孙倩 1,2沈振民 1,2杨颂 1,2王子豪 1,2[ ... ]郑永超 1,2
作者单位
摘要
1 北京空间机电研究所,北京 100094
2 中国空间技术研究院 空间激光信息感知技术核心专业实验室,北京 100094
3 华中科技大学 电子信息与通信学院,湖北 武汉 430074
4 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230026
海洋立体结构信息是未来实现海洋透明与海洋强国的基础,针对海洋剖面探测能力不足的问题,以及星载海洋剖面多要素同源同域一体化探测空白,开展星载海洋剖面多要素探测技术与系统方案研究,提出新型激光主被动复合、能谱复用探测技术体制,面向未来星载应用,完成星载海洋剖面多要素探测载荷系统设计。其中,激光器谱段设计为486、532 nm多波长一体化最佳配比输出,光电接收探测系统选用1 m×5 m超大口径可折叠光栅主镜,经过仿真分析,探测系统可实现大洋水深100 m深度、温度、盐度以及后向散射系数等多要素同源探测能力,同等体积包络条件下,能量收集能力提升5倍。
激光雷达 海洋剖面探测 主被动复合 大口径光栅 lidar ocean profile detection active and passive composite large aperture grating 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230466
作者单位
摘要
太原理工大学 微纳系统研究中心,山西 太原 030024
采用旋涂法制备不同质量分数还原氧化石墨烯(rGO)的PVDF/rGO复合薄膜。采用层层堆叠法构建层层组装异质三明治结构(PVDF/rGO-PVDF-PVDF/rGO)的压电纳米发电机(PNG)。系统研究了rGO掺杂、异质结构设计对压电输出性能的影响。研究结果表明,在掺杂rGO质量分数为0.4%时,单层PVDF/rGO复合薄膜压电纳米发电机的开路电压达到1.76 V,短路电流达到0.18 μA。层层组装异质类三明治结构PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4的PNG,开路电压高达7.72 V,是单层PVDF/rGO复合PNG的4.39倍;短路电流可达0.69 μA,是单层PVDF/rGO复合PNG的3.83倍,这促进了电荷的转移,提高了电荷利用率。PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4复合层层异质结构PNG经过4 000次循环敲击测试,三层异质复合PNG压电输出稳定,有望在柔性可穿戴电子器件、人机交互及电子皮肤等领域得到广泛应用。
PVDF/rGO复合薄膜 三明治结构 柔性 压电纳米发电机 PVDF/rGO composite film sandwiched structure flexibility piezoelectric nanogenerator 
压电与声光
2022, 44(5): 741
作者单位
摘要
北京师范大学 核科学与技术学院 新器件实验室,北京 100875
北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor, EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier, SiPM)在核医学成像方面的需要,NDL通过优化器件设计和制作工艺,成功研制出微单元尺寸为15 μm、有效面积为9 mm2的EQR SiPM。相较以往同类型器件,实现了器件暗计数率(dark count rate, DCR)的进一步降低同时保持了较高的光子探测效率(photon detection efficiency, PDE),在环境温度为20 ℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为226 kHz/mm2、峰值PDE为46%。另外,为了进一步提升EQR SiPM的动态范围,NDL还研制出微单元尺寸为6 μm、有效面积为9 mm2、微单元数目为244720的EQR SiPM,在环境温度为20 ℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为240 kHz/mm2、峰值PDE为28%,其较大的动态范围特别适合高能宇宙射线的测量、强子量能器等应用。
硅光电倍增器 外延淬灭电阻 光子探测效率 暗计数率 动态范围 silicon photomultiplier epitaxial quenching resistor photon detection efficiency dark count rate dynamic range 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210587
作者单位
摘要
1 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室, 青岛 266590
2 山东科技大学 土木工程与建筑学院, 青岛 266590
3 日照市政工程集团, 日照 276800
4 山东科技大学 安全与环境工程学院, 青岛 266590
以济南市顺河快速路南延(英雄山立交至南绕城高速)建设工程为工程背景, 结合现场爆破振动监测及ANSYS/LS-DYNA建立模型进行对比研究, 分析小净距隧道爆破开挖中, 先行洞在后行洞上台阶爆破作用下的动力响应。结果表明:先行洞三向振速中, X水平径向振速最大, 且与合速度大小接近, 先行洞振速由掌子面后方至隧道入口处呈现衰减趋势, 提出了现场监测应根据对于X水平径向的数据调整爆破方案参数。针对济南隧道的施工条件, 现场采用CD法施工方法, 通过控制实际爆破单段药量、炮孔深度、超前小导管、复合衬砌超前支护等措施取得了良好的爆破效果。
小净距隧道 爆破振动 钻爆施工 振动监测 数值模拟 small clear spacing tunnel blasting vibration drilling and blasting construction vibration monitoring numerical simulation 
爆破
2021, 38(2): 67
作者单位
摘要
1 周口师范学院物理与电信工程学院,河南周口 466001
2 华中科技大学电子信息与通信学院,湖北武汉 430074
针对复杂背景和低信杂比条件下的红外弱小目标检测难题,提出了一种基于局部对比度机制的红外弱小目标检测方法。该方法提出了一个包含中心层、中间层和最外层的 3层窗口,可以使用单尺度计算完成不同尺度弱小目标的检测。首先,对中心层引入匹配滤波思想,有针对性地增强真实目标;同时,提出最接近滤波原则,对最外层进行背景估计,以缓解目标靠近边缘时的检测难题;然后,在目标增强结果与背景估计结果之间进行比差联合的对比度计算,达到同时增强目标和抑制背景的目的;最后,通过自适应阈值分割,提取真实目标。实验结果表明,相比现有算法而言,该算法可更好地增强目标、抑制复杂背景,且原理简洁易实现,可有效减少运算量。
红外小目标 目标检测 局部对比度 目标增强 背景抑制 IR small target, target detection, local contrast, 
红外技术
2021, 43(4): 357
作者单位
摘要
1 华中科技大学 电子信息与通信学院,湖北 武汉 430074
2 北京空间机电研究所,北京 100094
3 中国空间技术研究院 空间激光信息感知技术核心专业实验室,北京 100094
布里渊激光雷达是探测海洋环境参数的重要手段之一。首先介绍了布里渊激光雷达系统的基本工作原理,然后从理论基础出发,重点介绍了三种依据布里渊散射光谱特征:布里渊频移、布里渊线宽、以及综合二者与海洋环境参数之间的耦合关系建立的反演模型;其次,作为布里渊激光雷达的关键技术,介绍了多种布里渊散射光谱的测量方法:F-P扫描干涉仪探测、边缘探测、F-P标准具- ICCD探测, 以及多边缘探测。
布里渊散射 海洋遥感 海洋环境 散射光谱 Brillouin scattering ocean remote sensing ocean environment scattering spectrum 
红外与激光工程
2021, 50(6): 20211036
作者单位
摘要
1 周口师范学院 物理与电信工程学院,河南 周口 466001
2 华中科技大学 电子信息与通信学院,湖北 武汉 430074
在红外制导、预警等领域,高检测率、低虚警率和高实时性地检测出红外小目标具有重大的理论和实际意义。提出了一种采用三层窗口局部对比度的红外小目标检测方法,该三层窗口可以通过单尺度计算解决不同尺度小目标的检测难题,提高检测的实时性。同时,通过在对比度计算前、对比度计算中和对比度计算后等环节中分别对真实目标进行增强、对复杂背景进行抑制,实现提高检测率、降低虚警率的目的。在若干红外序列和图像中进行实验验证表明,相比8种现有算法而言,该方法可以取得更好的检测率和虚警率,其平均耗时仅为某些多尺度算法的1/3~1/2左右。
红外小目标检测 局部对比度 三层窗口 匹配滤波 最接近滤波 IR small target detection local contrast tri-layer window matched filter closest filter 
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200146
作者单位
摘要
1 北京师范大学 核科学与技术学院 新器件实验室, 北京 100875
2 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率, 并且解决填充因子较低和增益较小等问题, 在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15 μm和7 μm的EQR SiPM, 有源区面积均是1 mm×1 mm。通过改变EQR SiPM的微单元尺寸优化填充因子, 有效提高了探测效率与增益; 其微单元密度分别是4 400个/mm2和23 200个/mm2, 依然保持着较大的动态范围。室温条件下(20 ℃), 工作在 5 V过偏压的EQR SiPM至少可分辨13个光电子; 15 μm和7 μm EQR SiPM的增益分别为5.1×105和1.1×105, 在400 nm波长下的峰值光探测效率分别达到40%和34%。
硅光电倍增器 外延淬灭电阻 单光子 高探测效率 高增益 大动态范围 Silicon Photomultiplier (SiPM) Epitaxial Quenching Resistance (EQR) single photon detection high detection efficiency high gain large dynamic range 
光学 精密工程
2020, 28(3): 535
梁琨 1,2张夏夏 1,2丁静 1,2徐剑宏 3[ ... ]沈明霞 1,2
作者单位
摘要
1 南京农业大学工学院, 江苏 南京 210031
2 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室, 江苏 南京 210031
3 江苏省食品质量安全重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地/江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所, 江苏 南京 210014
旨在探索感染不同等级赤霉病的小麦中主要成分含量变化引起的傅里叶中红外光谱信息响应, 并结合模式识别方法实现基于傅里叶变换中红外光谱的小麦赤霉病等级无损检测。 以感染不同等级赤霉病小麦为研究对象, 在4 000~400 cm-1波数范围内采集95个小麦样本的傅里叶中红外光谱数据, 利用载荷系数法(XLW)与随机森林算法(RF)分析选取小麦样本傅里叶中红外光谱中的敏感波长, 利用稀疏表示分类(SRC)算法建模识别小麦感染赤霉病等级。 结果表明: XLW算法和RF算法选择的特征波长作为定性分析模型的输入时模型鉴别准确率与全波段光谱数据作输入时均达90%以上, 特征波长提取算法可以有效简化模型并提高效率。 RF-SRC模型鉴别效果最好, 建模集鉴别准确率达97%, 测试集鉴别准确率达96%。 小麦感染赤霉病等级的不同会引起小麦中水分、 淀粉、 纤维素、 可溶性氮素、 蛋白质、 脂肪等物质含量的变化, 采用RF算法选择的特征波长均反映了这些物质所对应的傅里叶中红外光谱透射光谱特征的差异, 结合SRC模型进行小麦赤霉病等级鉴别可达到最好的鉴别效果。 因此, 利用傅里叶中红外光谱技术结合模式识别方法对小麦赤霉病等级鉴别是可行的, 解释了傅里叶中红外光谱技术检测小麦赤霉病等级的机理。
傅里叶中红外光谱 小麦 赤霉病 稀疏表示分类 Fourier transform mid-infrared spectra Wheat Fusarium head blight Sparse representation based classification 
光谱学与光谱分析
2019, 39(10): 3251
作者单位
摘要
1 北京师范大学核科学与技术学院, 北京 100875
2 北京市辐射中心, 北京 100875
报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数(TCMPC)技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量。 相比于常规基于光电倍增管(PMT)或单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相关单光子(TCSPC)技术, 由于SiPM可以分辨信号脉冲的具体光子数, 基于SiPM的TCMPC技术消除了信号脉冲包含的光子数必须小于等于1的限制, 光子计数效率提高了10倍以上, 大大节省了测量时间。 此外, 多光子测量比单光子测量能够得到更好的时间分辨率, 时间分辨拉曼散射系统的仪器响应函数(IRF)从单光子814 ps缩短至双光子597 ps, 因而可以用更窄的时间门限抑制荧光本底等噪声对拉曼散射测量的影响。 使用TCMPC技术测量CCl4在05和15 pe两个不同光子数阈值的拉曼峰的峰本比, 后者较高的光子数阈值能进一步降低SiPM暗计数噪声的影响, 增加了拉曼信号测量的信噪比, 测量得到的CCl4 459 cm-1拉曼峰的峰本比是前者的64倍。 将所述新的拉曼散射测量技术与基于PMT和锁相放大器(LIA)的传统拉曼散射测量技术进行了比较研究, 前者由于可以使用仅有数十皮秒的测量门限, 可以有效抑制荧光、 环境杂散光和SiPM暗计数等噪声的影响, 所得光谱具有更好的峰本比, 测得CCl4的459 cm-1拉曼峰和Si的一阶拉曼峰的峰本比分别是后者的39倍和55倍。
硅光电信增管 时间相关单位光子 时间相关多光子计数 时间分辨 拉曼散射 仪器响应函数 峰本比 SiPM TCMPC TCSPC Time resolved Raman scattering IRF Ratio of peak to base 
光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1444

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