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光电信息科学与工程 · 论文精读

光通信、激光、光纤传感、光学成像与光电探测
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Complete Archive · 29
01
通信

波长分集传输:抗湍流的自由空间光通信

Wavelength-diverse transmission for turbulence-resistant free-space optical communication
把同一信息放在 C 波段两个波长上传,中断概率比单载波降近 20 倍、再降 86%。
arXiv:2607.24408 · 2026年7月27日(v1) · 机构未标注
02
卫星优化通信

低轨卫星低仰角光通信:抗闪烁的自适应光学设计优化

LEO-to-ground low elevation optical communication: optimization of an adaptive optics design robust to scintillation
为低仰角星地下行设计抗闪烁的 Shack-Hartmann 波前传感器与斜率估计器,并给出误差预算。
arXiv:2607.22069 · 2026年7月24日(v1) · 机构未标注
03
通信

基于 BB84 启发的偏振方案实现光纤通信与扭转传感

Fiber-Optic Communication and Torsion Sensing via a BB84-Inspired Polarization Scheme
用 BB84 式偏振编码在一条光纤上同时“传密钥+测扭转”,中间扭转角擦除率达 50%。
arXiv:2607.18053 · 2026年7月20日(v1) · 机构未标注
04
强化学习通信定位

强化学习调参 PID 实现自由空间光通信系统精密定位

Precision positioning in free-space optical communication systems via PID control tuned by RL
DDPG 智能体隔着 200 km 给光学偏转器调六个 PID 系数,径向误差范围降 31%。
arXiv:2607.15910 · 2026年7月17日(v1) · 机构未标注
05
通信

LEO 星地相干自由空间光通信中 GHz 多普勒频偏的混合时频域补偿

Hybrid Time-Frequency Domain Frequency Offset Compensation Under GHz Doppler Shift for LEO Satellite-to-Ground Coherent Free-Space Optical Communication
混合时频域接收机先 FFT 粗捕获再 DD-FLL 精跟踪,追得上 ±5 GHz 多普勒频移。
arXiv:2607.13904 · 2026年7月15日(v1) · 机构未标注
06
数据通信

超越白盒与黑盒:光通信与光计算中的物理信息数据驱动建模

Beyond white- and black-box modeling tools in optical communications and optical computing: physics-informed data-driven modeling
对比白盒/黑盒/灰盒三种建模范式,证明“物理+数据”混合是效率与泛化兼得的最优解。
arXiv:2607.07274 · 2026年7月8日(v1) · 机构未标注
07
通信

面向光通信的低 PAPR、抗同步误差的非相干格拉斯曼调制

A Low-PAPR, Synchronization-Robust Non-Coherent Grassmannian Modulation for Optical Communications
给格拉斯曼星座加“恒模”约束把 PAPR 降 1.6 dB,再补上盲相位符号定时恢复。
arXiv:2606.26464 · 2026年6月24日(v1) · 机构未标注
08
通信

大面积可图案化的太阳能驱动双稳态有机晶体薄膜用于非线性光通信

Large-Area Patternable Solar-Powered Bistable Organic Crystalline Film for Nonlinear Optical Communication
用阳光让有机晶体在“有/无二阶非线性”两态间切换,实现大面积光图案与实时光通信。
arXiv:2606.22980 · 2026年6月22日(v1) · 机构未标注
09
科研

CO2 激光退火在硅上实现 Ce:YIG 薄膜局部结晶,用于集成非互易光子器件

Localized crystallization of Ce:YIG thin films on Si using CO2 laser annealing for integrated nonreciprocal photonic device applications
用 CO2 激光在硅片上局部“烤”出 Ce:YIG 磁光晶体,做出隔离比 27.1 dB 的片上隔离器。
arXiv:2607.17905 · 2026年7月20日(v1) · 机构未标注
10
量子

基于量子光子器件生成图态,赋能测量基量子计算

Graph State Generation Based on Quantum Photonic Devices, Enabling Measurement-Based Quantum Computing
用腔量子电动力学+量子点确定性生成光子簇态,为测量基量子计算供“纠缠燃料”。
arXiv:2607.16667 · 2026年7月18日(v1) · 机构未标注
11
量子通信

光学通信中的量子极限(霍列沃容量与香农容量之比较)

Quantum Limits in Optical Communications
光通信到底最多能传多快?这篇教程告诉你:噪声极低时,量子力学给出的「霍列沃极限」能比经典「香农极限」每时隙多传约 1.44 比特。
arXiv:2002.05766 · 2020年2月13日(v1) · 华沙大学
12
通信

大脑中存在光学通信信道吗?——有髓鞘轴突作为光子波导的假说评述

Are there optical communication channels in the brain?
大脑里发现了「生物光子」——那么神经元之间会不会也像光纤一样,用光来传信息?本文评述「有髓鞘轴突=天然光子波导」这一大胆假说。
arXiv:1708.08887 · 2017年8月23日(v1) · 机构未标注
13
量子

用于量子信息处理的确定性多模光子器件

Deterministic multi-mode photonic device for quantum information processing
把量子态先「存」在冷原子系综的集体状态里,再用里德伯阻塞精确控制、一步「转印」成光子——想要什么纠缠态,就按需造什么纠缠态。
arXiv:1001.1429 · 2010年1月11日(v1) · 奥胡斯大学
14
量子

近端量子光子器件上的误差缓解(以高斯玻色采样器件为例)

Error mitigation on a near-term quantum photonic device
不靠昂贵的量子纠错码,只用少量硬件改动(加大损耗做外推)或纯经典后处理(线性组合抵消),就把光子损耗对高斯玻色采样概率估计的破坏显著压下去。
arXiv:2008.06670 · 2020年8月15日(v1) · 路易斯安那州立大学
15
科研

联通分布式与集成式光纤传感

Linking distributed and integrated fiber-optic sensing
第一次把「沿线几千个测点」的分布式 DAS 与「整根光纤一个数」的集成式 MFFI 放在同一根雅典电信光缆上定量对比——两套系统对同一场区域地震的应变率测量惊人一致。
arXiv:2205.11065 · 2022年5月23日(v1) · 机构未标注
16
科研

卡尔曼滤波实现的全分布式光纤传感

Fully Distributed Fiber-Optic Sensing Enabled by Kalman Filtering
信号衰落点以前只能扔掉(形成盲区),本文用 Sage–Husa 自适应卡尔曼滤波「顺着时空相位演化把衰落点的相位补出来」,空间密度提升约 15 倍,且无需任何额外硬件。
arXiv:2608.03667 · 2026年8月4日(v1) · 机构未标注
17
振动控制

多模态散斑-偏振光纤传感:用于局域化与高带宽振动监测

Multimodal Speckle-polarization Fiber-optic Sensing for Localized and High-bandwidth Vibration Monitoring
一套装置两种原理——散斑成像负责「定位扰动在哪」(约 3 cm),偏振解调负责「还原振动波形」(100 Hz–40 kHz 以上)。
arXiv:2509.22079 · 2025年9月26日(v1) · 机构未标注
18
神经网络

自由空间光学脉冲神经网络(OSCNN)

Free-Space Optical Spiking Neural Network
让光在自由空间里完成脉冲卷积神经网络:Gabor 滤波提特征、强度转延时编码脉冲、同步器保时序,在 MNIST/ETH 80/Caltech 上低延迟低功耗完成目标检测。
arXiv:2311.04558 · 2023年11月8日(v1) · 机构未标注
19
科研

自由空间光干扰信道

The free space optical interference channel
用量子信息论刻画自由空间光干扰信道:干扰「甚强」时联合检测胜过零差/外差,并给出强干扰下的容量区域与 Han-Kobayashi 可达区域。
arXiv:1102.2627 · 2011年2月13日(v1) · 机构未标注
20
通信

最优传输自由空间光通信(Optimum-Transmission FSO)

Optimum-Transmission Free-Space Optical Communications
理论上最优的「长椭球波函数(PSW)模式」极难生成,但只要把高斯光束的束腰调对,孔径截断高斯光束就能达到与它完全相同的信道透射率。
arXiv:2604.23417 · 2026年4月25日(v1) · 亚利桑那大学、马里兰大学
21
通信

探测器阵列自由空间光通信(Detector-Array FSO 接收)

Free-Space Optical Communications with Detector Arrays
同样大小的接收面积,做成许多小探测器组成的阵列,比单个大探测器误码率更低——信噪比越差优势越明显,探测器越多误码越低,代价是接收端计算复杂度变大。
arXiv:1811.07990 · 2018年11月19日(v1) · 机构未标注
22
科研

超宽带自由空间光相位稳定(Ultra-wideband FSO Phase Stabilisation)

Ultra-wideband free-space optical phase stabilisation
大气湍流让激光相位乱抖;本文用一个 193.1 THz(1552 nm)的主激光当「公用标尺」,把横跨 7.2 THz(整个光 C 波段)的独立光信号相位噪声无差别压低约 30 dB。
arXiv:2010.03745 · 2020年10月8日(v1) · 机构未标注
23
推进系统量子通信

利用偏振的鲁棒自由空间光通信——面向量子通信的推进

Robust Free-Space Optical Communication Utilizing Polarization for the Advancement of Quantum Communication
实验+仿真两条证据链证明:光穿过水下气泡湍流后,偏振态(SOP)与偏振度(DOP)保持不变——为大气/水下自由空间光通信提供了高效、低成本的测试方案。
arXiv:2208.07329 · 2022年8月15日(arXiv v1,编号 2208.07329) · 杜兰大学
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科研

集成光子模运算处理器(PPMAP:基于光相位与剩余数系统的光子计算架构)

Integrated photonics modular arithmetic processor
利用光相位的天然周期性做「取模运算」,用剩余数系统(RNS)把高精度计算拆成多个低精度模运算并行执行,再用自研 ODPC/OPDC 光接口绕开 AD/DA 转换器——实验实现 9 位计算精度。
arXiv:2306.11278 · 2023年6月20日(arXiv v1,编号 2306.11278) · 机构未标注
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量子控制

量子最优控制理论(QOCT 入门教程:从变分原理到最优激光脉冲)

Quantum Optimal Control Theory
一篇经典教程:从「定义泛函 → 变分 → 控制方程 → 求解算法 → 加入约束 → 时变目标」完整讲清如何设计把量子系统从初态精确送到目标态的最优激光脉冲。
arXiv:0707.1883 · 2007年7月12日(arXiv v1,编号 0707.1883) · 机构未标注
26
通信

利用光学斯格明子的自由空间光通信

Exploiting Skyrmions in Free-Space Optical Communication
用「斯格明子数」这种拓扑不变量当信息载体做索引调制,靠拓扑稳定性抵抗大气湍流,实现鲁棒的自由空间光通信。
arXiv:2603.11548 · 2026年3月12日(v1) · 机构未标注
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科研

基于分布式光纤传感的车辆行为估计与异常事件检测

Vehicle behaviour estimation for abnormal event detection using distributed fiber optic sensing
用路边现成的通信光纤当「听诊器」,逐辆车跟踪轨迹、盯住振动频谱质心的变化,检测引发拥堵的单车道异常(抛洒物、事故等)。
arXiv:2602.12591 · 2026年2月13日(v1) · 机构未标注
28
桥梁

GATSBI:面向目标桥梁表面检测的在线 GTSP 算法

GATSBI: An Online GTSP-Based Algorithm for Targeted Surface Bridge Inspection
让无人机边建图边规划:把桥梁表面逐体素「该不该拍、从哪拍」建模成广义旅行商问题,用 GTSP 求解器找最优巡检路径。
arXiv:2012.04803 · 2020年12月9日(v1) · 机构未标注
29
科研

计算分布式光纤传感:基于计算鬼成像的低采样率分布式光纤传感技术

Computational distributed fiber-optic sensing
让光纤自己当「积分器」:用预知二进制光序列与积分后的背向散射光做关联,采样率比传统方法降低 3 个数量级,照样测出整条光纤的散射分布。
arXiv:1904.06659 · 2019年4月14日(v1) · 机构未标注
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