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oe1(光电查) - 科学论文

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  • [英国工程技术学会第八届可再生能源发电会议（RPG 2019） - 中国上海（2019年10月24-25日）] 第八届可再生能源发电会议（RPG 2019） - 基于光伏并网逆变器系统的多故障诊断通用框架设计

    摘要： 可见光通信（VLC）系统通常以低于10 Gb/s的数据速率运行，而采用激光二极管（LDs）、成像接收器及延迟自适应技术（DAT成像LDs-VLC）已证明该速率下的运行具有可行性。然而，由于信噪比（SNR）较低和符号间干扰（ISI）的影响，实现超过10 Gb/s的更高数据速率面临挑战。本文首次（据我们所知）提出、设计并评估了一种VLC系统，该系统通过结合自适应有限词汇全息图的波束转向（部分VLC光束）、成像接收器及DAT，在高数据速率（20 Gb/s）下提升SNR并减轻ISI影响。采用算法估算接收器位置，从而利用波束转向将部分白光定向至目标（接收器）以改善SNR。位置估计算法（LEA）的仿真结果表明，在本系统及环境中，估算VLC接收器位置所需时间通常在224毫秒以内。引入有限词汇存储全息图以减少LEA识别最佳波束转向位置所需的计算时间。在最坏情况下，与DAT成像LDs-VLC系统相比，该波束转向方法使全自适应VLC系统在高数据速率（20 Gb/s）下的SNR提升了15 dB。此外，我们还在具有移动性的极端恶劣环境中测试了新提出的系统。结果表明，所提VLC系统对阴影遮挡、信号阻断及移动性具有强鲁棒性。

    关键词： 延迟自适应、信噪比、位置估计、成像接收器、波束转向、有限全息图词汇表、码间干扰、激光二极管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于稀疏点响应的无干涉编码孔径相关全息术实现分辨率增强的成像

    摘要： 无干扰编码孔径关联全息术（i-coAcH）是一种非扫描、静止式、非相干数字全息技术。本研究采用一种特殊类型的i-coAcH，其点扩散全息图（pSH）由稀疏点集构成。通过该pSH实现了超越经典衍射极限的成像分辨率。这种分辨率提升源于编码孔径位于物体与基于透镜的成像系统之间——该编码孔径将原本被系统孔径阻挡的部分光线散射至光学系统内，从而扩展了系统的有效数值孔径。稀疏PSH的应用提高了整个成像系统的信噪比。与直接成像相比，I-COACH在横向分辨率上实现了约1.6倍的增强效果。

    关键词： 分辨率增强、信噪比、无干扰编码孔径相关全息术、非相干数字全息术、稀疏点响应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 量子发射体与纳米粒子表面等离激元耦合集体诱导的异常点

    摘要： 由非厄米简并性产生的异常点有望增强量子传感能力。因此，在不同量子系统中寻找异常点对开发此类未来传感器件至关重要。本文利用金属纳米粒子表面受限空间内增强的光-物质相互作用，从理论上证明了一个由量子发射体与亚波长尺度金属纳米粒子耦合构成的系统中存在异常点。通过解析量子电动力学方法，异常点表现为强耦合效应的结果，并可通过原本简并的本征能级发生剧烈分裂来进行观测。我们进一步表明，当多个量子发射体集体耦合到局域表面等离激元的偶极模式时也会出现异常点。这种量子集体效应不仅降低了对单个发射体的强耦合要求，还能更稳定地产生异常点。此外，我们指出异常点可在功率谱中明确显现。一个综合考虑功率谱频率分裂和系统耗散的广义信噪比显示：与单个量子发射体相比，耦合到纳米粒子的量子发射体集合在检测异常点方面具有更优性能。

    关键词： 强耦合效应、金属纳米粒子、功率谱、量子发射体、量子传感、信噪比、表面等离激元、异常点

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光干涉仪上的暗物质信号

    摘要： WIMP是极具潜力的暗物质候选者。当WIMP与配备干涉仪引力波探测器（如LIGO、Virgo、KAGRA和爱因斯坦望远镜ET）的反射镜发生碰撞时，我们预计摆锤和反射镜会产生特征性运动，这些信号可通过为引力波探测开发的高精密传感器提取。我们分析了摆锤和反射镜的运动，并评估了这些运动的可探测性。对于"Thin-ET"探测器，信噪比可能达到1.7(mDM)，其中mDM表示WIMP质量。当mDM约低于0.2 GeV时，我们或能比现有其他实验获得更严格的WIMP与核子截面上限值。研究发现，在mDM≈0.2 GeV至100 GeV区间，上限值存在数量级提升。

    关键词： 暗物质、激光干涉仪、信噪比、WIMP（弱相互作用大质量粒子）、引力波探测器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于矩方法的FSO通信中湍流大气信道统计与仿真分析

    摘要： 自由空间光通信（FSO）或无线光网络以大气为传输信道，该信道有时具有湍流特性从而降低系统性能。通过引入多种信道模型和调制技术可分析这类湍流信道。不同研究者针对各类信道模型采用不同方法评估了系统性能。本文提出统一分析方法，通过推导对数正态、Nakagami-n（莱斯）和瑞利统计模型的平均误码率及中断概率精确闭式解，实现对这三种模型的性能分析。该方法利用Q函数的替代形式和输出信噪比（SNR）矩生成函数的高斯-埃尔米特求积近似实现。进一步推导了各类调制技术的明确表达式以描述FSO通信系统中的信道衰落，研究对象包括M进制相移键控（M-PSK）和M进制正交幅度调制（M-QAM）技术。此外，上述湍流信道的平均输出SNR、平均接收辐照度及衰落强度（衰落强度）也以简单闭式表达。研究还分析了大气湍流和指向误差共同影响下的FSO系统性能，在对数正态衰落信道中检验了零/非零瞄准误差（分别采用瑞利和莱斯分布建模）的统计模型，同时给出了该系统的复合对数正态概率密度函数及渐近误码率和中断概率。通过基于矩方法的闭式表达式推导，评估了BPSK调制产生的Tikhonov分布相位噪声对三种湍流信道BER性能的影响。最终通过数值结果与蒙特卡洛仿真值及图表的对比验证了数学分析的正确性。

    关键词： 瑞利分布、信噪比、误码率、相位噪声、对数正态分布、Nakagami-n分布、路径损耗、中断概率、指向误差

    更新于2025-09-22 21:58:28

  • 用于超分辨率显微镜的荧光探针

    摘要： 荧光探针能有效降低非特异性背景信号，从而显著提升信噪比。尽管这意味着分辨率的提高，但在超分辨显微镜领域，荧光探针的应用却未得到充分重视。现有若干优秀综述总结了超分辨显微技术、标记技术或小分子合成荧光团的不同进展，但尚无全面评述适用于超分辨显微镜的荧光探针。本文旨在填补这一空白，为读者提供细胞结构超分辨成像中应用的荧光探针最新研究进展综述。

    关键词： 信噪比、背景降低、超分辨率显微镜、细胞成像、荧光探针

    更新于2025-09-23 13:55:47

  • 基于多空间分辨率分析的相位敏感光时域反射传感系统性能优化

    摘要： 本文提出并验证了一种具有多空间分辨率（MSR）分析特性的相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）传感系统。通过理论分析与实验，揭示了空间分辨率（SR）、信噪比（SNR）与振动区域长度之间的定性关系，表明选择合适的SR来分析振动事件可有效提升传感系统的信噪比。该MSR传感方案为Φ-OTDR传感系统的性能优化提供了可行方案，能在保持相同可探测频率范围的前提下，仅通过单次测量即可以最优信噪比还原不同扰动范围的振动事件。

    关键词： 相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）、信噪比（SNR）、多空间分辨率（MSR）分析

    更新于2025-09-23 21:30:14

  • 大气湍流下自由空间光通信系统的容量分析

    摘要： 本文推导了弱湍流、中湍流和强湍流条件下自由空间光通信(FSO)系统的解析信道容量。弱湍流下FSO信道统计特性服从对数正态分布，中强湍流下则服从伽马-伽马分布。FSO通信系统常用的三种自适应传输方案为：(1)最优同步功率与速率自适应；(2)恒定发射功率下的最优速率自适应；(3)固定速率的截断信道反转。研究推导了无指向误差时不同大气湍流条件下这些自适应传输方案的平均遍历信道容量的闭式近似解。仿真结果表明所提出的解析模型与蒙特卡洛模拟具有极佳的一致性。

    关键词： 信道容量、自由空间光通信、信噪比、自适应传输、大气湍流

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 提升小分子有机光电探测器性能以应用于反射式光体积描记传感器

    摘要： 研究了有机光电探测器性能对提升有机光体积描记传感器感测能力的影响。优化后的有机光电探测器采用阳极界面层和阴极界面层，在-2V电压下呈现22 nA cm-2的反向暗电流密度，在0V电压下实现53.3%的外量子效率。该有机光电探测器与有机发光二极管在玻璃基板上单片集成，构建了反射式光体积描记传感器，证实了有机光电探测器器件性能对感测应用中光体积描记信号测量结果的影响。此外，我们针对圆形几何结构，从器件面积及有机发光二极管与有机光电探测器间距两方面，估算了能最大化信噪比并降低有机光体积描记传感器功耗的最优传感器设计方案。在最佳光体积描记传感器设计中，测得130 mV信号强度时功耗仅为600 μW。

    关键词： 探测率、有机光电探测器、有机发光二极管、中间层、暗电流密度、信噪比（SNR）、光电容积图传感器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 硅太阳能电池TaO<sub>x</sub>电子选择性接触的反向寿命曲线分析

    摘要： 可见光通信（VLC）系统通常以低于10 Gb/s的数据速率运行，采用激光二极管（LDs）、成像接收器及延迟自适应技术（DAT成像LDs-VLC）已证明该速率下的运行具有可行性。然而，由于低信噪比（SNR）和符号间干扰（ISI），实现超过10 Gb/s的更高数据速率面临挑战。本文首次（据我们所知）提出、设计并评估了一种VLC系统：该系统通过自适应有限词汇全息图实现部分VLC光束的波束转向（结合成像接收器与DAT），从而在20 Gb/s的高数据速率下提升信噪比并抑制ISI影响。我们采用算法估算接收器位置，通过波束转向将部分白光定向至目标（接收器）以改善信噪比。位置估算算法（LEA）的仿真结果表明，在本系统及环境中，估算VLC接收器位置所需时间通常不超过224毫秒。引入有限词汇存储全息图可减少LEA识别最佳波束转向位置所需的计算时间。在最坏情况下，相较于DAT成像LDs-VLC系统，该波束转向方法使全自适应VLC系统在20 Gb/s高数据速率下的信噪比提升了15 dB。此外，我们还在具有移动性的严苛环境中测试了新系统，结果表明该VLC系统对阴影遮挡、信号阻断及移动性具有强鲁棒性。

    关键词： 信噪比、有限全息图词汇量、码间干扰、波束导向、延迟自适应、成像接收器、位置估计、激光二极管

    更新于2025-09-19 17:13:59