1 中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083
2 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094
3 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
设计并研制出一种基于超材料的宽带微波/红外兼容隐身结构器件，该结构包括基于氧化铟锡（ITO）薄膜制备出的红外隐身层、微波吸收层和微波反射层，红外隐身层由圆环镂空结构的频率选择表面组成，微波吸收层由周期和方阻均不同的方环结构组成，微波反射层由连续的导电薄膜组成。各层由厚度不同的聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）隔开。结果表明此结构能够在2∼18.6 GHz范围内实现90%以上的吸收，其红外发射率低于0.3。
1 长春理工大学机电工程学院，吉林 长春 130022
2 陆军装甲兵学院士官学校基础部，吉林 长春 130117
受自然界素饰蛱蝶翅膀鳞片表面结构的启发，本研究团队建立仿生结构模型，利用激光烧蚀技术在粗化铝合金表面构建了一种具有超疏水、低黏附、自清洁性能的仿生网格状多级结构。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、光学接触角测量仪和高速成像等设备对材料表面进行了表征分析，结果表明：喷砂粗化结合激光烧蚀可以形成类蛱蝶鳞片网格状多级结构，该结构具有复杂的形态和复合尺度特征，其表面具有超疏水性能，静态接触角可达到162.6°，滚动角小于5°；液滴弹跳试验和自清洁性能试验结果表明，该仿生结构表面具有良好的低黏附力和自清洁性能，在脱附、减阻、自清洁等领域具有一定的应用潜力。
激光技术 微观结构制造 超疏水表面 自清洁 低黏附 仿生结构 中国激光
2022, 49(16): 1602009
红外与激光工程
2021, 50(5): 20200332
Author Affiliations
Abstract
1 Nanophotonics and Optoelectronics Research Center, Qian Xuesen Laboratory of Space Technology, China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China
2 e-mail: xiaolin@qxslab.cn
Mid-infrared thermal detectors have very important applications in the aerospace and military fields. However, due to the low heat transfer efficiency and slow response time, their application has been greatly restricted. Here, we theoretically demonstrate a dual-band perfect absorber for a mid-infrared detector based on a dielectric metal metasurface, and the optical and thermal properties are analyzed in detail. Simulation results show that the two narrow absorption peaks, corresponding to the absorption value of 97.5% at with and 99.7% at with , respectively, are achieved, and their different dependences on the structural parameters have been studied. A thermal detector at room temperature with total response time within 1.3 ms for dual-band and 0.4 ms for single-band is realized when the incident light flux is for an average temperature increase of . Our study offers a promising approach for designing a narrowband mid-infrared perfect absorber and a high-performance photodetector in nano-integrated photonics.
Photonics Research
2021, 9(1): 01000027
1 中北大学 电子测试技术重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
MEMS仿生矢量水听器是一种新型水声传感器,其工作性能决定于内部MEMS声电换能微结构的几何、材料及流体环境参数。为深入探讨该水听器的工作机理并提高其工作性能,针对其内部微结构通过合理的简化建立了相应的单自由度等效力学模型,并推导出理想流体环境下该微结构一阶固有频率与其几何、材料及流体环境参数间的解析表达式。在此基础上,推导出现有水听器微结构的一阶固有频率,并搭建实验平台进行验证,实验结果表明理论值与实验值间的相对误差低于5%,从而验证了该力学模型的有效性,为水听器的设计及优化提供了理论基础和参考依据,同时也为具有类似结构的传感器的性能分析奠定了基础。
仿生纤毛 矢量水听器 力学模型 固有频率 MEMS MEMS bionic cilium vector hydrophone mechanical model natural frequency 强激光与粒子束
2016, 28(2): 024101
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术重点实验室, 太原 030051
由中北大学研制的微机电系统(MEMS)矢量水听器具有小型化、低频性能好、灵敏度高、指向性好、价格低等特点, 但目前该水听器对该低频水声信号的低频探测能力不够, 所以进一步提高其灵敏度对水听器的未来的发展至关重要。在声学研究的基础上, 提出了中性浮力微结构并确定其参数, 该结构加大了外力的有效作用面积, 从而提高水听器的灵敏度, 采用ANSYS有限元对水听器性能进行仿真, 为了验证其可靠性, 在驻波场测试水听器的性能。结果表明, 该水听器的灵敏度-175 dB, 频响范围为20~500 Hz, 满足对远距离船舶辐射噪声的探测要求, 灵敏度响应曲线的起伏在±1.5 dB以内, 具有良好的“8”字型指向性, 凹点深度为48.8 dB。
矢量水听器 低频 中性浮力 灵敏度 流固耦合 vector hydrophone low frequency central buoyancy sensitivity fluid structure interaction 强激光与粒子束
2015, 27(5): 054102
河南理工大学 电气工程与自动化学院, 河南 焦作 454000
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。
微波光子晶体 双层电磁带隙结构 位相特性 带隙 小型化 double-layer EBG structure phase characterization band gap miniaturization
Author Affiliations
Abstract
Reconstruction the computer generated Fresnel hologram of complex 3D object based on compressive sensing (CS) is presented. The hologram is synthesized from a color image and the depth map of the 3D object. With the depth map, the intensity of the color image can be divided into multiple slices, which satisfy the condition of the sparsity of CS. Thus, the hologram can be reconstructed at different distances with corresponding scene focused using the CS method. The quality of the recovered images can be greatly improved compared with that from the back-propagation method. What’s more, with the sub-sampled hologram, the image can be ideally reconstructed by the CS method, which can reduce the data-rate for transmission or storage.
090.1760 Computer holography 090.2870 Holographic display Chinese Optics Letters
2014, 12(8): 080901
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
提出了利用二维彩色图像和深度图生产计算菲涅耳全息图的方法。把二维彩色图像按深度图分为多层物面信息，并把每层物面深度值转换为菲涅耳衍射距离。根据层析法原理，采用单步菲涅耳衍射算法，即可得到三维场景的计算全息图。研究结果显示该方法可以正确地对复杂三维场景进行全息图的记录和再现。利用强度叠加法对再现像进行散斑去除，提高了再现三维图的质量。
全息 深度图 层析法 单步菲涅耳衍射算法 强度叠加法
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 微纳测控与低维物理教育部重点实验室, 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 国家“惯性技术”重点实验室, 北京 100191
通过分析透射电子显微镜的曝光机理, 得出了荧光屏亮度与曝光时间之间的关系表达式。设计了TDX-200透射电子显微镜自动曝光电路, 并通过实验对自动曝光参数进行了标定。通过对多种实际样品在不同工作模式下进行自动曝光试验, 得到了相对清晰的电子显微像。结果表明, TDX-200透射电子显微镜自动曝光的设计满足要求。
透射电子显微镜 自动曝光 曝光时间 automatic exposure TEM exposure time
