• 2014年第35卷第6期文章目次
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    • >动态综述
    • CMOS有源像素图像传感器的辐照损伤效应

      2014, 35(6):945-950,982.

      摘要 (1205) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:互补金属氧化物半导体(CMOS)有源像素(APS)图像传感器作为光电成像系统的核心器件, 被广泛应用在空间辐射或核辐射环境中, 辐照损伤是导致其性能退化, 甚至功能失效的主要原因之一。阐述了不同辐射粒子或射线辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器产生位移效应、总剂量效应和单粒子效应的损伤物理机制。综述和分析了辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器暗信号增大、量子效率减小、饱和输出电压减小、噪声增大以及暗信号尖峰和随机电码信号(RTS)产生的实验规律和损伤机理。归纳并提出了CMOS APS图像传感器辐照损伤效应研究亟待解决的问题。

    • 有机共混结构太阳电池的阴极界面修饰的研究进展

      2014, 35(6):951-957,967.

      摘要 (630) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:太阳电池阴极界面的有效修饰能改善器件中载流子的收集与传输, 从而提高太阳电池能量转换效率。对于高效、稳定的有机光伏器件来说, 合理选择界面修饰材料至关重要, 它已成为有机光伏领域研究的重点内容。文章综述了近年来有机共混结构太阳电池阴极界面修饰的研究进展, 介绍了各种阴极界面的修饰方法及原理, 阐述了国内外有机共混结构太阳电池阴极界面修饰的研究现状及存在问题, 为高性能有机太阳电池的研究提供了有价值的参考。

    • >光电器件
    • 基于GaAs衬底的晶格失配InAs0.07Sb0.93薄膜的红外探测特性

      2014, 35(6):958-962.

      摘要 (366) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用MBE的方法在晶格失配的GaAs衬底上制备了新型红外探测材料InAs0.07Sb0.93薄膜。并利用电子束刻蚀的方法在InAs0.07Sb0.93薄膜表面进行了电极的制备。使用标准黑体及傅里叶红外光谱仪对制备成的光电导器件的黑体响应、暗电流以及光电流谱进行了测试, 结果表明, 所制备的红外探测器获得了响应峰值为4μm、响应半峰宽为4μm的中波宽带响应。

    • 加CdS薄层的有机电致磷光白光器件性能的优化

      2014, 35(6):963-967.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用CBP和MCP做主体, 分别掺杂磷光铱配合物Ir(piq)2(acac)和FIrpic作为红光发光层和蓝光发光层,研究了红光发光层和蓝光发光层的位置对器件性能的影响, 得出结构为 ITO/2T/NPB/MCP∶Firpic/CBP/CBP∶Ir(piq)2(acac)/Bphen/CdS/ LiF/Al的器件性能较好。当CdS的厚度为0.1nm, 电流密度为161mA/cm2时, 器件的最大效率比不加CdS的器件的最大效率提高了1.42倍。亮度也有较大提高。在电流密度为225mA/cm2(电压为17.5V)时, 最大亮度为20890cd/m2,比不加CdS的器件的最大亮度16610cd/m2高出4280cd/m2

    • 基于微环谐振器的光学数模转换器

      2014, 35(6):968-972.

      摘要 (692) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出并实现了一种基于微环谐振器的2位光学数模转换器, 该器件由2个微环谐振器和2个1×2光学分束器构成, 该结构可以将一个2位电学数字信号转换成一个光学模拟信号。在SOI晶圆上制备出该光学数模转换器, 采用热光效应调制微环谐振器。在输出端口得到光学模拟信号。通过静态光谱测试, 确定微环谐振器的驱动电压和工作波长, 最终展示了50ksamples/s的动态数模转换结果。

    • 硅基雪崩光电探测器倍增层掺杂的研究

      2014, 35(6):973-976.

      摘要 (627) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:硅基雪崩光电探测器的器件性能与倍增层的掺杂浓度有着密切联系。研究了硅基雪崩光电探测器倍增层的掺杂浓度对雪崩击穿电压和光谱响应度等特性的影响。在硼的注入剂量由5.0×1012cm-2减小为2.5×1012cm-2时, 倍增层内电场强度逐渐降低, 吸收区电场强度迅速增大, 器件的雪崩击穿电压由16.3V迅速上升到203V, 而光谱响应在95%的击穿电压下, 峰值响应波长由480nm红移至800nm, 对应的响应度由11.2A/W剧增到372.3A/W。综合考虑光谱响应和雪崩击穿电压的影响, 在硼注入剂量为3.5×1012cm-2时, 可获得击穿电压为43.5V和响应度为342.5A/W的器件模型, 对实际器件的制备具有一定参考价值。

    • 各向异性左手材料平面波导TE模的传输特性

      2014, 35(6):977-982.

      摘要 (788) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对芯层为左手材料而覆盖层和衬底均为不同普通材料的三层平面波导进行了探讨。考虑损耗、色散和各向异性的左手材料, 利用TE模的色散方程, 结合模阶数、波导厚度以及电磁衰减系数的变化, 画出了相关的色散曲线和损耗曲线。根据这些曲线, 发现对于TE2模, 在频率为4.03GHz附近, 波导厚度为5mm, 它有非常大的有效折射率(接近80);当频率从4.0GHz增加到6.0GHz, 色散曲线的斜率为正、零和负。正斜率为正常色散, 负斜率为反常色散, 零斜率则群速为零。对于高阶TE模, 当频率为4.03GHz时, 它的损耗是最大的;当频率超过5.0GHz后, 波导厚度以及电磁衰减常数的变化对TE模的损耗特性影响不大, 这些新特性为制备小型化的波导器件提供了理论基础。

    • 基于Ir(piq)3的红色磷光有机电致发光器

      2014, 35(6):983-986,991.

      摘要 (1158) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用真空蒸镀法制备了结构为ITO/NPB(20nm)/CBP(3nm)/CBP∶Ir(piq)3(z%,xnm)/TPBi(10nm)/Alq3(20nm)/Cs2CO3∶Ag2O(2nm,20%)/Al(100nm)的器件。研究了掺杂浓度和厚度对器件性能的影响。首先选定Ir(piq)3∶CBP层的厚度为5nm, 调节掺杂浓度。结果是当掺杂浓度为10%时, 器件的效率和亮度较好;驱动电压为16V时, 最大亮度为8810cd/m2。然后在10%的掺杂浓度下, 调节CBP∶Ir(piq)3层的厚度。当厚度为20nm时, 器件的性能较好。驱动电压为12V时, 电流密度为193mA/cm2, 效率为11.92cd/A;驱动电压为19V时, 电流密度为302.45mA/cm2, 亮度为10990cd/m2。无论在何种浓度和厚度下, 器件的色坐标都在红光范围内。

    • 基于可变激光源和啁啾M-Z调制器的双调谐光电振荡器

      2014, 35(6):987-991.

      摘要 (1326) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种利用微波光子滤波器(MPF)实现频率可调谐的光电振荡器(OEO)。该模型通过双驱动Mach-Zehnder调制器(DD-MZM)和啁啾光栅形成高Q值的MPF, 得出OEO的振荡频率是关于光源波长和DD-MZM直流偏置电压的函数, 通过对光源波长或DD-MZM偏置电压的调整, 可实现振荡频率调谐功能。同时, 在电域上, 利用RF耦合器和RF延时线形成两路具有延时差的反馈信号, 通过合并后反馈至DD-MZM, 从而有效地抑制边模。理论和仿真实验表明, 针对不同的调谐范围可实现粗调和微调的功能。

    • 石墨烯纳米带p-i-n结构太赫兹探测器的设计

      2014, 35(6):992-995,999.

      摘要 (1790) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了石墨烯纳米带横向p-i-n结构探测器对太赫兹波的响应特性, 基于载流子输运方程和泊松方程, 建立了考虑迁移、扩散、生成、复合等载流子运动的太赫兹探测器数学模型。根据该模型, 对石墨烯纳米带横向p-i-n结构的太赫兹波响应进行了仿真, 获得了反向栅压诱导生成的p-i-n二极管的能带图;进而探讨了纳米带宽度、i区长度及偏置电压对响应电流的影响, 分析表明石墨烯纳米带带隙随宽度增大而减小, 响应频率减小;i区长度与载流子寿命匹配时响应电流达到峰值;光电流随偏置电压的增大而增大, 并趋于饱和。

    • 集成光波导强电场传感器天线电极仿真分析

      2014, 35(6):996-999.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种用于强电场测量的集成光波导电场传感器天线电极设计方案。给出了传感器等效电路, 计算分析了天线、电极的各个参数对传感器半波电场的影响。结果表明: 当传感器电极长度、天线长度由4mm减少到0.5mm时, 传感器半波电场由230kV/m分别增加到2400kV/m和1100kV/m, 提高了943.5%和378.3%;当电极间距、电极宽度由20μm增加到200μm时, 传感器半波电场由400kV/m分别增加为2300kV/m和730kV/m, 提高了475.0%和82.5%;当天线底部宽度由50μm增加到600μm时, 传感器半波电场由460kV/m减小到242kV/m, 减小了47.4%。因此, 合理设计传感器电极、天线尺寸可使其半波电场达到几百kV/m至几千kV/m, 使它能够应用于强电场测量领域。

    • 正十二边形光子晶体光纤光栅特性的研究

      2014, 35(6):1000-1003.

      摘要 (650) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种包层结构为圆形空气孔呈正十二边形对称排列的光子晶体光纤, 通过Comsol软件结合有限元法, 得出各波长与传输模式有效折射率之间的函数关系。结合耦合模理论和传输矩阵法, 利用Matlab软件, 对正十二边形结构的光子晶体布拉格光纤光栅的反射谱特性进行了研究分析, 具体分析了不同占空比下的传输模式以及反射谱特性。研究表明随着光波波长的增加, 传输模式的有效折射率随之下降;随着空气孔层数的增加, 谐振波长增大, 谐振峰强度增强。随着占空比的增大, 传输模式数增多, 谐振波长减小, 而谐振峰强度基本不变。

    • 混合溶剂对基于PCDTBT∶PC71BM光伏器件性能的影响

      2014, 35(6):1004-1007,1012.

      摘要 (1178) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用聚[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基](PCDTBT)作为电子给体, [6,6]-苯基-碳71-丁酸甲酯(PC71BM)作为电子受体, 分别以邻二氯苯(ODCB)、氯仿(CF)以及邻二氯苯/氯仿(ODCB/CF)不同比例混合溶剂作为活性层溶剂制备有机薄膜太阳电池, 研究了不同溶剂对光伏电池光电性能的影响。结果表明: 合适比例的ODCB/CF(1/1)作为溶剂对制备的光伏器件紫外吸收光谱和外量子效率曲线都起到了积极的作用, 此时器件能量转换效率最高, 为2.28%, 较单一溶剂ODCB下制备的器件效率提高了42%。通过原子力显微镜表征发现此时器件光活化层有较好的相分离。

    • 航天InGaAs短波红外探测器步进应力加速寿命试验研究

      2014, 35(6):1008-1012.

      摘要 (391) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航天应用InGaAs短波红外探测器的迅速发展, 其可靠性问题日益突出。选择温度为加速应力, 通过步进应力加速寿命试验方法对800×2双波段集成的InGaAs焦平面探测器进行了研究, 获得了InGaAs焦平面模块失效机理保持不变的最大温度应力范围和失效模式, 利用温度斜坡模型计算得到了样品的失效激活能, 为进一步研究该器件的可靠性问题提供了依据。

    • GaAs基半导体激光器真空解理钝化工艺研究

      2014, 35(6):1013-1015,1049.

      摘要 (850) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对GaAs基半导体激光器真空解理钝化工艺进行了研究, 发现在高真空条件下解理和钝化GaAs基半导体激光器能有效减少激光器腔面缺陷, 从而抑制非辐射复合。通过测试光致发光(PL)谱线和X射线光电子能谱(XPS)发现, 经过超高真空解理钝化的GaAs基半导体激光器bar条的光致发光特性比没有经过真空解理钝化获得比较大的提升, 并且bar条表面污染率有很大改观。对真空解理钝化工艺的钝化膜的厚度进行了优化。

    • >材料,结构及工艺
    • 背面银浆用银粉对晶硅太阳电池性能的影响

      2014, 35(6):1016-1021,1038.

      摘要 (1176) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别采用液相化学还原法和机械球磨法制得球形银粉和片状银粉, 研究了银粉的形貌、分散性及振实密度对背面银浆烧结膜和电池光电性能的影响。结果表明: 片状银粉制备的背银浆料附着力最好、电池光电转换效率最高, 球形银粉次之, 树枝型银粉最差。高分散和高振实密度银粉能显著提高电池片的光电转换效率。

    • 干湿结合法在CdZnTe衬底上制备折射型红外微透镜的研究

      2014, 35(6):1022-1025.

      摘要 (788) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有微透镜加工方法难以在红外探测器衬底材料CdZnTe上实现大孔径、深浮雕微透镜制备, 提出了一种利用ICP-RIE干法刻蚀结合化学湿法腐蚀制备折射微透镜的方法, 通过采用多次光刻套刻后分别对CdZnTe材料进行高刻蚀速率、低损伤的ICP-RIE刻蚀, 制备出具有深浮雕结构的微透镜雏形, 最后采用溴-乙醇溶液腐蚀成形, 成功在CdZnTe衬底上制备了深度达60μm的连续深浮雕结构的微透镜线列, 并对该微透镜的面形轮廓和光学性能进行了测试分析, 在红外探测器的微光学元件领域有着巨大的应用前景。

    • ZnO纳米棒的电沉积生长方法研究

      2014, 35(6):1026-1029,1034.

      摘要 (1042) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:用含有硝酸锌(Zn(NO3)2)和六次甲基四胺(HMTA, C6HM12N4)的电解液, 在低温环境下采用阴极电沉积法在ITO玻璃上成功合成了氧化锌(ZnO)纳米棒阵列。系统研究了电压、前驱物(Zn2+)浓度、温度和种子层等参数对ZnO纳米棒形貌结构的影响, 实现了ZnO纳米棒的可控制备。结果表明, 在有种子层的情况下, 当电压为-0.9V、Zn2+浓度为0.01M、温度为75℃条件下生长的ZnO纳米棒c-轴择优取向好、尺寸均匀(80~100nm), 且在380~750nm的可见光波长范围内的透射率达到80%。

    • 无量纲优值对热电制冷系统性能影响分析

      2014, 35(6):1030-1034.

      摘要 (1032) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了无量纲稳态系统热力学模型。并用该模型分析了优值系数对系统性能的影响, 优值系数是热电制冷器性能的内在制约, 散热和温度条件则是热电制冷性能的外在制约,无量纲优值体现了二者对系统的影响。热电制冷系统的特殊优势再度受到人们关注, 但在热电材料优值系数受到限制的现实条件下, 热电制冷系统在能效上是难以与压缩式制冷空调系统比较的。

    • 运动阻尼对晶体摆动场辐射稳定性的影响

      2014, 35(6):1035-1038.

      摘要 (621) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从势和场的观点出发, 考虑电子多重散射和晶格热振动的影响, 在经典力学框架内, 把粒子的运动方程化为广义摆方程;在线性近似下, 把摆方程化为带有阻尼项的Mathieu方程。用变形参数方法求出了Mathieu方程的过渡曲线, 讨论系统阻尼对稳定性的影响。结果表明, 系统的稳定性与阻尼有关, 阻尼越大稳定性越好。为晶体摆动场辐射的获得提供了较为宽松的物理条件。

    • 微波光子晶体的相位特性研究

      2014, 35(6):1039-1042.

      摘要 (761) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现微波光子晶体结构的小型化,根据其等效电路分析模型, 提出了三种不同结构的双层电磁带隙(EBG)结构, 通过仿真得到三种不同结构EBG的反射曲线, 并与传统的单层EBG结构进行仿真和比较, 进而分析了各种双层EBG的电磁反射特性的特点。仿真结果表明: 三种EBG结构均存在零位相反射, 但其反射频率不相同。与单层同参数的EBG结构相比, 两种加载金属地平面的双层EBG结构的零位相频率点向高频移动, 而未加载地平面结构的双层EBG结构所对应的零位相频率则向低频方向移动, 该现象为小型化EBG单元结构提供了依据。

    • 基于有机硅栅绝缘层的制备工艺对OTFT性能的影响

      2014, 35(6):1043-1046.

      摘要 (1094) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于聚合物绝缘材料和半导体材料, 采用溶液法旋涂工艺制作了有机薄膜晶体管(OTFT), 通过尝试不同旋涂速度、表面预处理、退火温度等条件来优化聚合物绝缘材料的制备工艺参数, 获得了良好的绝缘性的聚合物绝缘材料和器件特性。结果表明, 绝缘层旋涂速度过快、表面用氧等离子体处理时间过长和退火温度过低都会降低有机栅极绝缘层(OGI )的绝缘性和OTFT的器件特性。采用硅氧烷材料作为聚合物栅极绝缘层, 其溶液由硅氧烷单体和溶剂加丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)混合而成。OGI的旋涂速度为1200r/min, 退火温度为140℃, 在旋涂有机半导体材料之前, 需在退火之后的硅氧烷表面进行短暂的氧离子灰化反应。得到的有机薄膜晶体管迁移率约为0.4cm2·V-1·s-1, 亚阈值摆幅降至约1.2V/dec, 开关比大于104, 并且当外加电场为1MV/cm时, 漏电流密度低于1.4×10-6A/cm2(Vds=-40V)。

    • 声子晶体滤波器中点缺陷位置和大小对透射率的影响

      2014, 35(6):1047-1049.

      摘要 (973) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于二维正方晶格声子晶体滤波器的直接耦合结构, 研究了点缺陷的位置和大小对透射率的影响, 从而设计出性能最佳的声子晶体滤波器。利用时域有限差分方法, 使用COMSOL软件进行仿真, 讨论了点缺陷对声子晶体滤波器性能的影响。仿真结果表明: 当直接耦合声子晶体滤波器的点缺陷位于线缺陷中间位置、点缺陷处介质柱的填充率为0.0228时, 滤波器的透射率高达92%, 符合设计要求。

    • 倾斜底涂法制备聚苯乙烯胶体晶体及其光学特性研究

      2014, 35(6):1050-1053.

      摘要 (572) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用倾斜底涂法将单分散的聚苯乙烯胶体微球自组装生长成为胶体晶体, 并用扫描电子显微镜和紫外-可见光分光光度计对其形貌和光学特性进行测量。结果表明, 聚苯乙烯微球自组装为面心立方密堆积结构, 胶体晶体的光子带隙位于可见光波段。分别对不同胶体颗粒的粒径、悬浮液的浓度、基片倾斜角度及环境温度等制备条件下生成的聚苯乙烯光子晶体样品逐一分类对比, 分析了影响光子带隙宽度和深度的因素。

    • >光电技术及应用
    • 一种新型时域波长交织的无源光网络

      2014, 35(6):1054-1057.

      摘要 (309) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于时域波长交织的新型无源光网络架构, 阐述了其基本工作原理, 并给出了一种系统实现方案以改善光接入网物理层的安全性, 并降低ONU的能耗。基于该架构, 针对一个2通道, 速率为1.25Gb/s的系统进行了仿真验证。结果表明, 该架构在保证安全性和降低能耗的同时, 能够满足光接入网的要求, 实现20km的无误码传输。

    • 光传输系统中LDPC码的新颖随机构造方法

      2014, 35(6):1058-1061.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析光传输系统的传输特性与规则LDPC码的随机构造方法之后, 提出LDPC码的一种新颖随机构造方法。基于该构造方法构造了一种新颖的码率为93.7%、冗余度为6.69%的规则SCG-LDPC(3969,3720)码, 该规则LDPC码在将来的硬件实现中可相对地节省硬件存储空间和减少计算量。仿真分析表明: 该新颖的SCG-LDPC(3969,3720)码在BER为10-8时, 与同码率同冗余度的ITU-T G.975建议中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1建议中LDPC(32640,30592)码相比, 其净编码增益(NCG)和距离Shannon限都分别改善了约1.92dB和0.97dB。因而该规则LDPC码的纠错性能更为优越, 更适用于光传输系统。

    • 用于平衡探测器的5Gb/s前置放大器设计

      2014, 35(6):1062-1066.

      摘要 (593) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:相干光通信的平衡探测器采用双端差分结构, 能够有效地提高光通信灵敏度。前置放大器作为光接收器的前端, 其性能高低直接影响到整个光接收系统的工作性能, 是光接收器的重要组成部分。文章采用SMIC 0.13μm CMOS工艺, 实现了一种应用于5Gb/s平衡探测器的接收机前置放大器。前置放大器采用具有低输入阻抗特点的RGC结构作输入级, 同时输出级采用两级结构, 在保证带宽的前提下能够提供足够大的电流驱动50Ω负载。仿真结果表明, 该前置放大器带宽能达到要求的5.12GHz, 灵敏度达到-18.4dBm, 眼图张开度良好, 能够满足系统对噪声抑制的要求。

    • 多模光纤布里渊散射阈值理论分析与计算

      2014, 35(6):1067-1070.

      摘要 (939) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前受激布里渊散射(SBS)阈值研究主要针对单模光纤, 而对多模光纤研究较少的现状, 理论分析和计算了多模光纤SBS阈值特性。结果表明: 对于多模光纤, 由于其多个模式的布里渊增益谱叠加导致频谱展宽, 其布里渊增益谱最大增益1.6675×10-11m/W较单模光纤偏低。根据多模光纤布里渊散射增益, 通过SBS阈值公式获得了50/125μm阶跃折射率多模光纤和渐变折射率多模的SBS阈值与光纤长度、衰减系数、纤芯半径之间的关系。理论分析可知, 阶跃折射率多模光纤的SBS阈值是渐变折射率多模光纤的4.5倍, 更不容易发生SBS非线性效应。

    • 反向抽运光纤拉曼放大器偏振相关增益的数值计算

      2014, 35(6):1071-1074,1088.

      摘要 (560) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于反向抽运方式的光纤拉曼放大器(FRA)的非线性耦合方程, 采用数值计算的方法首次系统研究了单抽运多信号传输的FRA系统中各因素——光纤偏振模色散(PMD)、抽运光输入功率、抽运光波长、信号光输入功率、光纤长度及光纤损耗系数等对由抽运-信号拉曼相互作用所产生的偏振相关增益(PDG)的影响;比较了单抽运多信号FRA系统与单抽运单信号FRA系统中由抽运-信号拉曼相互作用所产生的PDG的大小;总结了各参数对降低由抽运-信号拉曼相互作用所产生的PDG的效果。研究结果表明, 单抽运多信号FRA系统中的PDG主要由抽运-信号拉曼相互作用产生, 并且光纤的PMD值和抽运光功率对PDG的影响较明显。

    • >“微波光子技术及应用”专题
    • 基于四象限APD相位法测距的数据融合方法的比较

      2014, 35(6):1075-1079.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于四象限APD相位法的测距测角系统不仅可以用于测距, 也可以用于跟踪, 但如何从四个象限的采样数据融合得到较高精度的距离值的方法目前还没有相关的研究。针对这一现象, 文章首先建立有高斯白噪声的回波通道模型, 然后在回波光斑中心是否与四象限APD光敏面中心重合两种情况下, 分别比较两种通常的数据融合方法, 一种是先平均四路FFT值, 再求取平均后FFT值的相位用于真实相位的估计, 另一种先分别对四路FFT求取各路相位值, 然后对四路相位求加权和用于对真实相位的估计;最后通过实验仿真比较得出, 前者较后者的精度更高。

    • 基于编码测棒的单目视觉测量系统

      2014, 35(6):1080-1083,1118.

      摘要 (296) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高单目视觉测量系统的精度, 提出了一种基于编码测棒的单目视觉测量系统。该系统采用GSI编码点作为测棒上的特征点, 首先用CCD像机对编码测棒一次成像, 然后通过编码点特征位与编码位之间特定的约束关系对各个编码点分别进行姿态测量, 最后根据最小二乘数据拟合和误差平均的数学思想实现测头的优化求解。在精密二维平移台上做了对比实验, 实验结果表明, 系统在1000mm×500mm的测量区域中, 实际测量的相对误差不超过6.3×104, 系统的精度能满足工业中对大尺寸现场测量的要求。

    • 自适应跟踪窗的Mean Shift算法

      2014, 35(6):1084-1088.

      摘要 (933) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对经典Mean Shift算法在目标跟踪过程中不能自适应目标的形状变化, 提出了一种跟踪窗自适应的Mean Shift目标跟踪算法。该算法利用权值图像的矩特征推导出了一种目标真实面积的估计方法, 同时利用估计出的目标真实面积校正可表达目标窗口内图像特征的协方差矩阵, 从而计算出目标区域的主轴长度和方向。实验结果表明, 该方法保留了Mean Shift算法简单、有效的特点, 同时该算法的跟踪窗具备当目标发生旋转和尺度变化时的自适应能力, 并且具有较强的鲁棒性。

    • 基于积分图像的快速二维Otsu阈值法

      2014, 35(6):1089-1092,1097.

      摘要 (397) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的二维Otsu法采用灰度级-平均灰度级二维直方图, 针对传统二维直方图区域划分存在的不足, 基于灰度级-梯度二维直方图, 提出了一种引入积分图像的快速二维Otsu法, 利用积分图像降低搜索二维直方图最佳阈值的计算复杂度, 从而减少了计算量。实验结果表明, 该方法具有良好的分割效果, 大大地提高了计算速度, 是一种快速有效且实时性好的阈值分割算法。

    • MEMS中一种改进的移动最小二乘曲面拟合亚像素位移测量算法

      2014, 35(6):1093-1097.

      摘要 (411) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关测量MEMS亚像素位移的主要方法之一, 现在研究热点之一的移动最小二乘曲面拟合法有时可能会产生病态甚至奇异, 影响位移的测量精度和稳定性。文章提出了一种改进的移动最小二乘曲面拟合算法。实验表明: 与传统的拟合法相比, 该拟合曲面更光滑、亚像素精度更高、稳定性更好、抗噪能力更强, 能够有效应用到MEMS的位移测量中。

    • 高精度多路激光发射同步控制技术研究

      2014, 35(6):1098-1100,1105.

      摘要 (791) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对战场复杂的激光威胁源, 为检验激光告警机的多目标识别能力, 研究了一种多路激光同步控制输出的模拟信号源, 并提出了基于FPGA技术与光电闭环反馈校正技术相结合的同步控制方案。经过实验测试, 同步控制精度小于0.1μs, 证明了系统的可行性。

    • 基于JSEG算法的点读机坐标定位方法

      2014, 35(6):1101-1105.

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对点读书本颜色多样性的特点, 提出了一种基于JSEG算法的点读机坐标定位方法。首先,在LUV颜色空间采用邻近像素差分和二值法获取书本边框, 并建立书本边框坐标系;然后, 采用纹理和颜色特征相结合的JSEG算法对点读目标图像进行分割;最后, 根据点读笔颜色最小特性提取点读笔区域, 利用点读笔笔尖的曲率特性区分左右手握笔, 进而采用行扫描法获取笔尖坐标。实验结果表明, 该方法具有较高的点读坐标提取精度, 解决了不同握笔方式的点读坐标获取问题, 减小了光照不均匀的影响。

    • 基于轨道参数算法的全天候室内太阳模拟器的研究

      2014, 35(6):1106-1109.

      摘要 (534) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对太阳能利用技术中, 动态和准确模拟太阳光照的问题, 研制了一种基于轨道参数的全天候室内太阳模拟装置。根据静态的太阳轨迹数据, 实时进行装置灯光的模拟运行, 并在运行中, 实时检测灯照与太阳光的近似度。实验结果表明, 此模拟装置的氙灯光源光谱分布在经过失配误差处理后波长能够满足GBPT12637-90中A级要求, 模拟器的辐照度范围为0~1600W/m2 , 平均辐照度为1000W/m2, 照度范围为0~65000lux, 有效辐照面积为400cm2 , 动态模拟偏差为4.3%。此装置基本实现了太阳光照的全天候模拟, 对太阳模拟技术的发展有一定的借鉴意义。

    • 复杂背景下基于加权信息熵的目标初始位置修正算法

      2014, 35(6):1110-1114.

      摘要 (275) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于某些目标跟踪算法而言, 初始位置的选取是否精确是算法能否有效跟踪的关键点之一。从目标的灰度信息分布特点出发, 提出一种基于加权信息熵的初始位置修正算法, 首先, 在搜索窗口中获取测试样本, 然后, 计算各个样本的加权信息熵, 接着, 通过先验信息对样本进行筛选, 获得熵值最小区域, 从而得到修正后的目标位置。从背景和目标的可区分性上来验证算法的有效性, 实验结果表明, 对于处在复杂背景下的目标, 该算法能正确且可靠稳定地对其位置进行修正。

    • 基于仿真模型的光伏电池输出功率的分析

      2014, 35(6):1115-1118.

      摘要 (686) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于光伏电池的工程模型, 在Matlab/Simulink中搭建仿真模型, 进行输出特性的仿真, 得到该光伏电池的I-V、P-V特性;光伏电池温度可根据当地的温度和光照数据得到, 为了得到光伏电池在某地某一天输出最大功率的实时变化曲线, 对原来的仿真模型进行了输入模块的修改, 并加上光伏电池温度、环境温度、光照之间的关系模块, 对修改之后的模型只需输入光伏电池的工程参数、一天的实时光照以及光伏电池在24h所对应的最大功率点电压,然后运行仿真模型, 即可得到一天之内光伏电池输出的最大功率实时曲线。该仿真结果具有实用性、实时性和可观性。

    • 压缩感知的等效二维稀疏变换

      2014, 35(6):1119-1122.

      摘要 (1116) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前的压缩感知研究尚不能真正实现基于二维稀疏变换的影像采集和重构。通过对二维压缩感知和稀疏变换的理论分析和数学推导, 将基于一维稀疏变换的二维压缩感知模型等价转换成适用于二维稀疏变换的二维压缩感知模型。从而在测量过程不变的前提下, 基于一维线阵推扫数据采集方式实现了基于二维稀疏变换的压缩感知影像采集和重构。实验验证了等效二维稀疏变换的正确性。

    • 一种前视合成孔径激光雷达成像系统

      2014, 35(6):1123-1126.

      摘要 (567) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新型的基于激光收发阵列的前视合成孔径激光雷达(SAL)成像系统。给出了系统的结构模型, 分析了系统成像原理, 详细推导了点目标的回波模型和适用于前视SAL的ECS算法, 最后通过Matlab对6点目标的情况进行了成像仿真, 对点目标峰值中心的64×64点切片和方位向、距离向包络进行了详细分析, 结果表明该系统可以有效地对雷达前视场景进行成像。

    • 一种新的相机外参数标定方法

      2014, 35(6):1127-1130.

      摘要 (564) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更精确地对飞机姿态进行交会测量, 提出了一种新的外参数标定装置来获得相机参数。首先通过高精度全站仪获得标定杆上圆形标记点在世界基准坐标系下的坐标, 然后通过摄像测量仪采集标定杆图像, 对其进行高精度椭圆拟合得到标记点在像素坐标系下的坐标, 在已知相机内参数的情况下求解世界基准坐标系到相机坐标系的旋转矩阵和平移向量。已知距离标记点验证实验结果表明: 相邻点间平均距离误差为0.1288mm, 具有较好的易操作性和标定精度。

主编:刘昌林

执行主编:李福果

创刊年:1976

国际标准连续出版物号:ISSN 1001-5868

国内统一连续出版物号:CN 50-1092/TN

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