中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
提出一种光栅 X 射线相衬断层扫描中吸收信号环形伪影的去除方法。该方法采用正弦图域和重建图域结合的处理算法。对于弱伪影, 通过正弦图域的排序和滤波去除。而对于强伪影, 首先根据环形伪影在极坐标系的表现, 计算残差图像, 转换到笛卡尔坐标系得到伪影像素和样品的边界; 进而使用基于机器学习的图像分割方法获取每一类样品的分布, 同时为了保护边界信息, 通过形态学操作获得样本的内部区域; 最后再利用残差图像的分布特征定位伪影像素, 并使用临近非伪影像素均值替代。实验结果表明该方法可以在不破坏样品边界的前提下有效地去除图像中的环形伪影。
层析图像处理 光栅 X 射线成像 相位衬度断层扫描 环形伪影 tomographic image processing grating-based X-ray imaging phase contrast tomography ring artifacts
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
3 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
针对p型GaN IMPATT制造工艺仍未成熟，提出了一种In04Ga06N/GaN n-n型异质结构来取代常规p-n结构，使GaN IMPATT二极管工作在IMPATT模式下。研究了这种n-n型In04Ga06N/GaN碰撞电离雪崩渡越时间(IMPATT)二极管的噪声特性，与同等条件下的传统GaN基p-n结IMPATT二极管作比较。结果表明，在不同偏置电流密度和不同InGaN层厚度下，该器件的噪声特性均好于传统p-n结构。结合器件交流输出特性可以得知，In04Ga06N/GaN同型异质结IMPATT器件不仅在功率效率上优于GaN p-n结构，其噪声性能表现亦优于传统GaN p-n结构，特别是在高频段的噪声特性优势更加明显。该研究可以为GaN基IMPATT器件的设计提供更多的思路和参考。
异质结 均方噪声电压 噪声测度 InGaN/GaN InGaN/GaN heterojunction IMPATT IMPATT mean square noise voltage noise measure
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210980
1 西北大学 信息科学与技术学院，西安 710127
2 西北大学 物理学院，西安 710127
随着生物传感器应用的日益广泛，对新型生物传感器的开发已成为世界科技发展的重要战略。作为直接宽禁带半导体的氧化锌（ZnO），因具有无毒性、生物相容性良好、物理化学性能稳定等优异性能而被应用于电子器件、光电子器件、生物传感器等领域，尤其基于纳米ZnO的生物传感器研究已成为防疫和医疗领域的一个新热点。本文介绍了目前纳米ZnO的几种主要制备方法（包括水热法、磁控溅射法、溶胶凝胶法和原子层沉积法等）及其优缺点，对比分析了所制备ZnO的优异性能尤其增强性能的方法（如优化工艺、掺杂、复合、异质结等）。着重阐述了纳米ZnO材料在生物传感器领域的应用，根据其信号处理元件的工作原理不同，将ZnO纳米材料所制备的生物传感器分为电化学生物传感器、光学生物传感器、压电生物传感器、热学生物传感器等，分别详细介绍了其结构、工作原理及其对生物检测的突出性能与发展现状。最后，对纳米ZnO生物传感器目前所面临的挑战和未来的发展趋势进行了总结和展望。
氧化锌 生物传感器 纳米材料 光学传感器 电化学传感器 Zinc oxide Biosensors Nanomaterials Optical sensors Electrochemical sensors 光子学报
2022, 51(10): 1016001
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
3 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
利用p型宽带隙材料SiC替代p型GaN, 制作了一种p-SiC/n-GaN异质结双漂移(DDR)IMPATT二极管。对器件的交流大信号输出特性进行数值模拟仿真。结果表明, 相比传统GaN单漂移(SDR)IMAPTT二极管, p-SiC/n-GaN新结构DDR器件的击穿电压、最佳负电导、交流功率密度和直流-交流转换效率都获得了显著提高, 器件具有更宽的振荡频带。该器件新结构在交流功率密度方面具有显著的应用潜力, 交流功率密度达到1.97 MW/cm2。该二极管是基于宽带隙半导体材料设计, 这为GaN、SiC材料IMPATT器件的设计与制造提供参考价值。
双漂移 异质结 碳化硅 氮化镓 IMPATT二极管 DDR heterojunction SiC GaN IMPATT diode
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
提出了一种In04Ga06N/GaN同型异质结构IMPATT二极管。传统GaN基IMPATT器件中存在P型GaN制造工艺不成熟的问题, 本研究方案可成为GaN基IMPATT器件的替代设计方案。详细研究了In04Ga06N/GaN异质结和PN结两种不同结构IMPATT二极管的直流、交流输出特性。结果表明, In04Ga06N/GaN IMPATT二极管在不使用P型GaN的情况下, 可达到优于传统PN结IMPATT二极管的性能。
效率 同型异质结 铟镓氮 IMPATT二极管 efficiency homo-heterojunction InGaN IMPATT diode
Huan Wang 1,2,3Lu Guo 1,2,3Wu Zhao 1,2,3Guangcan Chen 1,2,3[ ... ]Lingjuan Zhao 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, 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 Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Beijing 100083, China
We report a distributed-Bragg-reflectors-based 4 × 40 GHz mode-locked laser diode (MLLD) array monolithically integrated with a multimode interference (MMI) combiner. The laser produces 2.98 ps pulses with a time-bandwidth product of 0.39. The peak wavelength of the MLLD array can be tuned by 8.4 nm while maintaining a good mode-locked state. The four mode-locked channels could work simultaneously with the peak wavelength interval around 3 nm.
140.5960 Semiconductor lasers 140.4050 Mode-locked lasers Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111402
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
X射线光栅相衬成像对弱吸收物质成像能够获得较高的图像衬度, 然而使用高分辨探测器, 成像时间长。此外, 受光栅工艺限制, 成像能量通常在30 keV左右。文中基于投影成像原理, 大大放宽了对光栅工艺的要求, 提高了成像能量。同时, 利用医用CT球管以及医用探测器, 基于周步进扫描模式, 实现了快速相衬CT成像。在国家同步辐射实验室搭建的成像系统上, 完成了80 kV管电压(等效能量约48 keV)180 mA管电流, 物体80 s曝光的二维和三维成像实验。针对实验结果, 进一步探讨了提高密度分辨率的方法和途径。
快速成像 高能成像 光栅相衬成像 医用CT球管 医用探测器 fast imaging high energy imaging grating-based phase contrast imaging medical CT tube source medical detector 红外与激光工程
2019, 48(8): 0825004
Author Affiliations
Abstract
1 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory, Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing 210016, China
2 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
In this Letter, we reported the preliminary results of an integrating periodically capacitive-loaded traveling wave electrode (CL-TWE) Mach–Zehnder modulator (MZM) based on InP-based multiple quantum well (MQW) optical waveguides. The device configuration mainly includes an optical Mach–Zehnder interferometer, a direct current electrode, two phase electrodes, and a CL-TWE consisting of a U electrode and an I electrode. The modulator was fabricated on a 3 in. InP epitaxial wafer by standard photolithography, inductively coupled plasma dry etching, wet etching, electroplating, etc. Measurement results show that the MZM exhibits a 3 dB electro-optic bandwidth of about 31 GHz, a Vπ of 3 V, and an extinction ratio of about 20 dB.
130.3120 Integrated optics devices 250.4110 Modulators 230.4205 Multiple quantum well (MQW) modulators Chinese Optics Letters
2019, 17(6): 061301
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics (WNLO), School of Optical and Electronic Information,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
An effective theoretical analysis method is presented to analyze different linear optical signal processing functions with optical filters reported in literatures. For different applications, the optical filters are supposed to operate on the analog or digital part of the signal separately, namely analog spectrum conversion and digital spectrum conversion. For instance, the return-to-zero (RZ) to non-return-to-zero (NRZ) format conversion for intensity or phase modulated signals are based on the analog spectrum conversion process, while the (N)RZ to (N)RZ phase-shift-keying (PSK) format conversion, logic NOT gate and clock recovery for RZ signals are based on the digital spectrum conversion process. Theoretical analyses with the help of numerical simulation are used to verify the reported experimental results, and all the experimental results can be effectively analyzed with this analytical model. The effect of the transmission spectrum of the filter on the performance of the converted signal is investigated. The most important factor is that the theoretical analysis provides an effective way to optimize the optical filter for different optical signal processing functions.
linear optical signal processing linear optical signal processing format conversion format conversion optical filter optical filter clock recovery clock recovery logic gate logic gate Frontiers of Optoelectronics
2016, 9(3): 377
