摘要:针对当前量子安全通信系统对小型化、规模化及产业化的迫切需求，文章基于信道干扰自补偿原理，设计了一种硅基 SiO₂光量子编解码芯片，并对其核心模块进行仿真验证。首先，提出基于正交偏振旋转反射迈克尔逊干涉仪的芯片整体架构，实现信道干扰的自补偿功能。其次，分别对定向耦合器、光延迟线、偏振分束器、热光相位调制器及偏振旋转器等关键模块进行结构设计与仿真优化。仿真结果表明:在 1 550 nm工作波长下，定向耦合器实现 50%∶50%分光比，片上插入损耗小于等于 3.1 dB，均匀性小于等于 0.000 4 dB；偏振分束器消光比大于 30 dB，损耗低于 0.15 dB；光延迟线实现 400 ps延迟；热光相位调制器调制范围覆盖 0~2π，静态损耗低于 0.2 dB。所设计的芯片方案有效消除了量子信道引起的偏振诱导衰落，为量子通信设备的小型化与实用化提供了技术支撑。

摘要:InGaAs/InP单光子焦平面探测器因在近红外波段具备单光子级探测灵敏度、易于集成及近室温工作等优势，已成为量子通信、三维成像、深空光通信及生物医学成像等领域的关键光电探测器件。随着单光子探测应用对空间分辨率与采样速率要求的不断提升，研制高密度、高填充因子、低串扰的单光子焦平面阵列已成为领域内的重要技术挑战与研究热点。文章系统综述了 InGaAs/InP单光子焦平面阵列的研究进展，涵盖其工作原理、主要性能参数，以及国内外主要研究机构在关键技术方面取得的最新成果，并在此基础上展望了该领域未来的发展趋势与面临的主要挑战。

摘要:半设备无关量子密钥分发协议一定程度解决了因设备不完美性所带来的安全漏洞问题，且实验实现所需的条件相对宽松。然而，目前对其理论和实验的研究仍相对较少。文章采用对现有半设备无关量子密钥分发协议进行参数化的方法，理论推导协议的安全参数范围。基于所求解的安全参数范围，系统探究了实验器件精度对协议安全性的影响。结果表明，在安全参数范围内，实验器件的精度对协议的安全性判断指标并不敏感，体现了对设备非完美性的容忍程度。该研究对半设备无关量子密钥分发协议的实验实现具有指导意义。

摘要:文章提出一种宽带高增益跨阻放大器(TIA)，核心 TIA采用电压并联负反馈架构，内部主电压放大器采用 Cherry-Hooper结构；差分增益级对前端信号进一步放大，引入共模反馈维持差分增益级的输出共模电平；在 TIA输入端，集成了暗电流消除电路，抑制输入电流中的直流成分。基于 65 nm CMOS工艺设计，版图尺寸为 1.1 mm×0.9 mm。后仿真结果表明:在 1.6 V供电下，-3 dB带宽达 1.6 GHz，差分跨阻增益 78 dBΩ，输入参考噪声 149 nA。该设计在带宽、增益与噪声间取得良好平衡，适用于对信号完整性要求较高的光电探测系统。

摘要:量子纠缠是量子信息与量子通信研究中的核心资源。文章基于 BBO晶体设计并搭建了一套小型化、低成本、可移动的纠缠源系统。该系统尺寸为 400 mm×300 mm×100 mm，采用单模光纤收集纠缠光子，纠缠源亮度达到 611 cps/mW。系统性能通过偏振对比度、CHSH不等式和纠缠并发度三个指标进行综合评价:水平 /垂直偏振对比度为 142∶1，45°/-45°偏振对比度为 22∶ 1，CHSH不等式测得值为 2. 68，纠缠并发度为 0. 808。实验结果表明，该纠缠源质量良好，可有效应用于纠缠型量子密钥分发、量子测量、量子隐形传态等多种科研实验。

摘要:在测量设备无关量子密钥分发(Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution，MDI-QKD)系统中，时间戳相位编码因对光纤信道偏振扰动不敏感性而备受关注。传统制备方法通常采用不等臂马赫 -曾德尔干涉仪，需借助复杂的相位锁定技术，导致系统复杂度和成本较高。针对该问题，文章提出一种结合激光器直接调制与外调制的高效制备方案:首先直接调制激光二极管产生相位随机的弱相干宽脉冲，再利用强度调制器将其斩波为两个相位差固定的时间戳脉冲，最后通过相位调制器加载相对相位信息。结果表明，该方案能够简单、稳定地制备出满足 MDI.QKD要求的时间戳相位编码量子比特，有效降低了系统实现的复杂度。

摘要:超表面通过对入射光的相位、偏振、振幅及共振效应进行精准调控，为光电探测器的性能突破提供了核心解决方案。文章系统阐述超表面调控光场的物理机制及其对光电探测性能的增益原理，全面综述不同波段高性能超表面光电探测器及偏振敏感型器件的研究进展，深入分析材料选取、结构设计及制备工艺对器件性能的调控规律。最后针对当前存在的损耗控制、多功能集成及宽波段适配等瓶颈问题，提出兼具可行性与前瞻性的优化策略，为下一代高性能、集成化光电探测器的研发提供理论参考。

摘要:电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)因其高灵敏度、片上增益与动态成像等特点，已成为天文观测、生物医学和微光探测等领域的核心器件。通过在传统 CCD器件中引入电子倍增寄存器，EMCCD实现了较高的信号增益。然而，随着运行时长的累积，其增益会出现持续衰减，严重影响器件长期稳定性和可靠性。研究结果表明，增益衰减主要源于电子倍增过程中界面空穴积累、热载流子注入栅介质等物理效应。文章系统综述了近年来 EMCCD增益衰减机理研究进展，重点阐述了界面效应与热载流子作用机制，并总结了当前通过改进介质层材料与优化栅极结构来抑制增益衰减的技术途径，以期为提升 EMCCD器件性能与可靠性提供参考。

摘要:低压差线性稳压器(LDO)因其低噪声且易于集成的特性，成为 CMOS图像传感器(CIS)片上电源管理方案的首选。面向 CIS在低功耗与常规读出模式间切换时的瞬态响应及高速全分辨率读出模式下的负载能力需求，基于 CSMC 0.5 μm工艺设计了一款电流自适应瞬态增强型无片外电容(OCL)LDO。电路采用密勒补偿技术优化极点分布以确保环路在全负载范围的稳定性；通过嵌入推挽级电路及引入瞬态增强电路提升了 LDO的瞬态响应特性；引入负载电流自适应电路以提升 LDO的最大负载电流。仿真结果表明，LDO能够稳定输出 3.3 V的电压，片上电容仅需 1. 5 pF，系统在全负载电流范围内的相位裕度大于 45°；负载电流在 1 μs内进行 1~200 mA的阶跃测试时，上冲电压为 24. 7 mV，下冲电压为 21. 8 mV；所提出的 OCL-LDO最大负载电流可达 350 mA。

摘要:针对双向光遗传学神经调控对多色光源的需求，传统生物光电极仅能集成单色光源，难以满足兴奋性与抑制性神经元协同调控的要求。文章基于蓝宝石衬底 InGaN/GaN LED外延结构，分别制备了橙、绿、蓝三色神经探针，并通过错位键合方法实现三色光源的集成。为抑制 LED驱动引入的电磁噪声，设计了多层金属屏蔽结构，并结合驱动电压优化策略，系统表征了器件的光电特性、记录噪声及温升行为。结果表明，三色 LED在低驱动电压下均可输出满足对应光敏蛋白激活要求的光强，且光谱无明显串扰；电磁噪声幅值降至 100 μV以下，连续与脉冲驱动模式下的器件温升均低于 1℃。该三色光电极兼具高光强、低噪声与可控温升特性，可满足双向光遗传学实验对多色光刺激与高质量电生理记录的双重需求，为复杂神经环路研究提供了有效工具。

摘要:针对工业检测、科学成像及安防监控等领域对宽动态成像的应用需求，提出一种基于双增益列并行读出架构的宽动态范围 CMOS图像传感器设计方法。该器件采用 4T像素结构，通过优化光电二极管掺杂分布提升像素满阱容量。在读出方式上，设计了两路不同增益的列并行读出电路，对同一像素输出的感光信号电压同时进行采样、放大、模数转换与读出，并在片外融合生成高动态范围图像。电路基于 180 nm CMOS图像传感器工艺设计并进行流片验证，有效像素阵列为 1 024×1 024，像元尺寸为 15 μm×15 μm，两路增益分别为 1倍和 8倍。测试结果表明，该传感器动态范围可达 74.7 dB，验证了所提方法在提升成像动态范围方面的有效性。

摘要:可见 -近红外响应的正照射单元型 InGaAs光电探测器具有无需倒焊互连、封装结构简单、光谱响应范围宽等优势。针对 InP帽层减薄工艺导致的表面态增加及表面复合引起的暗电流增大问题，文章分析了 P型掺杂浓度与表面复合速率(SRV)对薄帽层器件灵敏度的影响机制。仿真结果表明:当帽层厚度由 500 nm减薄至 100 nm时，0.7 μm波长处的量子效率从 6%提高至 41%，但暗电流密度由 0. 2 nA/cm2增至 16. 7 nA/cm2。 SRV对器件性能影响显著，当 SRV从 3×103 cm/s降至 1×103 cm/s时，峰值探测率(D*)由 2. 31×1012 cm . Hz1/2 . W.1提升至 3. 78×1012 cm.Hz1/2 .W.1。实验采用表面钝化工艺后，探测器暗电流得到有效抑制，峰值 D*从 2. 6×1012 cm.Hz1/2 .W.1提高至 4. 1×1012 cm.Hz1/2 .W.1。研究结果表明，改进表面钝化工艺以降低 SRV对于提升正照射可见 -近红外 InGaAs探测器性能具有重要意义。

摘要:铟镓砷短波红外焦平面探测器性能的精确评估对于应用系统的成像质量与定量化分析至关重要。为验证积分球均匀光源在铟镓砷短波红外焦平面探测器特性参数测试中的可行性，采用积分球均匀光源与高温黑体分别作为均匀光源，对不同阵列规模与像元尺寸的探测器进行响应率非均匀性与有效像元率对比测试。实验结果表明，积分球均匀光源测试所得响应率非均匀性指标均优于黑体光源，其中在 2 560×2 048阵列规模下，响应率非均匀性由 4. 57%降至2. 85%，相对改善幅度达 60. 35%；有效像元率由 99. 978%提升至 99. 984%。进一步分析表明，积分球均匀光源可有效消除黑体光源因朗伯辐射特性引入的辐照度分布不均与背景噪声影响，测试结果更接近器件真实性能，且操作更为便捷。

摘要:针对传统光电探测器行为级模型仿真精度不足、物理场模型计算代价高的问题，提出一种基于场路协同的 PIN光电探测器仿真方法。该方法以三层 InP/InGaAs光电探测器为对象，在物理场层面上引入载流子连续性方程与速率方程，计算光电探测器的物理特性，如材料特性、结构特性以及光电流特性；在链路层面，可将由物理场模型获得的物理特性引入链路模型，建立包含器件物理参数耦合的光电探测器模型。仿真结果表明，I区宽度、外加偏压和光敏面面积等参数会显著影响光电探测器的脉冲响应、频率响应和响应度，所建模型能较准确地反映器件动态特性，可为微波光子链路中的噪声评估和系统优化提供支撑。与商业软件相比，所提方法计算效率更高，且仿真准确度能达到 90%。

摘要:针对 CMOS图像传感器稳步增长的高帧率和低功耗需求，提出一种基于时间放大器的 12位高速低功耗单斜坡型模数转换器(SS ADC)。该设计复用列级比较器作为时间放大器，通过将斜坡比较过程后的时间残差放大 16倍，获得 4位额外精度，并显著提升转换速度。在功耗优化方面，该 ADC利用时间放大形成的窗口进行存储、计数，通过断开全局总线降低动态功耗；同时利用数字相关双采样(CDS)抵消窗口偏差，保证良好 PVT特性。此外，为改善微分非线性性能，利用时钟同步全局计数的不同位，使列存储器在计数信号稳定期进行锁存；并设计了类格雷码计数器，无需额外的校正电路即可实现数字 CDS。基于 180 nm CMOS工艺的仿真结果表明，该 ADC在 60 MHz时钟下，转换周期为 4 μs，有效位数为 10. 6 bit，平均功率为 39.2 μW，其中数字部分功率仅占 7.66 μW。

摘要:二维半导体纳米晶体因其独特的量子限域效应和优异的光电性能，在光电器件领域具有广阔的应用前景。文章以四层 CdSe纳米片为核，采用高温热注射法分别制备了 CdSe/CdS核/冠结构与 CdSe/CdZnS合金型核 /壳结构两种二维异质结构纳米晶体，并系统研究了其光学性质、形貌特征及外电场响应行为。表征结果表明:核/冠结构仅在横向维度上生长，纵向量子限域效应保持不变，其光致发光峰位于 512 nm，半高全宽为 8 nm，光谱呈均匀展宽特征；合金型核 /壳结构随壳层增厚出现显著光谱红移，最终发光峰位于 629 nm，壳层厚度约为 1 nm，量子产率达 80%。外加电压下的量子受限 Stark效应研究表明，两种异质结构的光致发光强度均随电压升高而降低，并伴随谱线红移与展宽，发光峰位移量与外加电压呈近似二次函数关系，拟合幂指数分别为 1. 7(核/冠)和

摘要:陶封光电耦合器因尺寸小、密封腔体结构特殊，需通过灌胶工艺提升其绝缘性能以满足隔离电压要求。胶量过少难以有效提升绝缘强度，胶量过多则会影响密封封装可靠性，精确控制胶量是保证器件性能的关键。文章系统研究了灌胶材料选型、工艺流程及参数优化，提出一种采用 45°斜针头从内瓷片中间倒角处灌胶的工艺方法，结合分层灌胶、真空除泡及精确气压控制，实现了胶量的精准调控与气泡的有效消除。结果表明，优化后器件的隔离电压从灌胶前的 800 V提升至 1 500 V以上，增幅超过 87. 5%，且通过热应力实验及批量产品筛选鉴定检验，验证了该工艺的可靠性与一致性。该研究为陶瓷器件密封腔体的灌胶工艺提供了可行方案与技术参考。

摘要:文章系统研究了 InP衬底上 InGaAs缓冲层的厚度与层数对 2 000 ppm晶格失配的 In0. 44Ga0. 56As外延材料性能的调控规律。经研究发现，在固定晶格失配度下，存在缓冲层厚度与层数的最优匹配关系，可实现高质量失配 InGaAs材料的可控制备。实验结果表明，当缓冲层层数为 6、单层层厚为 200 nm时，外延材料的综合性能最优，其 XRD半峰宽低至 31. 3 arcsec，本征载流子浓度低至 5. 5×1014 cm.3，核心指标与晶格匹配的 In0. 47Ga0. 53As材料相当。研究进一步发现，缓冲层总厚度过厚或层数过多会引发晶格弛豫，造成晶体质量急剧退化，维持外延层应变状态是实现该类失配材料高质量生长的关键。该研究为高失配度 Ⅲ-Ⅴ族半导体外延材料的结构设计与工艺优化提供了重要的实验依据。

摘要:为提升单晶硅光伏电池扩散制结工艺中管式石英腔体的温度均匀性，文章基于数值模拟与实验验证相结合的方法，构建并验证了加热腔体温流场的可靠性模型。在此基础上，系统分析了腔体额定工况下的温流场分布规律。结果表明，尽管腔体内气体流场分布较为均匀，但满足工艺温度均匀性的有效空间仅占总长度的 65. 92%。为进一步改善温度均匀性，针对腔体进气量和辅热电阻位置两个关键因素开展优化研究。优化结果表明，合理调节进气量和辅热电阻位置均能显著改善腔体内的温度均匀性，其中最佳工况下有效工艺空间利用率较原始条件提升约 20%~30%。

摘要:激光波长作为精密光学系统的基准量值标尺，其准确测定直接决定光学系统和测量技术的精度性能，并在光通信、光谱学和光学测试等领域具有重要应用。文章设计并实现了一种基于光程扫描干涉原理的紧凑型光纤波长计系统。该系统采用迈克尔逊干涉结构，通过步进电机驱动实现光程扫描，结合低噪声光电探测器与高速数据采集模块构建实时测量平台。为提升测量精确性与稳定性，对干涉信号的采样链路、机械共振抑制以及算法处理流程进行工程优化。实验结果表明，在 1 550 nm通信波段范围内，所设计的系统可实现 ±2 pm的测量精度，在连续测量条件下，系统波长漂移小于 ±1 pm，重复性优于 ±1 pm。

摘要:5G电力虚拟专网中不同的电力业务对时延、可靠性等指标有不同的确定性要求，网络切片通过创建虚拟网络可为业务提供定制化服务。为确保服务质量并有效编排网络切片，保障各类业务的确定性服务性能，文章对 5G电力虚拟专网中的端到端确定性切片编排问题进行研究。首先，设计一种 5G电力虚拟专网和端到端网络切片相结合的架构，并建立包含网元映射过程的 5G电力虚拟专用端到端网络切片虚拟网络功能(VNF)部署系统模型。其次，分析业务的服务需求，提出一种同时考虑信息年龄(AoI)和可靠性的新型资源分配优化模型，将系统长期的平均满意度作为优化目标。最后，为解决优化问题，提出一种基于深度强化学习的确定性业务资源分配算法进行求解。仿真结果表明，所提算法在收敛性、时延及平均 AoI等方面均表现出更优性能，能够满足 5G电力虚拟专网中业务的确定性需求。

摘要:针对可见光 -近红外波段多光谱成像系统的跨通道图像模糊，提出一种基于多尺度引导滤波的多光谱图像去模糊方法。该方法构建了一个多尺度引导滤波的图像去模糊框架，将清晰图像作为先验图像，利用金字塔形式逐渐恢复点扩散函数的最优解，并将梯度先验约束条件带入到最大后验概率框架中实现模糊图像复原。实验结果表明，所提出的算法解决了直接在高分辨率图像估计模糊核偏差较大的问题，能够对多光谱图像集中的模糊图像进行快速复原。与其他对比方法相比，该方法重建得到的图像具有出色的纹理细节与边缘保持效果，在无参考感知模糊指标上具有显著优势。所提方法对于多光谱图像跨通道信息融合与计算光学成像系统性能提升具有重要的实用价值。

摘要:针对轴承表面缺陷检测中存在的检测精度不足和模型效率不高等问题，文章提出一种改进 YOLOv11n的缺陷检测模型 GSP-YOLOv11n。首先，引入级联组注意力机制 CGA，增强多头自注意力的上下文建模能力，提高对复杂纹理缺陷的感知精度。其次，引入 Slim-Neck轻量化特征融合结构，在保证多尺度特征有效传递的同时，显著降低了计算复杂度。最后，引入一种分裂式空间压缩卷积结构 SPConv，通过压缩冗余特征图，不仅有效减少了模型的计算量，还减少了参数规模，从而整体提升了模型的计算效率与轻量化程度。在自建轴承缺陷数据集上的实验结果表明，与原始 YOLOv11n相比，GSP-YOLOv11n的 mAP@0. 5和 mAP@0. 5∶0. 95分别提升了 2. 9%和 2. 0%，参数量减少约 9. 7%，计算量降低 1.2 G。该模型在轴承缺陷检测任务中表现优异，尤其对小目标和复杂形状缺陷的检测具有显著优势。

摘要:为验证一款宇航应用的工业级高压光耦的固有可靠性和长期服役性能，系统开展了风险识别、环境试验与寿命评估研究。首先，通过结构分析与宇航禁限用工艺审查，识别出潜在风险。然后，通过环境试验与物理分析，揭示了以下关键失效机制:由热效应与工艺一致性差引发的参数漂移；由材料热力学响应差异导致在循环温度应力作用下的焊接界面开裂；以及由内部硅胶气隙缺陷诱发的异常放电。最后，基于线性外插法与温度 -电场双应力加速模型，推算其在额定工况(4 000 V/55℃)下的伪寿命。试验结果表明:器件在加速条件下未发生功能失效，光电流衰减小于 5%；通过模型外推，得到其在实际使用条件下的伪寿命约为 10. 6年；结合载荷间歇工作模式，可满足 8~10年宇航任务寿命需求。该研究构建了一套适用于高压光耦的可靠性验证与寿命评估方法，识别了关键风险与失效机理，并通过加速模型给出了寿命预测，为同类器件的宇航应用与国产化替代提供了技术依据与工程参考。

摘要:为提升系统的实时性能并降低传统正交频分复用(OFDM)系统中对数似然比

摘要:针对新型电力系统中服务功能链(SFC)部署面临的资源需求动态变化与低时延需求，文章提出一种数字孪生辅助的虚拟网络功能(VNF)映射与关联优化算法。首先，通过构建 VNF数字孪生体实时采集资源需求信息，建立以最小化 SFC端到端时延和 VNF平均数字孪生同步时延为目标的马尔科夫决策过程(MDP)模型，并考虑计算、存储及带宽资源约束。其次，将原问题分解为 VNF映射与孪生服务节点关联两个阶段，分别提出基于分布式近端策略优化(DPPO)的 VNF映射算法和基于优势演员 -评论家(A2C)的孪生服务节点关联算法，以应对大规模 SFC场景下的动作空间爆炸与策略波动问题。仿真结果表明，所提算法能够有效降低 SFC端到端时延及 VNF数字孪生同步时延，在多业务动态环境下具备良好的收敛性与资源适配能力。

摘要:单像素成像作为一种非局域的成像方法，在遥感监测、生物医学成像、军事安全及工业检测等多领域应用前景广泛。文章提出一种基于单像素成像的运动目标跟踪成像方法，无需先验信息即可对速度和方向未知的运动物体成像并获取轨迹。该方法利用 LED阵列对 Hadamard矩阵进行循环选择投影，结合循环迭代算法，在低单次采样率的情况下直接得到模糊图像，大幅度降低单次成像所需的投影散斑。通过计算模糊图像低阶矩获取质心位置，移动并叠加模糊图案以恢复高质量图像。实验结果证明，所提方法可以对快速变化的运动目标成像并追踪轨迹，相比传统相邻帧运动估计方法减少了计算时间。该研究为单像素成像在运动目标成像领域的发展提供了一种新的方法。