1 湖北工业大学 机械工程学院, 湖北 武汉 430068
2 现代制造质量工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068
3 华中科技大学 机械科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
现有的光谱共焦显微镜色散物镜的量程大多在数毫米量级, 为满足工业测量领域对大量程线性色散物镜的需求, 文章从线性色散物镜设计原理出发, 采用高性价比环境友好型光学玻璃, 设计了一款仅由五片全球面镜片组成的超大量程线性色散物镜。设计结果表明, 该物镜在400~700nm波长范围内的轴向色散达到30.44mm, 且色散-波长线性度高于0.99, 具有优异的线性关系, 理论分辨率可以达到2.034μm。
光学设计 色散物镜 线性色散 光谱共焦 optical design dispersive objective linear dispersion chromatic confocal ZEMAX ZEMAX
湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068
T型相变存储器的低功耗、非易失性、高存储密度和高可靠性等优势使其被国际半导体工业协会认为是下一代半导体存储器的主流产品之一。为了保证T型相变存储器制造工艺的可控性，提出了一种基于光学散射的纳米结构三维形貌参数测量方法。基于严格耦合波分析方法建立了T型相变存储器的光学特性模型。分析了待测样品上椭圆偏振光的振幅和相位变化量。用逆散射问题反演求解待测纳米结构的三维形貌参数等信息。利用光学散射仪对T型相变存储器的三维形貌参数进行测量，并将待测参数的提取结果与扫描电子显微镜的测量结果进行对比，验证了光学散射仪在T型相变存储器形貌表征及制造工艺监控上的可行性与有效性。
散射 纳米结构 光学散射仪 T型相变存储器 三维形貌参数 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1929001
由于硅通孔互连(Through Silicon Via,TSV)三维封装内部缺陷深藏于器件及封装内部,采用常规方法很难检测。然而TSV三维封装缺陷在热-电激励的情况下可表现出规则性的外在特征,因此可以通过识别这些外在特征达到对TSV三维封装内部缺陷进行检测的目的。文章利用理论与有限元仿真相结合,对比了正常TSV与典型缺陷TSV的温度分布,发现了可供缺陷识别的显著差异。分析结果表明,在三种典型缺陷中,含缝隙TSV与正常TSV温度分布差异最小; 其次为底部空洞TSV,差异最大的为填充缺失TSV。由此可知,通过检测热-电耦合激励下的TSV封装外部温度特征,可实现TSV三维封装互连结构内部缺陷诊断与定位。
有限元仿真 缺陷检测 温度云图 TSV TSV finite element simulation defect detection temperature cloud map
湖北工业大学 湖北省现代制造质量工程重点实验室, 武汉 430068
声纳系统是水下**装备的重要组成部分, 其发展趋向隐蔽性、小型化。文章提出了一种基于小型化三元阵列式微机电系统(MEMS)水听器的被动定位系统。首先, 设计了一种三元阵列式MEMS水听器, 即在同一芯片上集成三个不同角度偏差的MEMS矢量敏感单元; 其次, 在充分分析水听器工作原理的基础上建立了阵列式水听器的定位模型, 并通过仿真验证了其设计的合理性; 最后, 以STM32单片机为控制核心设计了阵列式MEMS水听器的信号处理与目标定位系统。这种三元阵列式MEMS水听器在仿真定位中展现了良好的定位精度, 充分证明了本系统设计的正确性及实用性。
集成阵列式 MEMS水听器 被动定位系统 integrated array MEMS hydrophone passive positioning system
1 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所, 新疆 乌鲁木齐 830002
2 长安大学地质工程与测绘学院, 陕西 西安 710054
3 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
光谱混合机制研究对混合像元解算具有一定指导意义。 利用全波段光谱仪累积期和消融期对规则和非规则分布模式下积雪-荒漠植被混合像元及纯净积雪和荒漠植被像元控制式采集反射光谱。 K-均值法计算采集影像积雪和荒漠植被面积比并分析其对应混合像元光谱变化特征以获取更加精细的光谱特征信息, 准同步Tetracam ADC3(Agricultural Digital Camera 3)采集图像并计算典型指数, 从微观尺度上证实了混合像元主要出现在地类边界处。 结果发现, 1 456～1 697 nm粗粒径冻结雪反射光谱高于新雪反射光谱, 新雪反射光谱明显高于陈雪; 因冻结覆冰, 荒漠植被光谱为积雪、 冰晶和植被枝干混合光谱信息, 新降积雪覆盖植被光谱特征为积雪和植被枝干的混合光谱信息, 不存在常规绿色植被“红边”效应; 采集角度为5°和10°时光谱低于垂直角度采集光谱, 角度大于10°随角度增加荒漠植被光谱逐渐增大。 像元内各个组成物质的面积比及所处像元的位置、 采集角度和方向都会影响混合像元的光谱组合信息。
光谱混合机制 积雪-荒漠植被 控制式采集 K-均值法 吸收特征 微观尺度 Spectral mixing mechanism Snow-desert vegetation Controlled acquisition K-means Absorption characteristic Micro-scale
1 湖北工业大学 1. 现代制造质量工程湖北省重点实验室
2 2. 机械工程学院, 武汉 430068
建立了光模块三维模型, 通过有限元仿真分析了器件工作时的温度分布特性。结果表明, 屏蔽罩的存在阻挡了芯片换热, 影响了芯片的散热效率; 利用红外摄像机观测芯片的工作温度, 并与仿真结果进行对比, 验证了仿真结果的准确性。根据分析结论, 提出了改进屏蔽罩结构以提高对流换热效率的优化设计措施。仿真结果表明此方法具有可行性, 对光模块产品的结构设计与优化具有实际意义。
光模块 热分布 有限元仿真 红外测温 optical module heat distribution finite element simulation infrared temperature measurement
1 山东大学药学院, 山东 济南 250012
2 山东大学糖工程中心, 山东 济南 250012
3 安徽中医药大学, 安徽 合肥 230031
4 北京凯元盛世科技发展有限责任公司, 山东 济南 250012
霍山石斛是一种非常珍贵的中药材, 具有很高的商品价值和药用价值。 不同种的霍山石斛具有不同的商品价格和药效作用, 因此需要建立一种快速且绝对无损的方法来鉴别不同种的霍山石斛。 该实验, 采用微型近红外光谱仪MicroNIR 1700 实现对来自于三个不同种的五个不同商品等级的霍山石斛鉴别研究。 经光谱预处理、 波段选择及主成分数优化后所建最佳SIMCA模型结果的识别率和拒绝率均达到100%, 表明微型近红外光谱仪MicroNIR 1700能够成功实现对五类霍山石斛的快速及绝对无损鉴别。
近红外光谱 MicroNIR 1700近红外光谱仪 霍山石斛 鉴别 化学计量学 Near-infrared spectroscopy MicroNIR 1700 spectrometer Huoshan Dendrobium Classification Chemometrics 光谱学与光谱分析
2014, 34(10): 2808
1 空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
2 武警工程大学, 西安 710038
3 空军装备研究院航空所, 北京 100085
传统的ARINC429总线测试仅针对输入的激励测试输出的响应, 无法有效涵盖更多在异常状态下的测试环境。为扩大测试的覆盖性与主动性, 采用故障注入的方法, 分别对ARINC429总线物理层、电气层和协议层中典型的故障模式及注入实现方法进行了研究, 实验结果验证了故障注入测试方法的有效性。
ARINC429总线 故障注入 物理层 电气层 协议层 ARINC429 bus fault injection physical layer electrical layer protocol layer
为了获得高温条件下封装材料对LED模组可靠性的影响, 在125℃环境温度下, 使用高温试验箱同时对四种不同的样品进行恒定温度的老化试验。结果表明: 在高温试验条件下, 没有使用硅胶和荧光粉的LED模组具有很高的可靠性; 而硅胶的碳化以及随之产生的气体、阻碍散热的荧光粉都会使光照度加速衰减, 同时使用硅胶及荧光粉会使光照度迅速衰减导致模组失效。
封装材料 老化试验 可靠性 失效 LED LED packaging materials aging test reliability failure
1 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉 430074
2 湖北工业大学 机械工程学院，武汉 430068
基于氧等离子体活化的硅硅直接键合是一种新型的低温直接键合技术。为了优化工艺参数，得到高质量的键合硅片，选用正交试验法，研究了氧等离子体活化时间、活化功率、氧气流量三个重要的工艺参数对键合的影响，并采用键合率评估键合质量。研究结果表明，活化功率对键合率的影响最大，氧气流量次之，活化时间对结果影响最小，据此结论，在上述工艺中需重点关注活化功率和氧气流量的参数选择。
氧等离子体 硅硅直接键合 正交试验 oxygen plasma silicon direct bonding orthogonal experiments
