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【FITEE 2021年第3期出版“超快低维材料器件及其调控”专题，由中国工程院范滇元院士担任主编，深圳大学张晗教授、上海理工大学陈麟教授、国防科技大学江天研究员、布鲁塞尔自由大学Krassimir Panajotov教授任客座编辑。专题包含7篇研究论文。】
1. Sb2Te3 topological insulator for 52 nm wideband tunable Yb-doped passively Q-switched fiber laser
基于拓扑绝缘体Sb2Te3的52 nm宽谱可调谐被动调Q掺镱光纤激光器
王涛1，俞强1,2，郭琨1，史鑫尧2，阚雪芬3，徐轶君4,5，吴坚1,4，张凯2，周朴11国防科技大学前沿交叉学科学院，中国长沙市，4100732中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所，中国苏州市，2151233河海大学江苏省输配电设备技术重点实验室，中国常州市，2130224中国科学院纳米技术与仿生研究所纳米器件与应用重点实验室，中国苏州市，2151235中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所真空互连纳米技术工作站，中国苏州市，215123摘要：拓扑绝缘体Sb2Te3具有从可见光到红外波段的宽谱可饱和吸收的优点。在本研究中，首先将拓扑绝缘体家族中的二维材料Sb2Te3可饱和吸收体应用在宽谱可调谐被动调Q掺镱光纤激光器中。高质量的Sb2Te3晶体通过选区熔炼法合成，进一步通过改进的机械剥离方法制备少层Sb2Te3可饱和吸收体。基于此可饱和吸收体，在掺镱光纤环形腔中获得稳定的波长可调谐被动调Q脉冲，其中心波长可从1040.89 nm连续调节到1092.85 nm。实验结果表明，Sb2Te3具有宽谱可饱和吸收特性，这个波长可调谐脉冲激光可以为实际应用提供一个方便简单的光源。关键词：拓扑绝缘体；Sb2Te3；光纤激光；被动调Q激光；波长可调谐激光https://doi.org/10.1631/FITEE.20005772. Preparation of ultrathin ReS2 nanosheets and their application to Q-switched Er-doped fiber lasers
二硫化铼超薄纳米片的制备及其在调Q掺铒光纤激光器中的应用
何俊杉1,2,3,4，曾国华1，刘绍贤1，卢海明1，谢锐贤1，戚晶晶1， 1广东工业大学材料与能源学院，中国广州市，5100062华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，中国广州市，5106413华南理工大学广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室，中国广州市，5106414华南理工大学广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心，中国广州市，510641摘要：本文通过液相剥离法从自制二硫化铼粉末中制备二硫化铼超薄纳米片，并将其应用在调Q掺铒光纤激光器中。XRD、Raman和XPS表征结果证明具有层状结构二硫化铼的成功合成；通过SEM和AFM表征发现所制备的二硫化铼纳米片横向尺寸低于200 nm，厚度小于5 nm。将二硫化铼/PVA复合薄膜作为可饱和吸收体放入掺铒光纤激光器中可以获得调Q脉冲输出，脉冲宽度最窄为2.4 μs，输出功率为1.25 mW，揭示了二硫化铼在Q调制方面的潜在应用价值。关键词：二硫化铼；可饱和吸收体；二维材料；调Q光纤激光器https://doi.org/10.1631/FITEE.2000339
3. Generation of noise-like pulses and soliton rains in a graphene mode-locked erbium-doped fiber ring lase
基于石墨烯锁模的掺铒环形光纤激光器中类噪声脉冲和孤子雨的产生
1湘潭大学物理与光电工程学院，微纳能源材料与器件湖南省重点实验室，中国湘潭市，4111052南京晓庄学院电子工程学院，中国南京市，211171摘要：本文研究了基于石墨烯可饱和吸收体锁模的掺铒光纤激光器中类噪声脉冲以及孤子雨的产生。在合适的泵浦功率和腔偏振态下，实验获得典型的类噪声脉冲。通过精细调节腔偏振态，激光器可实现多孤子的孤子雨状态运转。此外，观察并研究了独特的多孤子相互作用，包括基频锁模和多脉冲。实验结果有助于进一步理解超快光学中的非线性脉冲动力学过程。关键词：掺铒光纤激光器；石墨烯；可饱和吸收体；被动锁模https://doi.org/10.1631/FITEE.2000372
4. 2.3 μm nanosecond passive Q-switching of an LD-pumped Tm:YLF laser using gold nanorods as a saturable absorbe
基于金纳米棒饱和吸收体的LD泵浦Tm:YLF 2.3μm纳秒被动调Q激光器
江苏师范大学物理与电子工程学院，中国徐州市，221116摘要：探索新型中红外波段饱和吸收体材料，评价其在特定波段的激光脉冲产生性能是激光技术领域的重要研究方向，对新波段短脉冲激光产生及其相关的科学和工业应用具有重要意义。金纳米棒具备超快的非线性响应和宽带可饱和吸收特性，其作为新颖中红外波段可饱和吸收体的性能需要研究与评价。本文成功实现基于金纳米棒饱和吸收体的2.3 μm LD泵浦Tm:YLF激光器的被动调Q运转，获得脉冲宽度为843 ns、重复频率为6.67 kHz的脉冲输出。结果表明，金纳米棒可以作为2.3 μm 掺铥激光器有潜力的被动调Q开关材料。关键词：金纳米棒；被动调Q；2.3 μm；掺铥激光材料https://doi.org/10.1631/FITEE.20001105. Vector soliton and noise-like pulse generation using a Ti3C2 Mxene material in a fiber lase
在光纤激光器中利用Ti3C2 MXene材料产生矢量孤子和类噪声脉冲
王帅1，李雷1，宋宇峰2，唐定远3，沈德元1，赵鹭明1,4
1江苏师范大学物理与电子工程学院，江苏省先进激光技术与新兴产业协同创新中心江苏省先进激光材料与器件重点实验室，中国徐州市，221116
2深圳大学深圳市黑磷工程实验室，国际微尺度光电子研究所，教育部二维材料光电科技国际合作联合实验室，中国深圳市，518060
3南洋理工大学电气与电子工程学院，新加坡，639798
4昆山瞬刻激光科技有限公司，中国苏州市，215300
摘要：本文利用Ti3C2 MXene材料作为可饱和吸收体，搭建了铥钬共掺光纤激光器，观察到矢量孤子和类噪声脉冲的形成。其中，可饱和吸收体是通过将Ti3C2溶液滴在侧面抛光的D形光纤上自然挥发后制备而成。观察到的矢量孤子光谱上同时存在两组Kelly边带。通过调节光纤激光器中的偏振控制器，可以将矢量孤子转变为光谱带宽约3.3 nm的类噪声脉冲。据我们所知，这是首次利用Ti3C2 MXene材料作为可饱和吸收体从光纤激光器中获得矢量孤子。
关键词：矢量孤子；类噪声脉冲；MXene；光纤激光器
https://doi.org/10.1631/FITEE.2000033
6. Traditional soliton erbium-doped fiber laser with InSe as saturable absorber
以InSe作为可饱和吸收体的传统孤子光纤激光器
刘晓娟1，王国梅1,2，朱明晓1，韩克祯1，张文飞1,2，张华年1,2
1山东理工大学物理与光电工程学院，中国淄博市，255000
2山东师范大学光场调控及应用中心，中国济南市，250358
摘要：InSe是一种典型层状金属硫化物半导体，在超快光子学器件开发方面具有巨大应用潜力。本文通过混合InSe纳米片和PVA形成InSe-PVA薄膜制备可饱和吸收体。InSe可饱和吸收体表现出明显的非线性吸收特性，非饱和吸收和调制深度分别为37.5%和9.55%。以InSe为锁模器件，在掺铒光纤激光器中产生了传统孤子。中心波长、传统孤子脉宽和脉冲频率分别为1568.73 nm、2.06 ps和1.731 MHz。在泵功率为413 mW时，最大平均输出功率为16.4 mW。这是首次以InSe为锁模器件产生的传统孤子激光。实验进一步证明InSe是一种可应用于超光纤激光的优秀非线性吸收材料。
关键词：光纤激光器；纳米片；传统孤子
https://doi.org/10.1631/FITEE.2000387
7. Graphene-metasurface for wide-incident-angle terahertz absorption
石墨烯超表面宽入射角太赫兹吸收
1中国计量大学太赫兹研究所，中国杭州市，310018摘要：针对可调宽带宽入射角太赫兹波吸收器，本文提出一种石墨烯超表面结构，该结构在二氧化硅基底上沉积了按平面阵列分布的欧米伽型石墨烯图案。讨论了石墨烯费米能级层和各种基底对吸收特性的影响。在0.82–2.0 THz频率范围内，当入射角为0°–60°时，该太赫兹吸收器的吸收率超过80%。本文研究成果将惠及太赫兹波通信和生物医学成像/传感系统的应用。关键词：石墨烯超表面；太赫兹吸收器；欧米伽形石墨烯图案https://doi.org/10.1631/FITEE.20000798. A survey of script learning
脚本学习综述
韩毅1，乔林波1，郑建明2，吴贺丰3，李东升1，廖湘科1
1国防科技大学并行与分布处理国防科技重点实验室，中国长沙市，410000
2国防科技大学信息系统工程重点实验室，中国长沙市，410000
3中山大学数据科学与计算机学院，中国广州市，510006
摘要：脚本是现实世界中日常事件的结构化知识表示。学习脚本中蕴含的丰富常识知识可以帮助机器理解自然语言并做出常识性推理。脚本学习是一个颇具用途及潜力的研究方向，一个经过训练的脚本学习系统可以处理叙事文本，捕捉其中的脚本知识进而做出推理。然而目前尚不存在针对脚本学习的综述性文章，因此我们写作本文以深入研究脚本学习的基本框架和主要研究方向。脚本学习主要包括3个重点研究内容：事件表示方式、脚本学习模型以及性能评估方法。针对每一主题，对现有脚本学习系统进行了系统总结和分类，仔细分析和比较了其中代表性系统的优缺点。此外，研究并讨论了脚本学习的发展现状以及未来研究方向。
关键词：脚本学习；自然语言处理；常识知识建模；事件推理
https://doi.org/10.1631/FITEE.2000347
9. EdgeKeeper: a trusted edge computing framework for ubiquitous power Internet of Things
EdgeKeeper：一种适应泛在电力物联网的可信边缘计算框架
杨维永1,2，刘苇2，魏兴慎2，郭子昕2，杨康乐2，黄皓1，祁龙云21南京大学计算机科学与技术系，中国南京市，210023摘要：泛在电力物联网是围绕电力系统各环节，实现各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，已成为物联网领域研究的一个热点。本文总结了物联网和边缘计算框架方面一些已有的研究工作。由于通用边缘计算框架软件在实时性、安全性、可靠性和业务功能适配等方面难以满足泛在电力物联网对边缘计算的相关要求，本文设计了一种适应于泛在电力物联网的可信边缘计算框架——EdgeKeeper，并给出安全可信、实时性QoS保障、应用管理以及云边协同实现的关键技术方法。实验章节从功能、性能、安全性等方面对EdgeKeeper进行全面评估，通过对比说明EdgeKeeper是最适应泛在电力物联网的边缘计算框架。最后，展望了未来研究方向。关键词：物联网；泛在电力物联网；边缘计算；可信计算；网络安全https://doi.org/10.1631/FITEE.190063610. Auxiliary diagnostic system for ADHD in children based on AI technology
基于人工智能技术的儿童ADHD辅助诊断系统
张雁翼1，孔鸣2，赵天琦2，洪文琛2，谢迪3，王春茂3，杨荣旺1，李荣1，朱强21浙江大学医学院附属儿童医院（国家儿童健康与疾病临床医学研究中心）心理科，中国杭州市，3100522浙江大学计算机科学与技术学院，中国杭州市，310027摘要：传统的儿童注意缺陷多动障碍（ADHD）诊断主要基于由父母/老师填写的调查问卷和医生的临床观察，不仅效率不高，而且诊断准确率很大程度上取决于医生的经验水平。本文将人工智能技术结合到一种软硬件协同辅助诊断系统中，以使ADHD诊断更为高效。通过集成智能分析模块，相机模组将采集受试儿童完成执行功能测试时的眼部注意力、面部表情、3D身体姿态和其他测试信息。然后，提出一种多模态深度学习模型，用于对所采集视频中儿童的异常行为片段进行分类。结合其他系统模块所采集的信息，辅助诊断系统能够自动生成标准化的诊断报告，包括测试结果、异常行为分析、辅助诊断结论和治疗建议。该系统目前实际部署在浙江大学医学院附属儿童医院心理科，用于临床辅助诊断，得到医生和患者一致好评。关键词：注意缺陷多动障碍（ADHD）；辅助诊断；计算机视觉；深度学习；BERThttps://doi.org/10.1631/FITEE.1900729
11. Method for process-based modeling of combat scenarios using interaction analysis weapon systems
一种使用交互分析武器系统对作战场景基于过程建模的方法
Dongsu JEONG, Dohyun KIM, Yoonho SEO摘要：随着技术进步，武器系统开发变得复杂而昂贵。在概念设计阶段使用建模和仿真（M＆S）技术可有效减少武器的开发时间和成本。为降低与武器开发相关的复杂性，减少反复试验，一种方法是使用M＆S技术开发作战方案，以审查分配给新武器的功能。尽管M＆S技术适用于该方法，由于战斗场景建模固有的动态特性（考虑到不同武器实体之间的相互关系），难以分析武器的运行效率。为审查具备这些特征的武器功能，本文开发了一种基于过程的建模（PBM）方法来对战斗场景中武器之间的相互作用建模。该方法包括以下3个步骤：（1）通过将武器和武器功能转换为相应的组件来构建虚拟模型；（2）依据战斗情景生成战斗过程，该战斗过程是使用推理规则从被研究的武器之间的相互关系中得出的；（3）通过将战斗过程与虚拟模型相结合，开发一种基于过程的模型来描述武器功能。然后，实现了基于该方法的PBM系统。在该系统上开展案例研究，结果表明，在从各种作战场景中得出基于过程的模型、使用该模型分析武器功能以及在概念设计阶段减少武器开发问题方面，该系统均体现作用。关键词：武器系统；基于过程的建模（PBM）；作战场景；交互分析；元模型；Petri网https://doi.org/10.1631/FITEE.1900649
每篇文章的精要导读将陆续放送，敬请关注。
Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering（简称FITEE，中文名《信息与电子工程前沿（英文）》，ISSN 2095-9184，CN 33-1389/TP）是信息电子类综合性英文学术月刊，SCI-E、EI收录，最新影响因子1.604，进入JCR Q2分区。前身为2010年创办的《浙江大学学报英文版C辑：计算机与电子》，2015年更为现名，现为中国工程院信息与电子工程学部唯一院刊。覆盖计算机、信息与通信、控制、电子、光学等领域。文章类型包括研究论文、综述、个人视点、评述等。现任主编为中国工程院院士潘云鹤、卢锡城。实行国际同行评审制，初次转达意见一般在2~3个月内。文章一经录用将快速在线。
2019年，荣获中国科协等七部委推出的中国科技期刊卓越行动计划项目资助（梯队期刊）。
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