1 长春理工大学 材料科学与工程学院， 吉林 长春 130012
2 湖北新华光信息材料有限公司， 湖北 襄阳 441100
3 西南技术物理研究所， 四川 成都 610041
4 长春理工大学 光电功能材料教育部工程研究中心， 吉林 长春 130012
硼硅酸盐玻璃在探测领域作为闪烁基质材料具有天然的优势。本研究基于应用需求制备了Ce3+离子掺杂硼硅玻璃闪烁材料60B2O3?6SiO2?3Al2O3?5BaO?15Na2O?10La2O3?1Sb2O3。基于密度和FT?IR光谱对玻璃的结构进行了分析，结果表明加入的Ce3+离子作为网络修饰体存在。吸收光谱显示该材料紫外吸收边均低于400 nm、光学带隙缩短至2.93 eV，这些因素都有利于提升Ce3+离子在基质材料中的发光特性。采用306 nm泵浦波长，该材料在372 nm处得到了最佳的发射光谱。光学碱度随着Ce3+离子浓度的增加而增加（0.539 2~0.541 7）的现象与发射光谱的红移结果相吻合。荧光寿命短至24.39 ns，与其他Ce3+离子掺杂玻璃闪烁材料相比具有明显的优势。这些优势为检测领域提供了一种新的材料选择。
硼硅酸盐玻璃 Ce3+掺杂 光学性能 borosilicate glass Ce3+ doped optical performance
1 1.北京理工大学 物理学院, 先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室, 北京 100081
2 2.北京理工大学 长三角研究院, 嘉兴 314019
忆阻器可以在单一器件上实现存储和计算功能, 成为打破冯·诺依曼瓶颈的核心电子元器件之一。它凭借独特的易失性/非易失性电阻特性, 可以很好地模拟大脑活动中的突触/神经元的功能。此外, 基于金属氧化物的忆阻器与传统的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容, 受到了广泛关注。近年来, 研究提出了多种基于单介质层结构的金属氧化物忆阻器, 但仍然存在高低阻态不稳定、开关电压波动大和循环耐久性差等问题。在此基础上, 研究人员通过在金属氧化物忆阻器中引入双介质层成功优化了忆阻器的性能。本文首先详细介绍了氧化物双介质层忆阻器的优势, 阐述了氧化物双介质层忆阻器的阻变机理和设计思路, 并进一步介绍了氧化物双介质层忆阻器在神经形态计算中的应用。本文将为设计更高性能的氧化物双介质层忆阻器起到一定的启示作用。
忆阻器 突触 神经元 神经形态计算 双介质层金属氧化物 综述 memristor synapse neuron neuromorphic computing double dielectric layer metal-oxide review
基于激光在湍流大气中的光强闪烁现象搭建了一套横风测量系统，并提出了一种趋势匹配算法。对拟合后激光回波信号的趋势序列进行匹配，计算两束回波信号的相关时间时延，并反演出整条路径上的合成风速。用该系统与标准测风雷达分别对117、225、485 m的目标路径进行同步测量，实验结果表明，两台设备的测量数据具有较好的一致性，相关系数分别为0.8567、0.8327、0.7647。此外，该系统采用收发一体化配置方式，具有结构紧凑、质量轻、体积小、便于携带、算法简单、测量精度高的优点。
遥感 激光雷达 大气湍流 激光测风 横风 趋势匹配 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0328002
1 西南技术物理研究所，四川 成都 610041
2 通化师范学院 物理学院，吉林 通化 134002
脉冲相干激光测风雷达的信号处理通常采用固定长度距离门来划分时域信号，并对每个距离门做频谱计算得到风速度信息。固定距离门的时域信号划分存在中频信号的非整周期截断问题，导致频谱计算时出现频谱泄露而产生误差，使信噪比降低。文中提出一种基于整周期搜索的自适应距离门划分方法，距离门长度与中频信号频率自适应，可实现对信号的整周期分割，避免了频谱处理中的频谱泄漏问题，提高频率估计精度。采用加噪信号对两种处理方法进行仿真分析，结果表明：自适应距离门方法可实现距离门长度与中频信号的自适应，在信噪比小于1 dB时，该方法得到的中频估计误差是固定距离门方法的38%~62%。应用自适应距离门方法处理激光测风雷达系统获取的转盘和风场回波信号，与使用固定距离门方法的激光测风雷达测量结果进行对比。结果表明：自适应距离门划分方法对转盘速度测量的均方根误差为0.19 m/s，大气风速度测量的距离分辨率在7~11 m之间变化，均优于固定距离门方法，实现了激光测风雷达的距离分辨率和测量精度的提升。
激光测风雷达 整周期搜索 自适应距离门 信号处理 wind lidar full cycle search adaptive range-gate signal processing 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210187
1 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院, 北京 100083
2 萍乡学院机械电子工程学院, 江西 萍乡 337055
研究了基于线结构光光条信度评价的相机曝光时间优化方法,将信度评价结果作为曝光时间优化的参考指标。结合光条切面服从高斯分布的特点,对已有光条信度评价模型进行改进,构建高斯信度评价模型;利用亚像素光条中心提取方法对不同曝光时间下采集到的光条图像进行光心提取,提取结果经高斯信度评价模型评价得到评价信度值C和灰度值R;分析曝光时间t对评价结果的影响机理,构建t-C、t-R变化模型,并通过分析变化模型得到了相机最优曝光时间。实验以230 lx光强下的高精密齿条和水泥路面模型作为测量对象,结果表明:曝光时间优化后的测量更准确且效率更高,单光条测量的平均残差平方和约为0.03 mm
2,重构模型的平均构造深度与真实模型仅差9.8%。
测量 线结构光传感器 结构光条 高斯信度评价模型 曝光时间
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 通化师范学院 物理学院, 通化 134001
为了研究多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性, 在单频放大器的基础上, 忽略放大自发辐射, 推导了描述多波长掺铒双包层光纤放大器的稳态速率方程组, 建立了多波长掺铒光纤放大器的理论模型。利用该模型对单波长放大、双波长放大、四波长放大的特性, 进行了数值模拟和理论分析;以四波长的激光信号放大为例,对多波长掺铒光纤放大器的放大特性,均衡增益特性进行了研究。结果表明, 在单波长注入情况下, 光纤放大器的掺杂光纤存在最佳光纤长度为8m; 与小信号放大不同, 大功率掺铒光纤放大器在1530nm~1560nm之间增益谱趋于平坦;双波长放大输出功率差随着波长间隔的增加线性增大波长间隔为20nm时, 通过调节输入信号功率比可以实现最大功率差6.855W的功率均衡补偿; 四波长放大时, 通过信号功率配比之后的四波长激光输出功率最大偏差为0.28W, 在一定范围内实现了均衡增益。这一结果对于掺铒光纤激光的多波长激光输出以及在激光多普勒测风雷达中的应用具有一定帮助。
光纤放大器 多波长掺铒光纤放大器 功率均衡调制 波长间隔 增益谱 fiber amplifier multi-wavelength erbium-doped fiber amplifier power equalized modulation wavelength interval gain spectrum
为了精确测量3维大气风场的实时状态以应对低空风切变在飞行器起降过程中给飞行器带来的多种问题, 通过DBS四波束风场反演原理研制出一款小型3维激光测风雷达。对大气风场展开测风试验并获取风场数据, 并与其它标准测风设备的数据对比分析。结果表明, 雷达在晴天和阴天的天气状况下均可以实现对大气风场的有效测量, 风速均方根误差0.42m/s, 风向均方根误差5.33°。该雷达精准度高、稳定性好, 对风切变预警、中低空大气风场预报及飞行器飞行通道的风场测量具有重要作用。
激光技术 激光测风雷达 3维扫描 相干探测 多普勒 风场比对 laser technique wind lidar 3-D scanning coherent detection Doppler contrast of wind field
为了提高激光测风雷达性能, 采用数学建模的方法, 基于环行器工作原理, 分析了环行器出射光束质量, 讨论了光束发散角对目标距离处激光峰值光强的影响, 提出了环行器光束接收效率定义, 研究了发射和接收光轴偏轴度对探测距离的影响。并搭建实验平台, 取得远场光斑参量, 验证了仿真结果。结果表明, 随着出射光束发散角增大, 相同作用距离处的相对峰值光强减小; 雷达探测距离主要受偏轴角度的影响, mrad量级的偏角会使探测距离减小89.7%。因此, 应合理增大光学天线准直倍率, 并且设计的角度调节结构精度应优于0.1mrad量级。
激光技术 激光测风雷达 环行器 光束质量 偏轴度 laser technique wind lidar circulator beam quality misalignment
引入双轴向列相液晶分子模型,采用分叉理论和二粒子集团理论来确定双轴向列相液晶中的Landau点,分别得出了液晶各向同性相向单轴向列相转变对分子双轴性参数的依赖曲线。 在Landau点处,分叉理论、二粒子集团理论和平均场理论得到的分子双轴性参数λ取值是相同的,而约化温度t的取值不同,由二粒子集团理论得到的约化温度值更为精确。二粒子集团理论考虑了近邻分子间的短程关联,由此可知在双轴向列相液晶的研究中考虑近邻分子间的短程关联是非常必要的。
双轴向列相 Landau点 分叉理论 二粒子集团理论 biaxial nematics Landau point bifurcation theory two-particle cluster theory
