近日，中科大无线光通信与网络研究中心徐正元教授团队在美国光学学会（OPTICA）旗下著名学术期刊 Optics Express 上发表了题为“Wide Dynamic Range Signal Detection for Underwater Optical Wireless Communication Using A PMT Detector”的研究论文（Vol. 31, No. 15, PP. 25267-25279, July 2023），该论文因其对相关领域的重要参考价值，被选为编辑精选文章（Editors’ Pick）。编辑精选旨在突出具有卓越科学质量并能代表特定领域内工作的文章（Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field）。

在水下无线光通信领域，通信接收机采用灵敏度更高、噪声更低、接收面积更大的光电倍增管（PMT）作为光子探测器已成为长距离通信的有效手段。由于复杂的水体环境、光束的高方向性和收发机的抖动，接收的信号光功率通常跨越非常宽的动态范围，变化幅度达到几个量级，这给信号检测带来了很大挑战。取决于信号的强弱，光电倍增管相应工作在以下三种状态中的任意一种：脉冲计数区、过渡区和波形区，其动态性长期制约了输出电信号的分析表征和信号的有效检测。研究团队发现，符号持续时间内，广义极值分布在拟合所有样本强度的概率分布及样本叠加结果的概率分布方面表现出优异的性能。相应地，研究团队提出了基于此分布的最大似然检测方法，其性能明显优于脉冲状态下的泊松最大似然检测和波形状态下的高斯最大似然检测方法。实验结果进一步验证了所提方法在对抗强环境光干扰方面的有效性。

研究中心的博士后研究员刘伟杰与硕士生张铃是该论文的共同第一作者，研究中心的黄诺副研究员与研究中心主任徐正元教授是该论文的共同通讯作者。

该项研究得到国家重点研发计划（2022YFB2903400）、国家自然科学基金（62101526）、中国科学院战略重点研究计划（XDA22000000）、中央高校基本科研业务费专项资金（KY2100000118）的支持。

论文链接： http://opg.optica.org/OE/abstract.cfm?uri=OE-31-15-25267

（无线光通信与网络研究中心）