1 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室，江苏 苏州 215123
3 江苏省纳米器件重点实验室，江苏 苏州 215123
4 上海科技大学 物质科学与技术学院，上海 201210
5 苏州晶湛半导体有限公司，江苏 苏州 215000
矢量测量是表征太赫兹波段天线与准光系统波束特性的主流技术。该文介绍了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（High-electron-mobility transistor, HEMT）混频探测器的太赫兹矢量测量系统。该系统核心器件为以准光-波导为耦合方式的高灵敏度太赫兹混频探测器，在340 GHz频率外差模式下，其噪声等效功率达−113 dBm/Hz。为了抑制系统相位噪声，搭建了基于二次下变频原理的硬件电路。通过对固定位置天线的长时间测量，表明系统相位稳定度优于4°，系统最小可测功率达到119 nW。基于相干AlGaN/GaN HEMT混频探测器实现了太赫兹连续波幅度和相位分布测量，该工作为后续阵列化太赫兹矢量测量提供了基础。
矢量测量 太赫兹探测器 相干探测 高电子迁移率晶体管 氮化镓 vector measurement terahertz detector coherent detection HEMT GaN 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220278
1 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室, 济南 250022
2 中化学交通建设集团有限公司, 济南 250101
3 济南大学材料科学与工程学院, 济南 250022
矿物掺合料是半柔性路面用水泥基灌浆材料的重要组成部分, 各矿物掺合料协同优化对灌浆材料流动性能和力学性能的提升发挥重要作用。本文选用矿粉、微珠和硅灰三种矿物掺合料, 通过正交试验研究了三种矿物掺合料协同优化对路面用灌浆材料流动性能和力学性能的影响规律, 并借助XRD、SEM等表征方法分析了灌浆材料硬化浆体的水化产物组成与形貌。结果表明, 三种矿物掺合料协同优化对灌浆材料流动性能和力学性能的影响顺序为微珠、硅灰和矿粉, 其中微珠对灌浆材料流动性能改善效果最为显著, 硅灰和矿粉对灌浆材料力学性能提升效果明显。以灌浆材料的流动性能和早期强度为评价指标, 微珠、硅灰和矿粉协同优化灌浆材料的最佳掺量分别为15%、1.5%和5%(均为质量分数)。此外, 三种矿物掺合料协同掺加对灌浆材料早期水化产物组成与形貌影响较小, 表明矿物掺合料协同主要是通过物理填充作用提高了硬化浆体材料的密实度, 从而改善灌浆材料早期力学性能。
半柔性路面 灌浆材料 微珠 矿粉 硅灰 流动性能 力学性能 semi-flexible pavement grouting material cenosphere blast furnace slag powder silica fume fluidity mechanical property
1 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室，江苏 苏州 215123
3 上海科技大学 物质科学与技术学院，上海 201210
4 苏州晶湛半导体有限公司，江苏 苏州 215000
利用天线耦合AlGaN/GaN HEMT太赫兹探测器的自混频和外差混频效应，分别设计并测试了340 GHz频段直接检波式和外差混频式接收机前端。通过接收机信噪比的测量和接收功率的定标，得到了两种接收机的等效噪声功率。直接检波模式下探测器的响应度约为20 mA/W，直接检波模式和外差混频模式下接收机的等效噪声功率分别约为−64.6 dBm/Hz1/2和−114.79 dBm/Hz。在相同的载波功率和接收信号带宽条件下，当本振太赫兹波功率大于−7 dBm时，外差混频接收的信噪比优于直接检波的信噪比。当本振功率大于0 dBm时，外差混频接收机表现出优良的解调特性，其信噪比高出直接检波接收机的信噪比10 dB以上。
氮化镓 太赫兹无线通信 太赫兹探测器 直接检波 外差混频 gallium nitride terahertz wireless communication terahertz detector homodyne heterodyne 红外与激光工程
2021, 50(5): 20210202
1 青岛大学物理科学学院, 山东 青岛 266071
2 山东省高校光子学材料与技术重点实验室(青岛大学), 山东 青岛 266071
3 中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛 266100
为了建立一套高灵敏和低成本的液体样品金属元素检测分析方法, 设计制造了一套超声波雾化辅助电火花击穿光谱(UN-SIBS)的实验系统。 利用超声波雾化装置将液体样品转化为密集小液滴组成的气溶胶, 并使用高压放电线圈和铜电极击穿气溶胶样品诱导等离子体, 通过采集分析光谱信号实现对样品金属成分的分析。 实验研究了该方法的发射光谱谱线特性, 对等离子体的电子温度和密度等物理特性参数进行了计算分析。 针对含有不同浓度重金属铅(Pb)元素的样品, 在较大的浓度范围内绘制了Pb元素261.37 nm处的原子峰强度随质量浓度变化的曲线。 实验结果显示, UN-LIBS方法对Pb元素检测限不高于2.07 ppt, 优于同类方法所报道的检测限。 同时, 与金属活性相对较低的钙(Ca)元素SIBS检测结果进行了比较, 分析了UN-SIBS方法的相关机理。
超声波雾化 水溶液 SIBS SIBS Ultrasonic nebulizer Lead Pb Water solution 光谱学与光谱分析
2016, 36(4): 1225
中国海洋大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266100
提出了一种新型的傅里叶变换彩色编码彩虹合成全息图的自动化制作方法。根据数字合成全息原理和角度分区假颜色编码技术，三维模型经过图像处理得到拍摄图像并由空间光调制器显示。利用傅里叶变换全息光路和大数值孔径的物镜，在谱面上形成点元。借助计算机设定程序和运动控制系统，自动逐点干涉打印，实现大幅面大视角的彩色编码彩虹全息图的制作。
全息 合成全息 傅里叶变换 图像处理 干涉直写
苏州大学物理科学与技术学院, 江苏 苏州 215006
在低概率检测(LPD) 算法中,当选取的特征向量数目等于背景地物种类时,算法的检测效果比较理想,然而背景地物的种类数通常不知道,因此难以确定特征向量的数量.针对这一问题,对LPD算法进行了改进:首先用迭代误差分析(IEA)方法提取端元,然后在提取的端元中选择出与背景地物光谱相近的端元,并用它们构成背景矩阵,进而用该矩阵构造出正交投影算子,最后将该投影算子代入到LPD算法中进行目标检测.实验结果表明,该方法可以更有效地抑制背景,降低虚警率,提高检测性能.
高光谱图像 异常检测 低概率检测 迭代误差分析 hyperspectral image anomaly detection low probability detection iterative error analysis
多旋翼无人机应用中一旦发生执行机构故障, 将会危及无人机、地面人员与周围环境的安全。研究多旋翼无人机的执行机构故障重构技术有利于对其实施容错控制, 提高运行的安全性和可靠性。首先对多旋翼无人机执行机构故障进行分类, 建模分析了执行机构卡死和失效两类故障, 建立了故障下六旋翼无人机的数学模型, 然后分别设计基于自适应观测器的故障重构方法。通过选取合适的自适应律, 自动调节非线性观测器的参数, 实现对故障信息的精确重构。仿真结果证明了故障重构方法的准确性。
多旋翼无人机 故障建模 故障重构 自适应 multi-rotor UAV fault modeling fault reconstruction adaptability
1 中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛 266100
2 青岛大学物理科学学院, 山东 青岛 266071
受到液体内部复杂环境因素的影响, LIBS技术在针对液体样品的成分检测分析的应用受到很大的制约。 文章提出了一种由超声波雾化器件辅助, 先将液体雾化成空气中密集的雾状小液滴, 然后进行LIBS检测的新方法。 并依据此思路实现了一套由超声波雾化器、 Nd∶YAG激光器(1 064 nm)和ICCD探测器组成的检测系统。 使用该系统对溶解有镁元素的水溶液样品进行了系统实验分析。 实验发现, 即使在相对较低的脉冲能量(30 mJ)下, 该方法诱导的LIBS信号仍具有较长的寿命和较高的信背比。 该方法对Mg元素的检测限能够达到0.242 ppm(10-6 g·g-1)量级。 同时, 文章还利用Hα线对等离子体的电子密度进行了计算, 分析了等离子体演化的特点。
超声波雾化 水溶液 镁 LIBS LIBS Ultrasonic nebulizing Solution Magnesium 光谱学与光谱分析
2011, 31(6): 1458
中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛266100
激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种新兴的元素分析技术, 具有实时在线、 非接触、 多元素同时探测等诸多优点。 将LIBS技术引入土壤泥浆重金属污染的检测分析, 力图发展一种针对泥浆重金属污染监测的原位传感技术。 实验选择Pb作为探测元素, Mn为内标元素； 采用重复频率10 Hz的Nd∶YAG调Q激光器的二倍频(532 nm)输出作为激发光源, CCD收集信号, 对实验室配制的不同浓度Pb泥浆样品的LIBS信号进行了探测分析。 获得了各种浓度下Pb泥浆样品在Pb 405.78 nm和Mn 403.07 nm处的原子线强度比IPb/IMn及其随浓度变化的规律。 结果显示IPb/IMn与样品的含铅浓度有着很好的线性关系, 线性拟合相关系数R2达到0.994 9。 初步证实了采用内标法对土壤泥浆中重金属Pb进行LIBS检测分析的可行性。 文章还对泥浆重金属LIBS检测的影响因素进行了讨论。
土壤泥浆 重金属污染 内标法 LIBS LIBS Soil slurries Heavy metal contamination Referent element Pb Pb 光谱学与光谱分析
2009, 29(11): 3121
哈尔滨工业大学,精密工程研究所,黑龙江,哈尔滨150001
分别使用2维和3维分形方法对单点金刚石车削加工的KDP晶体表面形貌进行了分析,并对表面的3维分形维数和3维粗糙度表征参数进行了比较,分析了二者对表面形貌表征的差异.使用2维轮廓分形方法计算了KDP晶体表面圆周各方向上的分形维数.通过分析得出:3维分形维数与表面粗糙度值成反比关系;使用单点金刚石车削方法加工KDP晶体会形成各向异性特征明显的已加工表面,在一定程度上容易形成小尺度波纹;已加工表面是否具有明显的小尺度波纹特征与表面粗糙度值并无直接关系,但与其表面轮廓分形状态分布密切相关;KDP晶体表面2维功率谱密度与其分形状态具有相近的方向性特征.
KDP晶体 各向异性 单点金刚石车削 小尺度波纹 3维分形 表面形貌
