Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Physics and Electronic Information, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
2 Yunnan Key Laboratory of Optoelectronic Information Technology, Kunming 650500, China
3 Key Laboratory of Advanced Technique & Preparation for Renewable Energy Materials, Ministry of Education, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
Organic–inorganic hybrid perovskite formamidinium lead bromide nanosheet (FAPbBr3 NS) is regarded as a superior substance used to construct optoelectronic devices. However, its uncontrollable stability seriously affects its application in the field of photodetectors. In this paper, FAPbBr3 is combined with cadmium sulfide nanobelt (CdS NB) to construct a hybrid device that greatly improves the stability and performance of the photodetector. The response of the FAPbBr3 NS/CdS NB detector under 490 nm light illumination reaches 5712 A/W, while the response of the FAPbBr3 photodetector under equivalent conditions is only 25.45 A/W. The photocurrent of the FAPbBr3 NS/CdS NB photodetector is nearly 80.25% of the initial device after exposure to air for 60 days. The difference in electric field distribution between the single material device and the composite device is simulated by the finite-difference time-domain method. It shows the advantages of composite devices in photoconductive gain and directly promotes the hybrid device performance. This paper presents a new possibility for high stability, fast response photodetectors.
organic–inorganic hybrid perovskite stability finite-difference time-domain photodetector Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022502
1 北京建筑大学土木与交通工程学院，建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室，北京 100044
2 北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044
3 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083
4 北京建筑大学建筑与城市规划学院，北京 100044
5 北京建筑大学建筑遗产研究院，北京 100044
本文采用X射线荧光分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、压汞测试(MIP)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等手段，研究了产地来源和陈化方式对石灰成分、结构和宏观性能的影响。结果表明：不同产地石灰中Ca和Mg元素的含量不同。石灰在陈化过程中，陈化方式、产地来源和陈化时间均会影响氢氧化钙的晶粒尺寸和晶体形貌，氢氧化钙的晶粒尺寸均随着陈化时间的延长而减小；浸水陈化效果优于密封陈化和天然陈化效果；产自南石楼地区的石灰采用浸水陈化时所制备的石灰晶粒尺寸更小，活性更高，氢氧化钙含量更高，在成型硬化和养护后可以形成更加致密的微结构，且具有更优异的力学性能。本研究将为古建修缮用石灰的制备和工程应用提供指导。
产地来源 陈化方式 石灰 组成 微观结构 力学性能 origin aging way lime composition microstructure mechanical performance
针对全固态直线变压器驱动源（LTD）中大规模开关同步触发的需求，基于游标法和预相移技术设计了一种全新的双通道同步高分辨率数字时间转换器（DTC）。在原有游标DTC的基础上提前计算不同生成脉冲相位重合位置的关系，通过相位移动和相位检测使时钟信号提前满足相位关系，以实现同时触发多个不同宽度脉冲信号的目的。详细阐述了DTC的实现原理和电路设计模块，并对其进行了仿真和现场可编程门阵列（FPGA）实现，同时对实现结果进行测试、分析和讨论。在Xilinx ARTIX-7 FPGA开发板上实现了第一个脉冲信号的分辨率为0.85 ps，微分非线性（DNL）和积分非线性（INL）分别为−1.255～1.166 LSB和−7.33～7.05 LSB。 第二个脉冲信号分辨率为17.1131 ps， DNL和INL分别为−0.0987～0.105 LSB和−0.717～0.735 LSB, 且在0～80 ℃的环境温度中依旧可以保证DTC的性能。结果表明此DTC具有实现简单、成本低， 性能高效等优点。
数字时间转换器 游标法 预相移 模式时钟管理器 同步触发 digital-to-time converter vernier method pre-phase shift MMCM synchronous trigger 强激光与粒子束
2023, 35(3): 035006
1 北京建筑大学建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室，北京 100044
2 北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044
3 北京建筑大学建筑与城市规划学院，北京 100044
4 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083
长城是世界文化遗产，长城灰浆是其保护修缮中的关键材料。本研究通过X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析、热重分析、场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱分析等对延庆及怀柔地区长城砌筑灰浆以及延庆长城不同部位灰浆的成分组成、晶体结构、微观形貌等进行系统剖析。结果表明，延庆和怀柔地区长城砌筑灰浆成分差异较大，怀柔灰浆中Mg、Si和有机物含量远高于延庆灰浆，这是由于怀柔灰浆石材原料中可能含有较多的菱镁矿，而且怀柔灰浆中含有少量的砂子。两地砌筑灰浆中均含有糯米，糯米使CaCO3晶粒尺寸变小，结构更致密。同一地区不同部位和用途的灰浆组成也存在差异:灌浆灰浆与其他种类的灰浆差异较大，含有较多的砂子和石子，石缝灰浆中含有少量的细砂；路面砌筑灰浆碳化不充分，含有少量的Mg(OH)2和Ca(OH)2；砖砌筑、勾缝、路面砌筑灰浆中检测到糯米的存在，灌浆和石缝灰浆中未检测到糯米。本研究将为长城修复灰浆的配制提供理论依据。
明代长城 灰浆 糯米 成分 微结构 差异 the Great Wall of Ming Dynasty mortar glutinous rice composition microstructure difference
针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题，提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案。根据现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术和半导体激光的工作原理，搭建了半导体激光驱动电路的一般模型，并进行了仿真与实验分析。以FPGA开发板为控制核心，使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动芯片DE375作为开关，实现驱动电源及半导体激光器的精密控制。该电路输出的脉冲电流幅值可达40 A，脉冲宽度为5~200 ns，重复频率为0~50 kHz，上升沿宽度小于5 ns，有效增强了半导体激光器驱动电路的功能。
激光器 半导体激光器 脉冲宽度调制 驱动电源 高速金属氧化物半导体场效应晶体管 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2114001
提出一种分区间曲线拟合方法来准确获取干涉条纹的中心点。该方法根据干涉条纹图灰度值分布规律, 首先对干涉条纹R值图进行高斯低通滤波, 在保留原始条纹信息的基础上去除噪声;然后,在滤波后的图像中选取法线方向的一列像素值,得出灰度分布曲线;最后,截取邻近峰值的一段图像,对增、减两个区间进行分段曲线拟合,求得两段曲线拟合函数的交点即为干涉条纹中心。实验证明,该方法具有较好的曲线拟合效果,其速度相对于Steger算法提高了近10倍。该算法能有效地根据干涉条纹灰度分布规律得到干涉条纹中心点,具有运算简便、精度高、抗干扰的特点。
测量 干涉位移测量 中心点提取 区间拟合 高斯滤波 激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0812002
针对光通信应用中一些光源输出波长和功率稳定性差的问题, 研制了一种基于垂直腔面发射(VCSEL)的光传输用多波长稳定光源。详细描述了稳定光源的结构和工作原理, 测试了其输出波长分别为660 nm、850 nm、1310 nm、1490 nm和1550 nm时的中心波长、输出功率以及输出功率的短时间和长时间稳定性。测试结果表明: 该稳定光源具有良好的性能, 适合作为光通信传输用的稳定光源。
垂直腔面发射 光传输 光通信 多波长 稳定光源 vertical cavity surface emission optical transmission optical communication multi-wavelength stable light source
强激光与粒子束
2019, 31(12): 124001
针对现有的测量系统中线结构光标定方法存在的局限性,设计了一种新的标定方法。该方法通过避免光条与靶标参照物上的棋盘相交,提高了特征点的提取精度,并通过增加用于拟合光平面的特征点数量来提高标定的精度。连接光条中心任意特征点与相机中心以形成一条直线;联立直线方程与靶标参照物平面方程,求解特征点在相机坐标系下的坐标,继而求解2条及以上的光条中心点在相机坐标系下的坐标;基于最小二乘法,利用所有光条中心特征点计算光平面在相机坐标系下的方程。实验结果表明,该方法的准确性和鲁棒性均优于现有的标定方法。
成像系统 线结构光 光平面标定 坐标转换 非接触测量 激光与光电子学进展
2019, 56(22): 221101
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 兰州大学 信息科学与工程学院, 兰州 730000
针对医用重离子加速器装置(HIMM)同步加速器对于高频系统不同能量波形输出的需求, 设计实现可输出不同能量对应腔体电压及偏磁电流波形的同步信号源。该系统以ARTERA公司FPGA作为核心处理元件, 接收并处理多组腔体电压及偏磁电流波形文件, 同时以DAC作为输出单元, 通过接收同步光触发信号实现不同能量对应给定波形信号的无缝切换及同步输出, 完成HIMM同步高频信号源的设计。测试结果表明, 该信号源工作稳定, 可实现各种不同能量对应波形的无缝切换及同步输出, 其性能完全满足HIMM系统对碳离子捕获加速的要求。相比于商业任意波形发生器产品, 该系统价格低廉, 且模块化的设计易于集成, 可广泛应用于其他需产生任意波形信号的场合。
腔体电压 偏磁电流 无缝切换 同步信号源 FPGA FPGA cavity voltage bias current seamless switching synchronous signal source 强激光与粒子束
2018, 30(10): 105102
