性之间的关系, 分析不同的参数如发送带宽、最低效率门限、发送定时的选取对网络实时性的影响。进一步完成硬件原型设计和仿真, 比较了软件仿真与硬件仿真的结果, 并分析该数据块填装算法的性能。     

高精密运动工作台控制系统的设计与研究

设计并研制了用于母盘刻录机的高精密运动工作台及其控制系统。工作台控制系统采用线光栅作为工作台位移检测工具。采用数字位置环和模拟电流环组成双闭环随动系统,其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字PID伺服滤波器。实验结果表明,该系统可以满足母盘刻录机的要求。     

An availability requirement for fiber optic transport systems in distribution feeder applications

This paper contains a discussion of Bellcore's proposed channel availability requirement for fiber optic transport systems used in distribution feeder applications. A representative model of the distribution network is first constructed which includes a high capacity fiber optic system running to a distribution hub. An overall availability requirement, consistent with present availability requirements, is applied to this model. The allocation to the fiber system is determined by truncation of the current interoffice channel availability requirement which is prorated with distance. Further allocation of downtime to the electronic hardware reliability failures yields an objective that can be directly compared with the results of electronic hardware reliability models. This requirement is now included in Bellcore's proposed “Generic Reliability Assurance Requirements for Fiber Optic Transport Systems.”     

Sparse modeling of super-resolution near-field structure read-out signals

In this study, super-RENS disc read-out signals were modeled with various nonlinear models. In the results of modeling the nonlinearity, DC offset, and domain bloom phenomena of the super-RENS channel with a second-order Volterra filter, it was identified that the number of significant quadratic coefficients was relatively small. Therefore, a sparse Volterra model and a truncated Volterra model are applied to effectively model the nonlinear channel. In addition, the Hammerstein-type asymmetric conversion model is employed to model the nonlinear channel for the purpose of comparison. The results demonstrate that the sparse model of a simplified polynomial form achieves good modeling performance for the super-RENS disc read-out signals.     

航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器设计

设计了一种航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器,可对仅测角导航视觉传感器的硬件、软件和算法的性能及可靠性进行验证。首先对该光学模拟器进行了系统描述,包括硬件组成和星图模拟软件设计。硬件选用的都是商用、现成的部组件,可大幅节约研发成本,缩短开发周期。其次,重点阐述屏幕亮度与恒星星等之间的关系,以及该光学模拟器的光学原理。最后对该光学模拟器的星图模拟进行实验测试,并介绍了一种基于Clohessy-Wiltshire (CW)方程的仅测角导航模型,用于硬件在环测试。验证了几何校正后的光学模拟器完全满足航天器中远距仅测角导航硬件在环测试要求,并得出相对于几何校正前,终端时刻的相对位置精度提高了25.5%,相对速度精度提高了31.3%。     

An availability requirement for fiber optic transport systems in distribution feeder applications

This paper contains a discussion of Bellcore's proposed channel availability requirement for fiber optic transport systems used in distribution feeder applications. A representative model of the distribution network is first constructed which includes a high capacity fiber optic system running to a distribution hub. An overall availability requirement, consistent with present availability requirements, is applied to this model. The allocation to the fiber system is determined by truncation of the current interoffice channel availability requirement which is prorated with distance. Further allocation of downtime to the electronic hardware reliability failures yields an objective that can be directly compared with the results of electronic hardware reliability models. This requirement is now included in Bellcore's proposed “Generic Reliability Assurance Requirements for Fiber Optic Transport Systems.”     

利用光纤光栅对实现双波长增益控制掺铒光纤放大器特性的实验研究

控制激光的弛豫振荡和空间烧孔现象的存在 ,对全光增益控制掺铒光纤放大器 (EDFA)的性能产生劣化影响。采用一种新颖简单的利用两对光纤光栅对形成谐振腔结构 ,实现双波长增益控制掺铒光纤放大器。由两个不同波长的激光共同承担增益控制的任务 ,降低了控制激光引起的空间烧孔现象和瞬态输出变化。在动态工作条件下 ,双波长激光增益控制掺铒光纤放大器显示出优越的特性 ,适用范围扩展为普通单波长增益控制掺铒光纤放大器的两倍 ,能够适应 0～ 43kHz的上下载频率。     

近距离LED光通信直视信道模型研究

利用高斯拟合函数确定了小发散角LED的类高斯发光模式,并根据光辐射特性和发光模式建立了LED直视信道模型.实际测量了服从朗伯、类高斯发光模式的多种多波段LED的接收光功率与信道参数的关系.实验结果表明,接收光功率的实测值与信道直流增益计算的理论值的平均相对误差小于±6%,该结果验证了本文提出的直视信道模型的正确性.