Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2021 Vol.22 No.3 P.287-436

Cover:

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Contents:

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<<< CONTENTS >>>

Special Feature on Ultrafast Low-Dimensional Material Based Devices and Their Control
(Editor-in-Chief: Dianyuan FAN)

Sb₂Te₃ topological insulator for 52 nm wideband tunable Yb-doped passively Q-switched fiber laser

Tao Wang, Qiang Yu, Kun Guo, Xinyao Shi, Xuefen Kan, Yijun Xu, Jian Wu, Kai Zhang, Pu Zhou

DOI: 10.1631/FITEE.2000577 Downloaded: 4316 Clicked: 4111 Cited: 0 Commented: 0(p.287-295) <Full Text> <PPT> 1320

Chinese summary <41> 基于拓撲絕緣體(tǐ)Sb₂Te₃的52 nm寬譜可調諧被動調Q摻镱光纖激光器

王濤¹，俞強^1,2，郭琨¹，史鑫堯²，阚雪芬³，徐轶君^4,5，吳堅^1,4，張凱²，周樸¹
¹國防科技大(dà)學前沿交叉學科學院，中(zhōng)國長沙市，410073
²中(zhōng)國科學院納米技術與納米仿生(shēng)研究所，中(zhōng)國蘇州市，215123
³河海大(dà)學江蘇省輸配電設備技術重點實驗室，中(zhōng)國常州市，213022
⁴中(zhōng)國科學院納米技術與仿生(shēng)研究所納米器件與應用重點實驗室，中(zhōng)國蘇州市，215123
⁵中(zhōng)國科學院納米技術與納米仿生(shēng)研究所真空互連納米技術工(gōng)作站，中(zhōng)國蘇州市，215123
摘要：拓撲絕緣體(tǐ)Sb₂Te₃具有從可見光到紅外(wài)波段的寬譜可飽和吸收的優點。在本研究中(zhōng)，首先将拓撲絕緣體(tǐ)家族中(zhōng)的二維材料Sb₂Te₃可飽和吸收體(tǐ)應用在寬譜可調諧被動調Q摻镱光纖激光器中(zhōng)。高質量的Sb₂Te₃晶體(tǐ)通過選區熔煉法合成，進一(yī)步通過改進的機械剝離(lí)方法制備少層Sb₂Te₃可飽和吸收體(tǐ)。基于此可飽和吸收體(tǐ)，在摻镱光纖環形腔中(zhōng)獲得穩定的波長可調諧被動調Q脈沖，其中(zhōng)心波長可從1040.89 nm連續調節到1092.85 nm。實驗結果表明，Sb₂Te₃具有寬譜可飽和吸收特性，這個波長可調諧脈沖激光可以爲實際應用提供一(yī)個方便簡單的光源。

關鍵詞組：拓撲絕緣體(tǐ)；Sb₂Te₃；光纖激光；被動調Q激光；波長可調諧激光

Preparation of ultrathin ReS₂ nanosheets and their application to Q-switched Er-doped fiber lasers

Junshan He, Guohua Zeng, Shaoxian Liu, Haiming Lu, Ruixian Xie, Jingjing Qi, Lili Tao, Bo Zhou

DOI: 10.1631/FITEE.2000339 Downloaded: 4147 Clicked: 4226 Cited: 0 Commented: 0(p.296-302) <Full Text> <PPT> 1293

Chinese summary <32> 二硫化铼超薄納米片的制備及其在調Q摻铒光纖激光器中(zhōng)的應用

何俊杉^1,2,3,4，曾國華¹，劉紹賢¹，盧海明¹，謝銳賢¹，戚晶晶¹，
陶麗麗¹，周博^2,3,4
¹廣東工(gōng)業大(dà)學材料與能源學院，中(zhōng)國廣州市，510006
²華南(nán)理工(gōng)大(dà)學發光材料與器件國家重點實驗室，中(zhōng)國廣州市，510641
³華南(nán)理工(gōng)大(dà)學廣東省光纖激光材料與應用技術重點實驗室，中(zhōng)國廣州市，510641
⁴華南(nán)理工(gōng)大(dà)學廣東省特種光纖材料與器件工(gōng)程技術研究開(kāi)發中(zhōng)心，中(zhōng)國廣州市，510641
摘要：本文通過液相剝離(lí)法從自制二硫化铼粉末中(zhōng)制備二硫化铼超薄納米片，并将其應用在調Q摻铒光纖激光器中(zhōng)。XRD、Raman和XPS表征結果證明具有層狀結構二硫化铼的成功合成；通過SEM和AFM表征發現所制備的二硫化铼納米片橫向尺寸低于200 nm，厚度小(xiǎo)于5 nm。将二硫化铼/PVA複合薄膜作爲可飽和吸收體(tǐ)放(fàng)入摻铒光纖激光器中(zhōng)可以獲得調Q脈沖輸出，脈沖寬度最窄爲2.4 μs，輸出功率爲1.25 mW，揭示了二硫化铼在Q調制方面的潛在應用價值。

關鍵詞組：二硫化铼；可飽和吸收體(tǐ)；二維材料；調Q光纖激光器

Generation of noise-like pulses and soliton rains in a graphene mode-locked erbium-doped fiber ring laser

Pinghua Tang, Mulin Luo, Ting Zhao, Yuliang Mao

DOI: 10.1631/FITEE.2000372 Downloaded: 2756 Clicked: 4057 Cited: 0 Commented: 0(p.303-311) <Full Text> <PPT> 1279

Chinese summary <32> 基于石墨烯鎖模的摻铒環形光纖激光器中(zhōng)類噪聲脈沖和孤子雨的産生(shēng)

唐平華¹，羅木林¹，趙婷²，毛宇亮¹
¹湘潭大(dà)學物(wù)理與光電工(gōng)程學院，微納能源材料與器件湖南(nán)省重點實驗室，中(zhōng)國湘潭市，411105
²南(nán)京曉莊學院電子工(gōng)程學院，中(zhōng)國南(nán)京市，211171
摘要：本文研究了基于石墨烯可飽和吸收體(tǐ)鎖模的摻铒光纖激光器中(zhōng)類噪聲脈沖以及孤子雨的産生(shēng)。在合适的泵浦功率和腔偏振态下(xià)，實驗獲得典型的類噪聲脈沖。通過精細調節腔偏振态，激光器可實現多孤子的孤子雨狀态運轉。此外(wài)，觀察并研究了獨特的多孤子相互作用，包括基頻(pín)鎖模和多脈沖。實驗結果有助于進一(yī)步理解超快光學中(zhōng)的非線性脈沖動力學過程。

關鍵詞組：摻铒光纖激光器；石墨烯；可飽和吸收體(tǐ)；被動鎖模

2.3 μm nanosecond passive Q-switching of an LD-pumped Tm:YLF laser using gold nanorods as a saturable absorber

Fu-yan Wu, Shi-qiang Wang, Hai-wei Chen, Hai-tao Huang

DOI: 10.1631/FITEE.2000110 Downloaded: 3536 Clicked: 4535 Cited: 0 Commented: 0(p.312-317) <Full Text> <PPT> 1335

Chinese summary <29> 基于金納米棒飽和吸收體(tǐ)的LD泵浦Tm:YLF 2.3 μm 納秒被動調Q激光器

吳福燕，王石強，陳海偉，黃海濤
江蘇師範大(dà)學物(wù)理與電子工(gōng)程學院，中(zhōng)國徐州市，221116
摘要：探索新型中(zhōng)紅外(wài)波段飽和吸收體(tǐ)材料，評價其在特定波段的激光脈沖産生(shēng)性能是激光技術領域的重要研究方向，對新波段短脈沖激光産生(shēng)及其相關的科學和工(gōng)業應用具有重要意義。金納米棒具備超快的非線性響應和寬帶可飽和吸收特性，其作爲新穎中(zhōng)紅外(wài)波段可飽和吸收體(tǐ)的性能需要研究與評價。本文成功實現基于金納米棒飽和吸收體(tǐ)的2.3 μm LD泵浦Tm:YLF激光器的被動調Q運轉，獲得脈沖寬度爲843 ns、重複頻(pín)率爲6.67 kHz的脈沖輸出。結果表明，金納米棒可以作爲2.3 μm摻铥激光器有潛力的被動調Q開(kāi)關材料。

關鍵詞組：金納米棒；被動調Q；2.3 μm；摻铥激光材料

Vector soliton and noise-like pulse generation using a Ti₃C₂ MXene material in a fiber laser

Shuai Wang, Lei Li, Yu-feng Song, Ding-yuan Tang, De-yuan Shen, Lu-ming Zhao

DOI: 10.1631/FITEE.2000033 Downloaded: 4370 Clicked: 4346 Cited: 0 Commented: 0(p.318-324) <Full Text> <PPT> 1332

Chinese summary <29> 在光纖激光器中(zhōng)利用Ti₃C₂ MXene材料産生(shēng)矢量孤子和類噪聲脈沖

王帥¹，李雷¹，宋宇峰²，唐定遠³，沈德元¹，趙鹭明^1,4
¹江蘇師範大(dà)學物(wù)理與電子工(gōng)程學院，江蘇省先進激光技術與新興産業協同創新中(zhōng)心江蘇省先進激光材料與器件重點實驗室，中(zhōng)國徐州市，221116
²深圳大(dà)學深圳市黑磷工(gōng)程實驗室，國際微尺度光電子研究所，教育部二維材料光電科技國際合作聯合實驗室，中(zhōng)國深圳市，518060
³南(nán)洋理工(gōng)大(dà)學電氣與電子工(gōng)程學院，新加坡，639798
⁴昆山瞬刻激光科技有限公司，中(zhōng)國蘇州市，215300
摘要：本文利用Ti₃C₂ MXene材料作爲可飽和吸收體(tǐ)，搭建了铥钬共摻光纖激光器，觀察到矢量孤子和類噪聲脈沖的形成。其中(zhōng)，可飽和吸收體(tǐ)是通過将Ti₃C₂溶液滴在側面抛光的D形光纖上自然揮發後制備而成。觀察到的矢量孤子光譜上同時存在兩組Kelly邊帶。通過調節光纖激光器中(zhōng)的偏振控制器，可以将矢量孤子轉變爲光譜帶寬約3.3 nm的類噪聲脈沖。據我(wǒ)們所知(zhī)，這是首次利用Ti₃C₂ MXene材料作爲可飽和吸收體(tǐ)從光纖激光器中(zhōng)獲得矢量孤子。

關鍵詞組：矢量孤子；類噪聲脈沖；MXene；光纖激光器

Traditional soliton erbium-doped fiber laser with InSe as saturable absorber

Xiaojuan Liu, Guomei Wang, Mingxiao Zhu, Kezhen Han, Wenfei Zhang, Huanian Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.2000387 Downloaded: 3212 Clicked: 3838 Cited: 0 Commented: 0(p.325-333) <Full Text> <PPT> 1244

Chinese summary <30> 以InSe作爲可飽和吸收體(tǐ)的傳統孤子光纖激光器

劉曉娟¹，王國梅^1,2，朱明曉¹，韓克祯¹，張文飛^1,2，張華年^1,2
¹山東理工(gōng)大(dà)學物(wù)理與光電工(gōng)程學院，中(zhōng)國淄博市，255000
²山東師範大(dà)學光場調控及應用中(zhōng)心，中(zhōng)國濟南(nán)市，250358
摘要：InSe是一(yī)種典型層狀金屬硫化物(wù)半導體(tǐ)，在超快光子學器件開(kāi)發方面具有巨大(dà)應用潛力。本文通過混合InSe納米片和PVA形成InSe-PVA薄膜制備可飽和吸收體(tǐ)。InSe可飽和吸收體(tǐ)表現出明顯的非線性吸收特性，非飽和吸收和調制深度分(fēn)别爲37.5%和9.55%。以InSe爲鎖模器件，在摻铒光纖激光器中(zhōng)産生(shēng)了傳統孤子。中(zhōng)心波長、傳統孤子脈寬和脈沖頻(pín)率分(fēn)别爲1568.73 nm、2.06 ps和1.731 MHz。在泵功率爲413 mW時，最大(dà)平均輸出功率爲16.4 mW。這是首次以InSe爲鎖模器件産生(shēng)的傳統孤子激光。實驗進一(yī)步證明InSe是一(yī)種可應用于超光纖激光的優秀非線性吸收材料。

關鍵詞組：光纖激光器；納米片；傳統孤子

Graphene-metasurface for wide-incident-angle terahertz absorption

Ri-hui Xiong, Xiao-qing Peng, Jiu-sheng Li

DOI: 10.1631/FITEE.2000079 Downloaded: 2343 Clicked: 4209 Cited: 0 Commented: 0(p.334-340) <Full Text> <PPT> 1388

Chinese summary <30> 石墨烯超表面寬入射角太赫茲吸收

熊日輝¹，彭小(xiǎo)青²，李九生(shēng)¹
¹中(zhōng)國計量大(dà)學太赫茲研究所，中(zhōng)國杭州市，310018
²四川國家電網公司，中(zhōng)國成都市，610041
摘要：針對可調寬帶寬入射角太赫茲波吸收器，本文提出一(yī)種石墨烯超表面結構，該結構在二氧化矽基底上沉積了按平面陣列分(fēn)布的歐米伽型石墨烯圖案。讨論了石墨烯費(fèi)米能級層和各種基底對吸收特性的影響。在0.82–2.0 THz頻(pín)率範圍内，當入射角爲0°–60°時，該太赫茲吸收器的吸收率超過80%。本文研究成果将惠及太赫茲波通信和生(shēng)物(wù)醫學成像/傳感系統的應用。

關鍵詞組：石墨烯超表面；太赫茲吸收器；歐米伽形石墨烯圖案

Regular Papers

Review Article: A survey of script learning

Yi Han, Linbo Qiao, Jianming Zheng, Hefeng Wu, Dongsheng Li, Xiangke Liao

DOI: 10.1631/FITEE.2000347 Downloaded: 2696 Clicked: 3867 Cited: 0 Commented: 0(p.341-373) <Full Text> <PPT> 1219

Chinese summary <26> 腳本學習綜述

韓毅¹，喬林波¹，鄭建明²，吳賀豐³，李東升¹，廖湘科¹
¹國防科技大(dà)學并行與分(fēn)布處理國防科技重點實驗室，中(zhōng)國長沙市，410000
²國防科技大(dà)學信息系統工(gōng)程重點實驗室，中(zhōng)國長沙市，410000
³中(zhōng)山大(dà)學數據科學與計算機學院，中(zhōng)國廣州市，510006
摘要：腳本是現實世界中(zhōng)日常事件的結構化知(zhī)識表示。學習腳本中(zhōng)蘊含的豐富常識知(zhī)識可以幫助機器理解自然語言并做出常識性推理。腳本學習是一(yī)個頗具用途及潛力的研究方向，一(yī)個經過訓練的腳本學習系統可以處理叙事文本，捕捉其中(zhōng)的腳本知(zhī)識進而做出推理。然而目前尚不存在針對腳本學習的綜述性文章，因此我(wǒ)們寫作本文以深入研究腳本學習的基本框架和主要研究方向。腳本學習主要包括3個重點研究内容：事件表示方式、腳本學習模型以及性能評估方法。針對每一(yī)主題，對現有腳本學習系統進行了系統總結和分(fēn)類，仔細分(fēn)析和比較了其中(zhōng)代表性系統的優缺點。此外(wài)，研究并讨論了腳本學習的發展現狀以及未來研究方向。

關鍵詞組：腳本學習；自然語言處理；常識知(zhī)識建模；事件推理

EdgeKeeper: a trusted edge computing framework for ubiquitous power Internet of Things

Weiyong Yang, Wei Liu, Xingshen Wei, Zixin Guo, Kangle Yang, Hao Huang, Longyun Qi

DOI: 10.1631/FITEE.1900636 Downloaded: 3504 Clicked: 4704 Cited: 0 Commented: 0(p.374-399) <Full Text> <PPT> 1328

Chinese summary <27> EdgeKeeper：一(yī)種适應泛在電力物(wù)聯網的可信邊緣計算框架

楊維永^1,2，劉葦²，魏興慎²，郭子昕²，楊康樂²，黃皓¹，祁龍雲²
¹南(nán)京大(dà)學計算機科學與技術系，中(zhōng)國南(nán)京市，210023
²南(nán)瑞集團有限公司，中(zhōng)國南(nán)京市，210023
摘要：泛在電力物(wù)聯網是圍繞電力系統各環節，實現各環節萬物(wù)互聯、人機交互，具有狀态全面感知(zhī)、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統，已成爲物(wù)聯網領域研究的一(yī)個熱點。本文總結了物(wù)聯網和邊緣計算框架方面一(yī)些已有的研究工(gōng)作。由于通用邊緣計算框架軟件在實時性、安全性、可靠性和業務功能适配等方面難以滿足泛在電力物(wù)聯網對邊緣計算的相關要求，本文設計了一(yī)種适應于泛在電力物(wù)聯網的可信邊緣計算框架—EdgeKeeper，并給出安全可信、實時性QoS保障、應用管理以及雲邊協同實現的關鍵技術方法。實驗章節從功能、性能、安全性等方面對EdgeKeeper進行全面評估，通過對比說明EdgeKeeper是最适應泛在電力物(wù)聯網的邊緣計算框架。最後，展望了未來研究方向。

關鍵詞組：物(wù)聯網；泛在電力物(wù)聯網；邊緣計算；可信計算；網絡安全

Auxiliary diagnostic system for ADHD in children based on AI technology

Yanyi Zhang, Ming Kong, Tianqi Zhao, Wenchen Hong, Di Xie, Chunmao Wang, Rongwang Yang, Rong Li, Qiang Zhu

DOI: 10.1631/FITEE.1900729 Downloaded: 3543 Clicked: 4655 Cited: 0 Commented: 0(p.400-414) <Full Text> <PPT> 1381

Chinese summary <33> 基于人工(gōng)智能技術的兒童ADHD輔助診斷系統

張雁翼¹，孔鳴²，趙天琦²，洪文琛²，謝迪³，王春茂³，楊榮旺¹，李榮¹，朱強²
¹浙江大(dà)學醫學院附屬兒童醫院（國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中(zhōng)心）心理科，中(zhōng)國杭州市，310052
²浙江大(dà)學計算機科學與技術學院，中(zhōng)國杭州市，310027
³海康威視研究院，中(zhōng)國杭州市，310052
摘要：傳統的兒童注意缺陷多動障礙（ADHD）診斷主要基于由父母/老師填寫的調查問卷和醫生(shēng)的臨床觀察，不僅效率不高，而且診斷準确率很大(dà)程度上取決于醫生(shēng)的經驗水平。本文将人工(gōng)智能技術結合到一(yī)種軟硬件協同輔助診斷系統中(zhōng)，以使ADHD診斷更爲高效。通過集成智能分(fēn)析模塊，相機模組将采集受試兒童完成執行功能測試時的眼部注意力、面部表情、3D身體(tǐ)姿态和其他測試信息。然後，提出一(yī)種多模态深度學習模型，用于對所采集視頻(pín)中(zhōng)兒童的異常行爲片段進行分(fēn)類。結合其他系統模塊所采集的信息，輔助診斷系統能夠自動生(shēng)成标準化的診斷報告，包括測試結果、異常行爲分(fēn)析、輔助診斷結論和治療建議。該系統目前實際部署在浙江大(dà)學醫學院附屬兒童醫院心理科，用于臨床輔助診斷，得到醫生(shēng)和患者一(yī)緻好評。

關鍵詞組：注意缺陷多動障礙（ADHD）；輔助診斷；計算機視覺；深度學習；BERT

Method for process-based modeling of combat scenarios using interaction analysis weapon systems

Dongsu Jeong, Dohyun Kim, Yoonho Seo

DOI: 10.1631/FITEE.1900649 Downloaded: 3070 Clicked: 4732 Cited: 0 Commented: 0(p.415-436) <Full Text> <PPT> 1310

Chinese summary <31> 一(yī)種使用交互分(fēn)析武器系統對作戰場景基于過程建模的方法

Dongsu JEONG, Dohyun KIM, Yoonho SEO
高麗大(dà)學工(gōng)業與管理工(gōng)程系，韓國首爾市，KS013
摘要：随着技術進步，武器系統開(kāi)發變得複雜(zá)而昂貴。在概念設計階段使用建模和仿真（M&S）技術可有效減少武器的開(kāi)發時間和成本。爲降低與武器開(kāi)發相關的複雜(zá)性，減少反複試驗，一(yī)種方法是使用M&S技術開(kāi)發作戰方案，以審查分(fēn)配給新武器的功能。盡管M&S技術适用于該方法，由于戰鬥場景建模固有的動态特性（考慮到不同武器實體(tǐ)之間的相互關系），難以分(fēn)析武器的運行效率。爲審查具備這些特征的武器功能，本文開(kāi)發了一(yī)種基于過程的建模（PBM）方法來對戰鬥場景中(zhōng)武器之間的相互作用建模。該方法包括以下(xià)3個步驟：（1）通過将武器和武器功能轉換爲相應的組件來構建虛拟模型；（2）依據戰鬥情景生(shēng)成戰鬥過程，該戰鬥過程是使用推理規則從被研究的武器之間的相互關系中(zhōng)得出的；（3）通過将戰鬥過程與虛拟模型相結合，開(kāi)發一(yī)種基于過程的模型來描述武器功能。然後，實現了基于該方法的PBM系統。在該系統上開(kāi)展案例研究，結果表明，在從各種作戰場景中(zhōng)得出基于過程的模型、使用該模型分(fēn)析武器功能以及在概念設計階段減少武器開(kāi)發問題方面，該系統均體(tǐ)現作用。

關鍵詞組：武器系統；基于過程的建模（PBM）；作戰場景；交互分(fēn)析；元模型；Petri網

Chinese summary <41> 基于拓撲絕緣體(tǐ)Sb2Te3的52 nm寬譜可調諧被動調Q摻镱光纖激光器