一阶逼近格林瓦尔-莱特尼科夫(G-L)加权系数的计算具有准确快速的递推公式，而高阶逼近鲁比希加权系数的求解则复杂度高，计算消耗时间长。本文通过傅里叶变换证明了鲁比希算子的逼近阶，并基于移位鲁比希算子提出一类四阶逼近的加权移位鲁比希差分(WSLD)算子。从数字信号处理角度分析 WSLD算子滤波特性，设计基于 WSLD算子的分数阶数字 FIR微分滤波器并进行数值仿真验证。对比 Al-Alaoui、鲁比希 2种典型分数阶算子，结果表明，利用 WSLD算子求解分数阶数字 FIR滤波器滤波系数的算法简单、高效，且相对其他算子能有效减小吉布斯效应影响。
鲁比希加权系数 WSLD算子 滤波特性 分数阶 FIR微分器设计 Lubich weighting coefficient Weighted Shifted Lubich Difference operators filtering characteristics fractional order FIR differentiator design 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 652
中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室, 陕西西安 710100
空间信息网络中时间敏感业务的实时性、确定性和可靠性要求对基于存储转发方式的传统以太网交换提出巨大挑战。提出一种基于门控制的星载时间敏感网络调度算法, 设计星载时间敏感网络交换方案; 针对卫星业务突发的特点, 提出一种基于时分复用的门控制列表生成方法, 对该调度算法在不同业务流量特征背景下的确定性时延及时延抖动性能进行仿真分析。仿真结果表明, 所提算法的最小时延减小至 10 μs量级, 最小时延抖动为 0, 满足空间时间时敏业务的确定性传输要求, 提高了空间信息网络业务传输的确定性、可靠性、灵活性。
门控制 时间敏感 以太网 调度 确定性 gate control time-sensitive ethernet scheduling deterministic 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(11): 1150
1 中国空间技术研究院, 北京 100094
2 中国空间技术研究院西安分院 空间微波技术国家级重点实验室, 西安 710100
为了能够充分利用微波光子倍频优势并简化系统复杂度, 提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和单行载流子光电二极管(UTC-PD)的宽带太赫兹矢量信号产生及光纤传输方案, 通过适当地调整DPMZM直流偏压和调制指数, 矢量信号被调制在光波的+3阶边带, 本振信号被调制在光波的-3阶边带, 并采用VPI软件对方案进行了仿真验证。仿真结果表明: 当系统采用36.7 GHz的本振信号六倍频后, 产生了载频为220 GHz、码速率为20 GSym/s的正交相移键控的太赫兹矢量信号, 经1~4 km的光纤传输, 接收机功率损失小于3 dBm。
太赫兹 矢量信号 单行载流子光电二极管 双平行马赫-曾德尔调制器 六倍频 terahertz, vector signal, uni-traveling-carrier ph
1 1.浙江大学 光电科学与工程学院, 杭州 310027
2 2.宁波匠心快速成型技术有限公司, 宁波 315000
传统“荧光粉+有机硅脂”荧光转换体的热导率低, 且物理化学稳定性差, 不能应用于高功率白光LED领域。全无机荧光块体材料可以规避有机封装, 具有更高的热导率, 但这类材料面临着成本高且极难实现立体结构的问题。本工作基于非晶态纳米二氧化硅, 得到一种包含(Gd,Y)AG:Ce荧光粉、可在紫外光下固化的浆料, 并通过光固化成型、空气排脂、无压烧结, 制备了一种(Gd,Y)AG:Ce荧光粉-石英玻璃复合材料。该荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下发射峰值位于575 nm的宽带橙黄光, 且内量子效率大于90%。研究结果表明, 在致密化烧结过程中, (Gd,Y)AG:Ce荧光粉与石英玻璃之间的界面反应非常微弱, 因此荧光粉能够完好地嵌入到石英玻璃中。该全无机荧光转换体可以用于封装相关色温小于4500 K、显色指数大于75和流明效率为74 lm·W-1的高功率暖白光LED。所构建的激光照明器件的饱和激光功率密度可达2.84 W·mm-2, 此时光通量为180 lm。此外, 所提出的制备方法与3D打印兼容, 可以批量化制造出具有复杂立体结构的荧光转换体。该技术有望推动高功率白光LED朝着个性化和模块化发展。
荧光粉 玻璃陶瓷 暖白光 3D打印 glass-ceramics phosphors warm white light 3D printing
单晶硅晶格间距是许多重要物理常数测量的基础。本文介绍了硅晶格间距测量技术的发展历程，包括X射线干涉仪直接测量和晶格比较仪间接测量两种方法，以及影响测量结果不确定度的关键因素。得益于晶格间距测量的进展，在纳米尺度，硅晶格间距被国际计量局(BIPM)批准成为新的米定义复现形式。最后介绍了硅晶格在计量学中的应用，以及基于硅晶格实现纳米几何量测量的溯源体系的研究趋势。
单晶硅 晶格间距 X射线干涉仪 晶格比较仪 纳米计量 single crystal silicon lattice spacing X-ray interferometer lattice comparator nano metrology
1 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
2 北京航空航天大学 宇航学院, 北京 100191
针对空间精密有效载荷低阶模态振动抑制问题, 提出了一种采用基于经典的两参数隔振器和柔性Stewart平台设计的有效载荷主被动隔振平台进行主动控制的策略。该策略的核心思想是在有效载荷隔振平台中施加Skyhook阻尼和陷波器相结合的主动控制来进一步改善传统平台的振动衰减能力。首先, 对已研制的有效载荷隔振平台样机进行了简单介绍, 并建立了微重力环境中有效载荷的理论刚体动力学模型, 用于装置的隔振性能评估和控制器设计; 然后, 给出了控制器设计; 最后, 通过实验验证了组合控制的有效性。实验结果表明: 在仅使用Skyhook控制的传统隔振平台样机中, 上平板17.4 Hz和34.8 Hz附近的柔性模态仍然易被激起, 造成隔振平台沿竖直方向振动传递率幅频特性曲线在这两处频率附近有明显的共振峰; 而组合控制成功地使相应的峰值分别下降了约12.2 dB和10.19 dB。所提出的策略能够提高对航天器本体扰动的减缓水平, 极大程度地减弱目标柔性模态频率附近的干扰, 实现高性能抑振。
空间精密有效载荷 振动抑制 Stewart平台 Skyhook阻尼 陷波器 space precision payloads vibration suppression Stewart platform Skyhook damper notch filter 光学 精密工程
2020, 28(11): 2507
热载荷是导致红外探测系统失效的主要原因之一，因此本文利用 ANSYS Workbench软件对某红外成像光学探测组件进行不同温度载荷下的热-结构耦合分析。首先观察光学镜头与探测器之间后截距在不同温度载荷下的响应；然后利用光学软件 ZEMAX得到后截距变化时理论上光学的成像质量；最后通过实验验证了理论计算模型，同时得到了不同温度载荷下光学探测系统的变形规律，发现探测器安装材料的热传导系数与热膨胀系数都会影响到探测系统的稳定性。本文的研究工作对红外成像光学探测系统的设计、优化以及可靠性方面具有重要的指导意义。
光学探测 热-结构 成像 稳定性 optical detection, thermal-structure, imaging, rel
远红外线是一种热辐射，对人类健康具有较好的生物效应。作为一种便捷无创的重要物理疗法，远红外在疾病的诊断、治疗等临床领域中已得到广泛应用。本文收集了近年来远红外在医学临床应用方面的相关研究文献，对远红外的生物效应机制及其在疾病诊断、痛经、慢性疼痛、咳嗽、压疮、肿瘤、腹泻等疾病治疗中的应用进行了总结，为临床疾病的诊断和疗效评价提供参考依据，以促进远红外的临床应用与发展。
远红外线 生物效应 疾病诊断 临床治疗 far infrared, biological effect, disease diagnosis
1 内蒙古师范大学 物理与电子信息学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010022
3 吉林大学 口腔医学院, 吉林 长春 130021
4 大连路明发光科技股份有限公司, 辽宁 大连 116025
采用CaxSi合金前驱物和EuB6常压氮化制备了CaAlSiN3∶Eu2+氮化物红色荧光粉。研究了不同烧结温度、添加助熔剂及二次烧结对发光性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计对发光材料的形貌、晶体结构、发光性能与热稳定性进行了研究。分析结果表明: 通过合金前驱物常压氮化法得到的氮化物荧光粉具有CaAlSiN3结构, 空间群为Cmc21。CaAlSiN3∶Eu2+红色荧光粉的最佳烧结温度为1 550 ℃。添加质量分数为6%的 SrF2助熔剂后, 荧光粉发光强度的提升效果最好。添加6% SrF2助熔剂及二次烧结后得到的荧光粉的晶粒生长更加完整, 颗粒度明显改善, 发射光谱的相对强度也明显提高, 比未加助熔剂单次烧结的荧光粉相对强度提高了近一倍。将发射峰位在640 nm的Ca0.98AlSiN3∶0.02Eu2+红色荧光粉应用在白光LED的封装中, 获得了色温为3 109 K、显色指数为92.5以及色温为4 989 K、显色指数为95.8的高显色白光LED, 说明本文合成的氮化物红色荧光粉可以实现暖白光和正白光高显色的白LED发光器件。
合金前驱物 氮化物 CaAlSiN3∶Eu2+红色荧光粉 EuB6掺杂 alloy precursors nitride CaAlSiN3∶Eu2+ red phosphor EuB6-doped
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
2 中国计量科学研究院，北京 100013
3 浙江工业大学机械工程学院，浙江 杭州 310014
设计了一套紫外光学线宽测量系统用于微纳线宽、栅格的测量。在原有深紫外显微镜的基础上，设计了新的探测光路，在成像面设置针孔接收来自样品的光信号，用样品扫描方式来得到样品轮廓。该装置使用紫外光学检测设备减小对象的衍射尺寸，提高检测分辨率，使用激光干涉仪对被测线宽进行溯源。用白光CCD图像实现自动聚焦，确定待测线宽样板平面位置。采用压电陶瓷纳米台在轴向采取序列图像，用聚焦评价函数来判定聚焦清晰度。通过对多种自动聚焦算法性能的比较，采用小波分解自动聚焦算法。确定了紫外成像系统的小波基、分解层数、小波消失矩等参数。
紫外光学显微镜 自动对焦 小波 ultraviolet optical microscope auto-focus wavelet
