孙倩 1,2沈振民 1,2杨颂 1,2王子豪 1,2[ ... ]郑永超 1,2
作者单位
摘要
1 北京空间机电研究所,北京 100094
2 中国空间技术研究院 空间激光信息感知技术核心专业实验室,北京 100094
3 华中科技大学 电子信息与通信学院,湖北 武汉 430074
4 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230026
海洋立体结构信息是未来实现海洋透明与海洋强国的基础,针对海洋剖面探测能力不足的问题,以及星载海洋剖面多要素同源同域一体化探测空白,开展星载海洋剖面多要素探测技术与系统方案研究,提出新型激光主被动复合、能谱复用探测技术体制,面向未来星载应用,完成星载海洋剖面多要素探测载荷系统设计。其中,激光器谱段设计为486、532 nm多波长一体化最佳配比输出,光电接收探测系统选用1 m×5 m超大口径可折叠光栅主镜,经过仿真分析,探测系统可实现大洋水深100 m深度、温度、盐度以及后向散射系数等多要素同源探测能力,同等体积包络条件下,能量收集能力提升5倍。
激光雷达 海洋剖面探测 主被动复合 大口径光栅 lidar ocean profile detection active and passive composite large aperture grating 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230466
Hao Jin 1,2Sen Huang 1,2,*Qimeng Jiang 1,**Yingjie Wang 1,2[ ... ]Xinyu Liu 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
In this letter, an enhancement-mode (E-mode) GaN p-channel field-effect transistor (p-FET) with a high current density of ?4.9 mA/mm based on a O3-Al2O3/HfO2 (5/15 nm) stacked gate dielectric was demonstrated on a p++-GaN/p-GaN/AlN/AlGaN/AlN/GaN/Si heterostructure. Attributed to the p++-GaN capping layer, a good linear ohmic I?V characteristic featuring a low-contact resistivity (ρc) of 1.34 × 10?4 Ω·cm2 was obtained. High gate leakage associated with the HfO2 high-k gate dielectric was effectively blocked by the 5-nm O3-Al2O3 insertion layer grown by atomic layer deposition, contributing to a high ION/IOFF ratio of 6 × 106 and a remarkably reduced subthreshold swing (SS) in the fabricated p-FETs. The proposed structure is compelling for energy-efficient GaN complementary logic (CL) circuits.
GaN p-FETs enhancement-mode HfO2 subthreshold swing 
Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 102801
作者单位
摘要
1 天津市建筑材料科学研究院有限公司,天津 300381
2 北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044
将可再分散沥青粉末(EAP)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)乳胶粉、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(SBA)乳液作为外加剂分别掺入水泥砂浆,通过热处理前后的吸水率测试、胶砂强度测试和微观形貌分析,研究了不同聚合物对水泥砂浆在70 ℃的耐热老化性能的影响。结果表明:试验采用的聚合物均可降低砂浆吸水率,且吸水率随聚合物掺量的增加而降低。SBA乳液的成膜性能优于粉体聚合物,因此SBA改性砂浆的表面防水效果最佳;两种可再分散聚合物粉末对比,同期热老化后EAP对砂浆防水改性效果优于VAE。经热老化后,沥青组分高温下具有一定的黏流性,EAP改性砂浆热老化后抗压强度降低,随EAP掺量增加,抗折强度先升高后降低,其强度变化主要体现为沥青组分在高温下的作用特点,VAE改性砂浆及SBA改性砂浆热老化初期聚合物膜结构阻碍水分迁移,热老化后期柔性的聚合物膜结构破坏造成强度高于热老化前的强度,其强度变化主要体现为传统聚合物改性砂浆的特点。
聚合物 水泥砂浆 耐热老化性能 沥青粉末 polymer cement mortar heat aging resistance emulsified asphalt powder VAE VAE SBA SBA 
硅酸盐通报
2023, 42(8): 2703
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
3 昆山杜克大学自然与应用科学学部, 江苏 昆山 215316
金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备InGaN/GaN多量子阱结构时, 在GaN势垒层生长的N2载气中引入适量H2, 能够有效改善阱/垒界面质量从而提升发光效率。 本工作利用光致发光(PL)光谱技术, 对蓝光激光器结构中的InGaN/GaN多量子阱的发光性能进行了精细的光谱学测量与表征, 研究了通H2生长对量子阱界面的调控效应及其发光效率提升的物理机制。 室温PL光谱结果显示, GaN势垒层生长载气中引入2.5%的H2使InGaN/GaN多量子阱的发光效率提升了75%、 发光峰的峰位蓝移了17 meV、 半峰宽(FWHM)减小了10 meV。 通过功率依赖的PL光谱特征分析, 我们对InGaN/GaN量子阱中的量子限制Stark效应(QCSE)和能带填充(Band Filling)效应进行了清晰的辨析, 发现了发光峰峰位和峰宽的光谱特征主要受QCSE效应影响, H2的引入能够大幅度降低QCSE效应, 并且确定了QCSE效应被完全屏蔽情况下的发光峰能量为2.75 eV。 温度依赖的PL光谱数据揭示了通H2生长量子阱结构中显著减弱的载流子局域化行为, 显示界面质量提高有效降低了限制势垒的能量波动, 从而导致更窄的发光峰半峰宽。 PL光谱强度随温度的变化规律表明, 通H2生长并不改变量子阱界面处的非辐射复合中心的物理本质, 却能够显著减少非辐射复合中心的密度, 有助于提升量子阱的发光效率。 通过时间分辨PL光谱分析, 发现通H2生长会导致量子阱结构中更短的载流子辐射复合寿命, 但不影响非辐射复合寿命。 载流子复合寿命的变化特征进一步确认了通H2生长对量子阱结构中QCSE效应和非辐射复合中心的影响规律。 综合所有PL光谱分析结果, 我们发现通H2生长能够提高InGaN/GaN多量子阱的界面质量、 显著减弱应力效应(更弱的QCSE效应)、 降低限制势垒的能量波动以及减少界面处非辐射复合中心的密度, 从而显著提升量子阱的发光效率。 该研究工作充分显示了PL光谱技术对半导体量子结构发光性能的精细表征能力, 光谱分析结果能够为InGaN/GaN多量子阱生长提供有价值的参考。
InGaN/GaN多量子阱 光致发光光谱 量子限制Stark效应 载流子局域化 载流子复合寿命 InGaN/GaN MQWs Photoluminescence spectroscopy Quantum-confined Stark effect Carrier localization Carrier recombination lifetime 
光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1179
作者单位
摘要
1 中国海洋大学 信息科学与工程学部,山东 青岛 266100
2 重庆工程学院 电子信息学院,重庆 400056
文中提出了一种水下线激光的三维重建系统,由相机、绿色线形激光器和转台组成,通过对系统扫描获得的图像进行分析与处理,实现对目标区域的三维重建。采用边缘检测算法与基于极值法的高斯拟合法相结合的条纹中心提取算法,利用坐标转换公式,得到相应的三维点云坐标。点云处理方面,将alpha shapes边界提取算法和Delaunay三角剖分相结合,实现对点云的滤波与重建。针对实验中由于光线在不同介质表面折射造成的视角误差问题,提出了一种折射校正算法,并用已知尺寸的标准球进行了误差实验。结果表明,在500~1200 mm的工作距离内,系统可以实现对水下目标物体及区域的三维形貌还原,重建误差小于0.6 mm,满足设计要求,为水下三维重建技术提供新的参考。
水下三维成像 线形激光扫描 条纹中心提取 三维重建 Delaunay三角剖分 underwater three-dimensional imaging linear laser scanning fringe center extraction three-dimensional reconstruction Delaunay triangulation 
红外与激光工程
2022, 51(8): 20210693
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
2 Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Zhuhai), Zhuhai 519080, China
3 São Carlos School of Engineering, Department of Electrical and Computer Engineering, University of São Paulo, São Carlos, SP 13566-590, Brazil
4 e-mail: lianghw26@mail.sysu.edu.cn
5 e-mail: lijt3@mail.sysu.edu.cn
Stereoscopic microscopy is a promising technology to obtain three-dimensional microscopic images. Such microscopes are based on the parallax effect, and as such require two lenses to focus at two different points. Geometrical constraints, however, restrict their numerical apertures to about 0.2, thus limiting the system’s resolution. Higher numerical apertures (0.35) can be achieved with designs using only one bulk lens, but such systems are 10 times more costly than the conventional ones. Thus, there is a pressing need for alternative solutions to improve the resolution of stereoscopic systems. Here, we show that high-resolution and low-cost stereoscopic systems can be obtained using birefringent single-layer metalenses. We design and fabricate a birefringent metalens operating at 532 nm with a numerical aperture as high as 0.4. The metalens is then used to demonstrate high-resolution stereoscopic imaging of biological samples. The microscopic images are further displayed and perceived vividly in an autostereoscopic display. Our demonstration paves the way to a new strategy to achieve high-resolution and low-cost stereoscopic microscopes.
Photonics Research
2022, 10(6): 06001501
刘杨 1,2,3,4冯海宽 1,3,4孙乾 1,3,4杨福芹 5杨贵军 1,3,4
作者单位
摘要
1 农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室, 北京农业信息技术研究中心, 北京 100097
2 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
3 国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100097
4 北京市农业物联网工程技术研究中心, 北京 100097
5 河南工程学院土木工程学院, 河南 郑州 451191
地上生物量(AGB)是表征作物生命活动的重要参数, 对作物长势监测和产量预测尤为关键。 因此, 快速准确地获取AGB信息, 对于监测作物生长状况、 指导农业管理和提高产量具有重要的意义。 以无人机为平台搭载数码相机传感器, 因机动性强、 价格低、 空间分辨率高的优势, 能够及时准确的估算作物AGB, 已成为遥感估算研究的热点之一。 由于无人机不同飞行高度及其对应不同分辨率数码影像的AGB估算模型精度不同, 因此, 尝试在马铃薯的块茎增长期, 通过设置10, 20, 30, 40和50 m共5种无人机飞行高度, 获取不同分辨率的数码影像, 探究其对以光谱信息、 纹理特征和光谱信息+纹理特征构建AGB模型精度的影响。 首先, 基于无人机数码影像, 分别提取光谱信息和纹理特征, 通过光谱信息构建的植被指数和纹理特征, 分别结合地面试验获取的实测地上部生物量数据进行相关性分析, 分别筛选了相关系数绝对值较大的前10个影像指数和前8个纹理特征。 然后, 分别以3种输入变量整合方差膨胀因子(VIF)进行主成分分析(PCA)降维处理, 获得最佳主成分后以多元线性回归(MLR)构建AGB估算模型。 最后, 对比不同分辨率的数码影像以3种变量和同种分辨率下以同种变量构建的AGB估测模型效果。 结果发现: (1)获得的影像分辨率在0.43~2.05 cm之间变化时, 纹理特征与马铃薯AGB相关性弱于植被指数, 但都达到极显著相关水平(p<0.01), 随着数码影像分辨率降低, 二者相关性差异明显。 (2)同种分辨率影像下, 光谱信息+纹理特征估算AGB的效果最优, 其次为单一纹理特征模型, 而单一光谱模型表现效果最差。 (3)随着数码影像分辨率提高, 光谱信息、 纹理信息以及光谱+纹理信息估算AGB的精度逐渐变好。
马铃薯 地上生物量 影像分辨率 光谱信息 纹理特征 Potato Above ground biomass Image resolution Spectral information Texture feature 
光谱学与光谱分析
2021, 41(5): 1470
作者单位
摘要
1 苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215137
2 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215137
利用脉冲激光器对直径为400 μm的镍钛合金及铜丝进行激光焊接,通过设计不同的激光束偏移量对镍钛/铜异种激光焊缝形貌、显微组织、显微硬度及拉伸性能进行研究。结果表明,当激光束的入射位置由镍钛合金向铜一侧偏移时,镍钛/铜异种激光焊缝的尺寸逐渐减小,且焊缝内的元素分布由均匀分布转变为局部偏析;当激光束位于镍钛侧50 μm和中心线时,焊缝内的显微组织均为树枝状凝固组织;当激光束位于铜侧50 μm和100 μm时,焊缝由树枝晶、胞状晶和层状组织的混合组织构成。焊缝的平均硬度随着激光束位置的偏移而逐渐降低,当激光束偏移至铜一侧时,富Ni-Ti区域出现局部高硬度的现象。当激光束偏移至铜一侧100 μm时,焊缝内微裂纹的存在导致拉伸断裂在此处发生,且强度较铜母材显著下降。
激光技术 材料 脉冲激光 激光束位置 异种连接 镍钛合金 显微组织 
中国激光
2021, 48(10): 1002107
刘杨 1,2,3孙乾 1,3冯海宽 1,3杨福芹 4
作者单位
摘要
1 农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室, 北京农业信息技术研究中心, 北京 100097
2 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
3 国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100097
4 河南工程学院土木工程学院, 河南 郑州 451191
地上生物量(AGB)是作物长势评价及产量预测的重要指标, 因此快速准确地估算AGB至关重要。 由于传统植被指数(VIs)估算多生育期的AGB存在饱和现象, 因此, 利用VIs结合基于离散小波转换(DWT)的影像小波分解(IWD)技术提取的高频信息和连续小波转换(CWT)技术提取的小波系数, 探究VIs, VIs+IWD和VIs+CWT对于AGB的估算能力。 首先, 基于无人机平台分别获取马铃薯现蕾期、 块茎形成期、 块茎增长期、 淀粉积累期的数码影像和成像高光谱影像以及地面实测的AGB数据。 其次, 利用数码影像通过IWD技术提取3种高频信息和利用高光谱反射率数据通过CWT技术提取小波系数以及构建6种高光谱植被指数。 然后, 将植被指数、 高频信息和小波系数分别与AGB进行相关性分析, 并挑选出不同尺度下相关系数绝对值较高的前10波段。 最后, 以VIs, VIs+IWD和VIs+CWT这3种变量分别使用偏最小二乘回归(PLSR)方法构建AGB估算模型, 并对比不同模型估算AGB的效果。 结果表明: (1)每个生育期选取的6种植被指数、 3种高频信息和10种小波系数与AGB的相关性均达到0.01显著水平, 整个生育期相关性均呈现先升高后降低的趋势, 其中以小波系数得到的相关性最高、 高频信息次之, 植被指数最低。 (2)对比分析每个生育期的3种估算模型, 以VIs+CWT为输入变量的估算效果最好, VIs+IWD的估算效果次之, 而VIs的估算效果最差, 说明基于小波分析构建的模型适用性较广、 稳定性较强。 (3)每个生育期分别以3种变量利用PLSR方法构建的AGB估算模型均在块茎增长期达到最高精度(VIs: 建模R2=0.70, RMSE=98.88 kg·hm-12, NRMSE=11.63%; VIs+IWD: 建模R2=0.78, RMSE=86.45 kg·hm-12, NRMSE=10.17%; VIs+CWT: 建模R2=0.85, RMSE=74.25 kg·hm-12, NRMSE=9.27%)。 通过VIs分别结合IWD和CWT技术利用PLSR建模方法, 可以提高AGB估算精度, 为农业指导管理提供可靠参考。
马铃薯 地上生物量 植被指数 高频信息 小波系数 偏最小二乘回归 Potato Above-ground biomass Vegetation index High-frequency information Wavelet coefficients Partial least squares regression 
光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1205
刘杨 1,2,3,4冯海宽 1,3,4黄珏 2杨福芹 5[ ... ]杨贵军 1,3,4
作者单位
摘要
1 农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室, 北京农业信息技术研究中心, 北京 100097
2 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
3 国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100097
4 北京市农业物联网工程技术研究中心, 北京 100097
5 河南工程学院土木工程学院, 河南 郑州 451191
地上生物量(above-ground biomass, AGB)是评价作物长势及其产量估测的重要指标, 对指导农业管理具有重要的作用。 因此, 快速准确地获取生物量信息, 对于监测马铃薯生长状况, 提高产量具有重要的意义。 于马铃薯现蕾期、 块茎形成期、 块茎增长期、 淀粉积累期、 成熟期获取成像高光谱影像、 实测株高(heigh, H)、 地上生物量和地面控制点(ground control point, GCP)的三维空间坐标。 首先基于无人机高光谱灰度影像结合GCP生成试验田的DSM(digital surface model, DSM), 利用DSM提取马铃薯的株高(Hdsm); 然后利用无人机高光谱影像计算一阶微分光谱、 植被指数和绿边参数, 进而分析高光谱特征参数(hyperspectral characteristic parameters, HCPs)和绿边参数(green edge parameters, GEPs)与马铃薯AGB的相关性, 每个生育期筛选出相关性较高的前7个高光谱特征参数和最优绿边参数(optimal green edge parameters, OGEPs); 最后基于HCPs, HCPs加入OGEPs, HCPs加入OGEPs和Hdsm的组合利用偏最小二乘回归(partial least square regression, PLSR)和随机森林(random forest, RF)估算不同生育期的AGB。 结果表明: (1)提取的Hdsm与实测株高H高度拟合(R2=0.84, RMSE=6.85 cm, NRMSE=15.67%); (2)每个生育期得到的最优绿边参数不完全相同, 现蕾期、 块茎增长期和淀粉积累期OGEPs为Rsum, 块茎形成期和成熟期OGEPs分别为Drmin和SDr; (3)与仅使用HCPs估算AGB相比, 使用HCPs加入OGEPs, HCPs加入OGEPs和Hdsm在马铃薯不同生育期可以提高AGB估算精度, 且以后者为自变量提高精度的幅度更大; (4)每个生育期利用PLSR和RF估算AGB的建模和验证R2从现蕾期到块茎增长期呈上升趋势, 随后开始降低, 整体上R2呈先上升后下降的趋势, 通过PLSR方法构建的估算AGB模型效果优于RF方法, 其中块茎增长期表现效果最好。 因此, 高光谱特征参数中结合最优绿边参数和株高, 并使用PLSR方法可以改善马铃薯AGB的估算效果。
马铃薯 地上生物量 高光谱特征参数 绿边参数 株高 Potato Above-ground biomass Hyperspectral characteristic parameter Green edge parameter Plant height 
光谱学与光谱分析
2021, 41(3): 903

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