1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
2 山东大学光学高等研究中心，山东 青岛 266237
3 同济大学高等研究院物理科学与工程学院，上海 200092
4 江苏省先进激光材料与器件国际合作联合实验室，江苏 徐州 221116
单晶光纤（SCF）具有长径比高、比表面积大、散热好等优势，近年来成为高功率激光振荡器及放大器的选择材料之一。采用光线追迹法，模拟分析了泵浦光在Tm∶YAG SCF中的传播模式及强度分布情况。采用1.7 μm激光二极管（LD）作为泵浦源进行共振泵浦，将模式匹配和泵浦光导波传输结构相结合，实现了Tm∶YAG SCF连续激光运转，在~2.02 μm处获得了7.85 W的功率输出，对应入射泵浦功率的斜效率为46.3%。
激光器 固体激光器 共振泵浦 Tm∶YAG单晶光纤 泵浦导波
1 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
2 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116
3 核工业北京地质研究院，北京 100029国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
4 中国水利水电科学研究院，北京 100038
低pH值水泥基材料作为一种特殊水泥基材料主要应用于中低放射性废物和重金属污染物的固化以及高放废物处置库工程。本文对混合水泥、硅酸镁水泥和磷酸镁水泥3种不同类型的低pH值水泥基材料体系的孔溶液pH值的主要影响因素及变化规律进行了分析；总结了低pH值水泥基材料流动性、抗压强度、耐久性和固化性能的研究现状；并对低pH值水泥基材料在固化中低放射性废物和重金属污染物以及高放处置库工程中的应用进行了探讨。
低pH值水泥基材料 高放废物处置库 有害废物固化 材料性能 工程应用
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 半导体研究所, 北京 100083
设计并实现了一种高精度低噪声运算放大器。提出了一种基极电流消除技术, 补偿了输入对管基极电流, 有效地降低了运算放大器的输入偏置电流, 从而能够通过提高输入对管的集电极电流来减小输入噪声电压, 实现了较低的运算放大器总等效输入噪声。同时, 采用集电极-发射极电压补偿电路, 消除了厄利效应的影响, 提高了电路精度。电路采用36 V互补双极工艺流片, 测试结果表明, 芯片的失调电压为6.94 μV, 在1 kHz下的电压噪声密度为5.6 nV/Hz, 电流噪声密度为0.9 pA/Hz。
运算放大器 互补双极工艺 基极电流消除 高精度 低噪声 operational amplifier complementary bipolar process base current cancellation high precision low noise
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 半导体研究所, 北京 100083
设计并实现了一种电流型温度传感芯片。分析了测温原理和厄利效应对测温精度的影响, 提出了一种集电极-发射极电压补偿电路, 利用一组电流镜和匹配电阻将输出电流和温度之间的传递函数线性化, 提高了芯片的线性度和测温精度。设计了反向偏置保护电路, 增大芯片可承受的反向电压。芯片采用40 V互补双极工艺设计并流片。测试结果表明, 芯片在-55～150 ℃温度区间内的非线性误差为±02 ℃, 测温精度小于±03 ℃。
温度传感芯片 互补双极工艺 线性度 反向偏置保护 测温精度 temperature sensor chip complementary bipolar process linearity reverse bias protection temperature measurement accuracy
1 1.西南科技大学 核废物与环境安全省部共建协同创新中心, 绵阳 621010
2 2.西南科技大学 国防科技学院, 环境友好能源材料国家重点实验室, 绵阳 621010
3 3.中国工程物理研究院 核物理与化学研究所 高级陶瓷创新研究团队, 绵阳 621900
相较于传统固相烧结方法, 熔盐在较低的温度下提供了快速的传质和成核过程, 可合成用于固化高放废物(HLW)的陶瓷固化体。本工作采用熔盐法(MSS)在不同烧结温度(1100、1200、1300、1400、1500 ℃)和不同烧结时间(3、6、9、12、15 h)下制备了掺Nd的锆石(ZrSiO4)陶瓷(Zr1-xNdxSiO4-x/2 (0≤x≤0.1)), 并采用静态浸出试验(PCT)研究掺Nd的ZrSiO4陶瓷在模拟地质处置环境下的化学稳定性。在熔盐与氧化物最佳摩尔比为10 : 1、烧结温度为1200 ℃、烧结时间为6 h的较温和条件下, 利用熔盐法成功合成了Zr1-xNdxSiO4-x/2, 可将Nd在ZrSiO4中的固溶摩尔分数提高到8%, 结果显示MSS法能够降低陶瓷合成温度, 缩短合成时间, 提高固溶量。ZrSiO4陶瓷对三价锕系核素的固化机理为晶格固化。浸出实验结果显示, Nd的归一化浸出率（LRNd）低至~10-5 g·m-2·d-1。浸出前后ZrSiO4陶瓷未发生物相演变, 展现出较好的结构稳定性。浸出模型显示Nd浸出归因于陶瓷表面层发生溶解。研究结果表明, MSS法是一种高效的合成陶瓷固化体的手段。
固化 锆石 熔盐 化学稳定性 immobilization zircon molten salt chemical stability 
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Faculty of Information Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
This paper describes a promising route for the exploration and development of 3.0 THz sensing and imaging with FET-based power detectors in a standard 65 nm CMOS process. Based on th plasma-wave theory proposed by Dyakonov and Shur, we designed high-responsivity and low-noise multiple detectors for monitoring a pulse-mode 3.0 THz quantum cascade laser (QCL). Furthermore, we present a fully integrated high-speed 32 × 32-pixel 3.0 THz CMOS image sensor (CIS). The full CIS measures 2.81 × 5.39 mm2 and achieves a 423 V/W responsivity (Rv) and a 5.3 nW integral noise equivalent power (NEP) at room temperature. In experiments, we demonstrate a testing speed reaching 319 fps under continuous-wave (CW) illumination of a 3.0 THz QCL. The results indicate that our terahertz CIS has excellent potential in cost-effective and commercial THz imaging and material detection.
power detectors quantum cascade laser (QCL) CMOS image sensor (CIS) terahertz Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 102401
1 山东工业陶瓷研究设计院，山东 淄博 255000
2 济南大学材料科学与工程学院，济南 250022
3 中材高新材料股份有限公司，北京 100102
5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板(PCB)具有集成化、微型化的特点，这通常要求介质基板材料具有高的介电常数(Dk)，低的介电损耗(Df)以及趋近于零的介电常数温度系数(α)。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能，是目前最有前途的解决方案。然而，陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛(TiO2：Dk约为110，Df约为0.001，α约为-700×10-6 ℃-1)作为研究对象，利用水热法合成了纳米级TiO2前驱体，通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO2填料进行表面改性处理，极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外，通过掺杂Al2O3调控了TiO2填料的α，当填料中Al2O3的质量分数为20%时，所制备复合基板综合介电性能优异：在25 ℃，10 GHz下的Dk=10.2，Df=0.001 9，α= -405×10-6 ℃-1。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。
介电性能 二氧化钛填料 复合材料 表面改性 dielectric properties titanium dioxide fillers composites surface modification
1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
2 同济大学高等研究院物理科学与工程学院，上海 200092
钙钛矿结构的新型Tm∶GdScO3晶体具有平坦且宽带（>450 nm）的增益光谱，可以产生2 μm波段少周期激光脉冲。然而，目前该晶体的锁模激光特性，尤其是其各向异性的超短脉冲输出特性尚未明朗。采用b切的Tm∶GdScO3晶体作为增益介质，通过共振泵浦被动锁模技术，详细研究了其E//a发光方向的飞秒脉冲输出特性，实现了60 fs激光脉冲产生（约9个光学周期），激光中心波长为2034 nm，光谱半峰全宽为80 nm，时间带宽积为0.35，接近傅里叶转换极限。该研究证明了Tm∶GdScO3晶体是实现2 μm波段少周期飞秒脉冲的理想激光材料，所获得的飞秒激光在分子超快动力学、高分辨率分子光谱学等科学研究领域极具应用潜力。
固体锁模激光器 Tm∶GdScO3晶体 超短脉冲 光学学报
2023, 43(22): 2214002
1 福建农林大学 生命科学学院，福州 350002
2 福建农林大学 农学院，福州 350002
实验教学效果不但关系着学生掌握知识、提高实验技能的程度，也关系着学生科研素养和家国情怀的培养，直接影响我国创新型人才培养的成效。该文以植物生理生化实验课——硝酸还原酶活性的测定为例，采用以问题为导向（problem-based learning，PBL）教学模式，从教学设计、实施方案和典型教学活动等方面探讨思政教育融入实验课的方法与技巧，使学生的动手和创新能力、发现和解决问题的能力得以有效提高，使学生的家国情怀和“两山”意识、科技助力乡村振兴意识和“三农”意识得以有效提升。该设计将为农林高校创新实验教学提供范式，也为高效培养学生综合素质提供借鉴。
PBL教学模式 思政教育 创新实验教学 人才培养 PBL pedagogy ideological and political education innovative experimental teaching cultivation of talents
湖南大学机械与运载工程学院，湖南 长沙 410082
针对当前线扫相机标定过程复杂且需外部辅助装置的问题，提出建立在2D空间中的线扫相机静态标定方法。首先，从应用角度出发，将3D空间的线扫模型推导至2D空间，建立2D空间线扫相机成像模型，设计一种新型的线扫相机标定板。接着，利用交比不变性原理对2D空间的线扫相机模型进行求解。最后，提出一种利用畸变变化量的畸变拟合策略，解决小畸变情况下畸变矫正误差过大的问题，取得了良好的畸变矫正效果。实验结果表明，所提2D空间中的线扫相机静态标定方法标定过程简便，不受现场环境限制，标定精度较高，取得0.06 mm的平均绝对误差（约1.5像素），误差标准方差稳定在0.068以下。所提方法基本满足在中低标定精度下的应用要求，具有较高的实际应用价值。
线扫相机标定 2D空间线扫相机模型 线扫标定板 畸变矫正 交比不变性 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211001
