1 华北电力大学 电气与电子工程学院，保定 071003
2 华北电力大学 河北省电力物联网技术重点实验室，保定 071003
3 华北电力大学 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室，保定 071003
为提高Sagnac型温度传感器的测温范围和灵敏度，提供了一种具有高双折射高温度灵敏度特性的光子晶体光纤设计方法。通过在光纤空气孔内填充温敏液体材料，使光纤具有良好的温敏特性。在COMSOL中建立该光子晶体光纤的电磁场模型并对光纤特性进行分析计算，利用有限元法分析结构参数对双折射和光纤双折射温度灵敏度的影响，并在所确定结构基础上研究了温敏液体的填充方式和填充液体类型对光纤温敏特性的影响。确定了最优的结构和液体填充方式，最优情况下该光纤的双折射温度灵敏度能够达到2.050 7×10-5/℃，在1 550 nm处可获得5.96×10-2的双折射。将2 mm光子晶体光纤应用于Sagnac型温度传感器中并进行传感性能仿真分析，利用多项式拟合的方法对结果数据进行拟合以分析传感器的温度灵敏度，提高拟合准确性、减小测量误差。结果表明在0~75 ℃范围内传感器平均灵敏度可达11.28 nm/℃，与现有典型Sagnac型温度传感器相比，本文Sagnac型温度传感器在尽量减小光纤长度的基础上获得了较高的温度灵敏度，并且测温范围更大、准确性更高。因此，该传感器在温度测量领域有一定的应用前景。
光子晶体光纤 Sagnac型温度传感器 双折射 温度灵敏度 乙醇填充 Photonic crystal fiber Sagnac temperature sensor Birefringence Temperature sensitivity Ethanol filling
1 湖北工业大学材料与化学工程学院,武汉 430068
2 江西德锆美瓷有限公司,九江 332500
3 江西赛瓷材料有限公司,九江 332500
氧化锆陶瓷具有优异的力学性能、化学稳定性和白色美学特性, 已广泛用于与牙齿相关的修复体中, 如牙冠、牙桥、基台以及最近的种植体。然而, 氧化锆陶瓷的生物安全性受到低温老化(LTD)的威胁。LTD现象发生在低温潮湿环境中, 例如在人体环境中, 氧化锆陶瓷的强度在短期内迅速降低, 进而导致早期失效。本文从表征方法、影响因素以及老化理论模型等角度, 对近年来各国学者对氧化锆陶瓷LTD现象开展的相研究进行了综述, 并对相关研究结果进行梳理了及归纳。
氧化锆陶瓷 低温老化 相变 稳定剂 晶粒尺寸 相组成 zirconia ceramics low-temperature degradation phase transformation stabilizer grain size phase composition
陶瓷膜因具有机械强度高、耐高温、化学稳定性好、孔径分布可控、再生性能好和环境友好等诸多优势而被应用于众多行业。然而, 其生产成本较高导致市场占有率低。此外, 陶瓷膜还面临高渗透性和高选择性不能兼备的难题, 这限制了其大规模应用。本文综述了采用廉价原料、添加烧结助剂和优化制备工艺来降低非对称陶瓷膜生产成本以及提高其性能方面的研究, 分析了相关措施对陶瓷膜的利弊, 并展望了陶瓷膜未来的发展方向和应用前景。
非对称陶瓷膜 低成本 高性能 廉价原料 烧结助剂 制膜工艺优化 asymmetric ceramic membrane low cost high performance cheap raw material sintering aid membrane preparation process optimization
河北科技大学 信息科学与工程学院，河北 石家庄 050000
为解决传统频谱分析系统存在测试速度慢、对瞬态信号侦测分析不精确、实时性差的问题，提出了频率模板触发技术结合可重构计算，实现系统的超高速数据捕获、侦测与分析。频谱显示采用数字荧光显示技术，信号频谱展现更加实时、直观、精确。实测结果表明：该系统在可接受的性能损失范围内，提高了对信号的分析精确度。可重构计算使系统运行更高效，降低了传统频谱分析方法的能量消耗，使系统在大带宽情况下仍可实现对瞬态信号和复杂信号的实时精准分析。
瞬变信号 信号捕获 频谱分析 频率模板触发 可重构计算 频谱视图 数字荧光显示 transient signal signal capture spectrum analysis Frequency Mask Trigger reconfigurable calculation spectrum view digital fluorescent display 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(6): 1020
河北科技大学 信息科学与工程学院，河北 石家庄 050000
基于板载惯导模块的高精确度接收机提供的定位信息和姿态信息，通过旋转坐标系的方法，推导出地理坐标系下天线对星角度，并对现有的天线对星数学模型进行改进，引入地球卯酉圈曲率半径和天线高度，提高了地理坐标系下天线指向角度的精确度。另外，引入姿态信息，建立载体坐标系下天线对星角度模型，减少载体姿态变化带来的影响。最后通过仿真实验表明，改进的算法在一定程度上提高了对星角度的精确度。
旋转坐标系 对星数学算法 模型修正 精确度 rotating coordinate system algorithm of aligned satellite model correction accuracy 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(6): 992
河北科技大学 信息科学与工程学院，河北 石家庄 050000
为解决射频信号接收系统前端因强电磁干扰而发生的互调干扰、阻塞和饱和等问题，设计基于宽带匹配网络优化了一款高效率宽带接收机。该接收机模块工作频率覆盖整个S波段，其采用4线制SPI接口，根据上位机的指令完成链路控制。除此之外，采用7阶巴特沃斯低通滤波器设计，严格保证带内最佳平坦度和端口驻波比。实测结果表明，该接收机模块实现了100?kHz~6?GHz的信号放大和下变频，并以140?MHz和100?kHz~19.999?MHz的中频输出，具备内外部10?MHz参考时基自动切换功能。可见射频接收前端优化设计可实现对目标侦测频段内信号的高选择性跟踪预选，使接收系统对强干扰信号进行有效抑制。
接收机 大动态范围 选频限幅 频率合成器 receiver high dynamic range frequency limiting frequency synthesizer 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(5): 842
1 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程中心,上海 200093
太赫兹滤波器在通信、传感、成像等领域有着广泛的应用。提出了一个基于半导体材料砷化镓的周期性微结构可调谐太赫兹滤波器,并对半导体材料的电介质特性以及微结构的太赫兹滤波特性进行模拟研究。提出了基于光栅结构的太赫兹滤波器,用CST软件时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真,0.1~5.0 THz频段的太赫兹波垂直入射光栅表面,在225~325 K范围内可获得工作频率为0.35~1.51 THz,1.16 THz的滤波带宽,同时保持透过率在85%以上,这对太赫兹滤波器的滤波带宽和透过率的提升具有重大意义。
半导体材料 太赫兹滤波器 温控可调谐 微结构 有限时域差分法 semiconductor material terahertz filter thermally tunable microstructure finite difference time domain method
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
给出了一种适用于空间应用的全固态高重复频率窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔, 以LD侧面抽运Nd∶YAG板条, 磷酸氧钛铷(RTP)晶体作为电光调Q开关, 并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率为1 kHz、平均功率为1.15 W、脉冲宽度为1.3 ns、光束质量因子M2为M2x=1.20和M2y=1.23、波长为1064 nm的脉冲激光输出。激光器结构紧凑, 性能良好, 可作为未来新型空间探测激光雷达系统的光源。
激光器 固体激光器 激光光学 电光调Q 高重复频率 窄脉冲
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
平面波导激光器是板条激光器与光纤激光器的良好结合体, 其结合了两者的优点且避免了各自的缺点, 极高的宽高比率使流经工作区的一维梯度热流控制了热透镜效应, 同时对横向光束质量具有良好的控制; 通过增加工作区的宽和长可以增大输出功率, 大发散角的抽运光可以被约束在大数值孔径的波导结构中, 激光亮度极高。介绍了平面波导激光器的制备与材料以及发展, 综述了已报道的平面波导激光器相关研究, 并展望了其未来的发展。
激光器 全固态激光器 平面波导激光器 进展 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 050004
