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: 11538 Clicked: 4864 Cited: 0 Commented: 0(p.287-295) <Full Text> <PPT> 1460

Chinese summary <46> 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¹
¹国防科技大学前沿交叉学科学院，中国长沙市，410073
²中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所，中国苏州市，215123
³河海大学江苏省输配电设备技术重点实验室，中国常州市，213022
⁴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，215123
⁵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。

关键词组：拓扑绝缘体；Sb₂Te₃；光纤激光；被动调Q激光；波长可调谐激光

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: 9351 Clicked: 5010 Cited: 0 Commented: 0(p.296-302) <Full Text> <PPT> 1448

Chinese summary <37> 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，
陶丽丽¹，周博^2,3,4
¹广东工业大学材料与能源学院，中国广州市，510006
²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，510641
³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，510641
⁴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。

关键词组：二硫化铼；可饱和吸收体；二维材料；调Q光纤激光器

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: 5232 Clicked: 4719 Cited: 0 Commented: 0(p.303-311) <Full Text> <PPT> 1419

Chinese summary <37> 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

唐平华¹，罗木林¹，赵婷²，毛宇亮¹
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，411105
²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。

关键词组：掺铒光纤激光器；石墨烯；可饱和吸收体；被动锁模

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: 8225 Clicked: 5346 Cited: 0 Commented: 0(p.312-317) <Full Text> <PPT> 1535

Chinese summary <34> 基于金纳米棒饱和吸收体的LD泵浦Tm:YLF 2.3 μm 纳秒被动调Q激光器

吴福燕，王石强，陈海伟，黄海涛
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。

关键词组：金纳米棒；被动调Q；2.3 μm；掺铥激光材料

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: 10471 Clicked: 5182 Cited: 0 Commented: 0(p.318-324) <Full Text> <PPT> 1509

Chinese summary <34> 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。

关键词组：矢量孤子；类噪声脉冲；MXene；光纤激光器

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: 5958 Clicked: 4503 Cited: 0 Commented: 0(p.325-333) <Full Text> <PPT> 1383

Chinese summary <35> 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。

关键词组：光纤激光器；纳米片；传统孤子

Graphene-metasurface for wide-incident-angle terahertz absorption

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

DOI: 10.1631/FITEE.2000079 Downloaded: 3463 Clicked: 4924 Cited: 0 Commented: 0(p.334-340) <Full Text> <PPT> 1549

Chinese summary <35> 石墨烯超表面宽入射角太赫兹吸收

熊日辉¹，彭小青²，李九生¹
¹中国计量大学太赫兹研究所，中国杭州市，310018
²四川国家电网公司，中国成都市，610041
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。

关键词组：石墨烯超表面；太赫兹吸收器；欧米伽形石墨烯图案

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: 3694 Clicked: 4692 Cited: 0 Commented: 0(p.341-373) <Full Text> <PPT> 1396

Chinese summary <31> 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。

关键词组：脚本学习；自然语言处理；常识知识建模；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: 5756 Clicked: 5951 Cited: 0 Commented: 0(p.374-399) <Full Text> <PPT> 1548

Chinese summary <32> 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²
¹南京大学计算机科学与技术系，中国南京市，210023
²南瑞集团有限公司，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。

关键词组：物联网；泛在电力物联网；边缘计算；可信计算；网络安全

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: 5733 Clicked: 5488 Cited: 0 Commented: 0(p.400-414) <Full Text> <PPT> 1553

Chinese summary <38> 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²
¹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，310052
²浙江大学计算机科学与技术学院，中国杭州市，310027
³海康威视研究院，中国杭州市，310052
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。

关键词组：注意缺陷多动障碍（ADHD）；辅助诊断；计算机视觉；深度学习；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: 5337 Clicked: 5613 Cited: 0 Commented: 0(p.415-436) <Full Text> <PPT> 1494

Chinese summary <36> 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
高丽大学工业与管理工程系，韩国首尔市，KS013
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。

关键词组：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

Chinese summary <46> 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