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信息技术研究生论坛
场次一、
时间：2022年12月26日（星期一）9:00-12:00
地点：十大菠菜网正规平台509实验室
报告题目一：相干接收机时钟恢复算法
报告人：王乾名
报告简介：数字相干检测已成为高速光通信的一个重要发展方向，它结合数字信号处理，具有高接收灵敏度、高频谱效率等优势。数字相干光检测中，由于在对光电转换后的电信号采样时，采样时钟与发送信号时钟总存在一定的偏移，以及光纤传输信道中色散等影响，导致传输信号波形失真。即使通过色散补偿后，仍然存在一定程度的色散残留，这些残余色散仍会使信号产生畸变。由于色散和时钟噪声相互作用引起信号时钟的抖动，导致位同步不准确，影响了整个数字接收系统性能，这就要求位同步在一定程度上能抵抗残留色散和时钟偏差对信号的影响，并且能够准确判断最佳抽样判决时刻。
报告题目二：用于连接塑料光纤的聚合物光学1x2和1x4分光器的设计和制造
报告人：林琮凯
报告简介：在高速短距离光互连系统中，多模光波导被最广泛的利用，如目前商用的1mm标准塑料光纤。且由于塑料光纤具有如高灵活性、低重量、抗电磁干扰和易于安装等特点，使得塑料光纤已经被用于各种应用中，如应用于汽车行业的多媒体传输系统、光学传感器网络、短距离的家庭或办公室网络、光学传感器和各种艺术照明或装饰系统中。而为了挖掘塑料光纤更多的应用潜力，需要开发出其他与1mm塑料光纤相匹配的新型光子结构。比如对于光信号的分配，其最重要的光学无源元件是分光器，用于将光信号分别分配或组合到多个输入或输出端口。但是目前对于分光器的制造在成本和快速生产上仍然具有挑战性。因此，开发出高效和能实现大规模生产分光器的制造方法是很有前景的。这里我们将报告基于光固化3D打印技术来设计和制造1x2和1x4分光器，其中使用紫外光固化聚合物作为芯层材料。我们的制造方案具有成本低，能快速大规模生产。
报告题目三： 光学相控阵（OPA）波束控制技术
报告人：邓冶
报告简介：目前高度集成OPA在实际应用中还处于起步阶段，在设计和工艺上还存在很多问题，大大限制了其商业化和适用化，比如工艺误差会导致OPA的天线波导与实际设计存在偏差，导致波导产生幅度差和相位差。这样就会造成波束实际扫描角度与配置电压（或电流）与理论值不一致问题。因此，OPA在使用前需要通过全局优化算法精确寻找出各个扫描角度所对应的电压参数，如今常用的OPA光相位调控性能算法主要包括逐鹿算法、爬山算法、模拟退火算法以及遗传算法等等。此报告主要以遗传算法为例，基于此算法搭建合适的光学相控阵相位调控测试系统，以实现OPA精确的波束转向，从而实现其激光雷达扫描功能。
报告题目四：光学相控阵校准算法研究
报告人：李坚平
报告简介：在光学相控阵芯片结构中涉及到大量形状各异的波导，在芯片的生产制造过程中波导结构难免会出现一些微小的缺陷，然而由于波导的折射率较高，光学波段波长又很短，微小的缺陷也会使光的相位产生很大的变化，随机出现的不可控的缺陷会导致随机的相位误差，随机相位会破坏阵元间的相位关系，使所发射的光没有方向性，杂乱分布在各个方向上。为了使芯片能正常工作，必须测量出随机产生的固有初始相位并加以补偿。又因为光学相控阵芯片一般很小，每个发射单元之间的间隔在几微米到几十微米之间，一般最多不超过50μm，而且芯片中一般也不会为每个发射单元单独添加光开关，各个发射单元是不能进行独立测量的，要获取大量不能单独测量的随机相位信息，是一个非常棘手的问题，因此需要使用算法对光学相控阵进行校准，使相控阵通过改变各相控单元之间的相位关系即可实现波束指向的空间扫描。
场次二、
时间：2022年12月26日（星期一） 15:00-18:00
地点：十大菠菜网正规平台509实验室
报告题目一：相干接收机色散补偿算法
报告人：王乾名
报告简介：“互联网＋”时代的到来促进了AI人工智能、云计算、物联网、大数据等技术的发展，这对于通信系统的传输速率、传输容量、传输质量及稳定性提出了更高的要求，而光通信系统是一个优秀的解决方案。在此背景下，未来光网络必定朝着大容量、高速率方向发展。目前城域网和骨干核心网信道速率己达100Gb/s，长度长达几百甚至上公里，色度色散(CD)的影响不可忽略，准确地测量CD值有助于研究降低色散影响的方法，对计算出的色散值在电域进行算法补偿更能大程度节约成本。
报告题目二：基于墨水直写3D打印机技术制造光波导
报告人：林琮凯
报告简介：得益于光信号的的高带宽、低延迟和抗电磁干扰的优势，光子学应用在许多领域得到了极大的发展。在当今大数据时代，传统的电气互连在低带宽、高功耗和电磁干扰方面表现出固有的劣势，难以跟上不断增长的数据需求。为了解决这些问题，数据处理设备之间广泛使用光互连进行通信。特别是在高速和短距离板级数据通信中，而在高速短距离的数据通信中，多模光波导被广泛使用。但是多模光波导的制造存在成本高和时间周期长等问题。因此，开发高效和大规模的生产多模光波导的制造方法是很有发展前景的。这里我们讲报告我们通过墨水直写3D打印技术来制造多模光学波导，该技术可以在温和的条件下快速的生产多模波导，并且具有成本效益高和材料不受限等有点。
报告题目三：基于光学相控阵（OPA）的成像技术
报告人：邓冶
报告简介：硅光子学的最新进展使大规模光学相控阵在光束转向和定向光检测等应用成为可能。随着成像系统的小型化，系统的孔径大小从根本上限制了成像仪的性能。传统的成像系统依靠透镜或镜子来聚焦光，并在探测器列阵上形成图像。而光学相控阵由于其波束偏转以及波束扫描能力，在能够精准大范围的扫描基础上，根据电磁波的传播可逆性，在原理上也能接收从特定角度发射的光强，从而成为一个光束接收机。通过控制集成在光学相控阵上的移相器电压，接收不同角度光的，从而实现图像恢复。
报告题目四：优化算法在光学相控阵中的应用
报告人：李坚平
报告简介：相控阵实质上是一个多光束干涉系统，远场光强分布是由衍射包络和干涉条纹叠加形成的。在相控阵中零级干涉峰被称为主瓣，其他次级干涉峰被统称为栅瓣，每个干涉峰两侧都有强度很小的次级峰，被称为旁瓣。栅瓣的强度一般与主瓣强度相当，要想准确获知光束指向，必须保证在扫描范围内只有主瓣。必须保证相邻天线的间隔小于半波长才能完全消除栅瓣。光学相控阵中，波长非常小，一般来说半波长只有几百纳米，现有工艺很难加工出最小间隔只有几百纳米的天线阵列，特别是对于二维光学相控阵来说，不可能将相邻两个发射单元的间隔缩短到几百纳米，因此光学相控阵在理论上必然是存在栅瓣的。如果没有任何消栅瓣的设计，最终只能通过限制扫描视场的方式来保证只有主瓣一个光束，这就极大限制了雷达的扫描范围。栅瓣的大小直接决定了雷达最终的扫描范围和信噪比，目前栅瓣问题是光学相控阵雷达设计中关键的瓶颈性的问题之一。使用优化算法设计光学相控阵，打破栅瓣条件，抑制栅瓣，增大光学相控阵视场角。
