无锡华润上华科技有限公司, 江苏 无锡 214061
提出了一种具有分段P型埋层的Triple-RESURF LDMOS(SETR LDMOS)。该结构将传统Triple-RESURF LDMOS(TR LDMOS)中均匀掺杂的P埋层漏端一侧做分段处理，使漂移区中P型杂质从源端到漏端呈现出近似阶梯掺杂的分布。这种优化能够平衡漏端底部剧烈的衬底辅助耗尽效应，提升器件的耐压性能；同时，器件正向导通状态下，对电流的传输路径也没有形成阻碍，能够维持较低的比导通电阻。流片结果表明，在漂移区长度均为65 μm的情况下，SETR LDMOS的击穿电压能达到813 V，比传统TR LDMOS的击穿电压高51 V，且比导通电阻维持在7.3 Ω·mm2。
P型埋层 击穿电压 比导通电阻 P buried layer LDMOS LDMOS breakdown voltage specific on-resistance
1 安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601
2 中建五局第二建设有限公司，安徽 合肥 230000
针对传统施工建筑平整度检测方法效率低、检测结果受人为主观因素影响较大等问题，提出一种基于三维激光扫描的平整度检测方法。首先，利用三维激光扫描仪对目标建筑进行数据采集、处理和拼接，获得高精度三维点云数据；其次，结合建筑平整度检测特点设计了一种非均匀抽稀方法，用于无损保留墙面凹凸特征；然后，利用随机抽样一致性算法结合特征值法，对建筑点云数据进行自动化特征提取与平面拟合，获得待检测墙面几何参数；最后，依据平整度检测原理，利用拟合平面与点云数据拓扑空间关系，设计了一种基于三维激光扫描的施工建筑平整度检测方法。实验结果表明：所提非均匀抽稀方法能够有效完成点云数据抽稀工作，抽稀比达55.4%，且能够无损保留墙面凹凸特征；基于三维激光扫描的平整度检测方法理论可行，精度可靠，较传统检测方法，效率提高了23.33%，且更加全面。
检测 三维激光扫描 点云抽稀 平整度检测 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1612004
1 西北工业大学 材料学院, 凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
2 中国航天科技集团有限公司 第九研究院第七七一研究所, 陕西 西安 710065
3 西安交通大学 附属红会医院创伤骨科环骨盆病区, 陕西 西安 710054
采用传统固相法制备了0.75Pb(Zr1/2Ti1/2)O3-xPb(Zn1/3Nb2/3)O3-(0.25-x)Pb(Ni1/3Nb2/3)O3 (0.75PZT-xPZN-(0.25-x)PNN,摩尔分数x=0.05, 0.10, 0.15, 0.20)压电陶瓷, 研究了x值对陶瓷晶体结构、烧结特性、微观组织和介电、铁电、压电性能的影响规律。结果表明, 陶瓷中三方相和四方相共存, 当x=0.10~0.20时, 陶瓷组分位于准同型相界(MPB)附近。随着PZN含量的增加, 三方相含量减少, 四方相含量增加, 陶瓷的介电常数(εT)、压电常数(d33)、机电耦合系数(kp)和能量转化因子(d33×g33)均随之先增大后减小, 当x=0.15时, 0.75PZT-0.15PZN-0.10PNN陶瓷具有最佳电学性能,即εT=1 850, 公电损耗tan δ=0.029, 居里温度TC=280 ℃, d33=370 pC/N, kp=0.67。
压电陶瓷 组分设计 准同型相界(MPB) 居里温度 压电性能 piezoelectric ceramics component design morphotropic phase boundary (MPB) Curie temperature piezoelectric property
1 福州大学 化学学院, 福建 福州 350108
2 中国科学院 福建物质结构研究所, 中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室, 福建 福州 350002
Pr3+掺杂长余辉发光材料因其稳定高效的红色持久性发光而备受关注。近年来, Pr3+掺杂红色长余辉发光材料的基础研究和应用探索均取得了长足的进步。本文总结了Pr3+离子发光特性与电荷迁移带位置的关系, 概述了最近报道的发光材料体系, 讨论了余辉性能的优化途径, 介绍了相关材料在信息加密、交流发光二极管(AC-LED)、生物成像、应力传感等新领域的应用。最后, 指出了目前Pr3+掺杂红色长余辉发光材料研究中仍存在的问题, 并对其未来的研究方向进行了展望。
Pr3+离子 长余辉材料 发光机理 掺杂 Pr3 + ions afterglow materials luminescence mechanism adulteration
1 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
3 北京市全固态激光先进制造工程技术研究中心，北京 100083
针对航空复合材料挖补修复工艺对损伤区高效高质量去除的需求，研究了碳纤维复合材料纳秒脉冲激光剥蚀机理、工艺优化和缺陷控制方法，基于各向异性传热原理研究了激光扫描角度对材料去除率的影响规律，探索了激光扫描速度和填充间距对非匀质材料的热-机械剥蚀的影响机制。结果表明：碳纤维复合材料显著的各向异性传热使得去除深度随激光扫描角度的增大而减小，激光扫描角度为0°时去除深度为220 μm，激光扫描角度为90°时去除深度为150 μm；由于热-机械剥蚀的混合作用，两个方向上的光斑搭接率存在临界值，在该临界值处材料去除效率出现峰值。进行了18层的阶梯形去除，精度控制在±20 μm。通过实验测试与数据分析，优化了碳纤维复合材料逐层精细剥蚀扫描策略与工艺方案，为碳纤维激光精细制造提供了参考。
激光技术 脉冲激光 碳纤维复合材料 挖补修复 热-机械剥蚀 逐层去除 中国激光
2022, 49(10): 1002405
西北工业大学 材料学院, 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
采用固相法制备了三种具有单斜结构的单相固溶体稀土钽酸盐高熵陶瓷(Nd1/6Sm1/6Eu1/6Gd1/6Dy1/6Ho1/6)TaO4 (6RETaO4)、(Nd1/5Sm1/5Eu1/5Gd1/5Dy1/5)TaO4(5RETaO4)和(Nd1/4Sm1/4Eu1/4Gd1/4)TaO4(4RETaO4), 扫描透射电子显微镜- X射线能谱(STEM-EDS)的分析表明掺杂的稀土元素分布均匀。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到由四方-单斜的二级铁弹相变形成的铁弹畴。热膨胀测试表明RETaO4高熵陶瓷在1200 ℃以下具有良好的热稳定性, 其中6RETaO4的热膨胀系数可以达到9.25×10-6 K-1 (1200 ℃)。由于高熵效应带来的声子散射增加, RETaO4高熵陶瓷具有较低的晶格热导率(2.98~1.23 W·m-1·K-1, 100~1000 ℃), 并且表现出良好的力学性能(6RETaO4, (9.97±2.2) GPa), 是潜在的下一代热障涂层材料。
中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
为了实现大功率激光溶脂仪安全、稳定的输出, 设计了1 470 nm大功率半导体激光溶脂的控制系统。对该控制系统所采用的驱动模块、温控模块、主控模块和人机交互模块等进行了研究。首先, 采用FPGA实现恒流源的数字控制, 功率反馈闭环实现恒功率控制,以提供1 470 nm大功率激光器和弱激光红光指示的驱动, 单片机负责实现RS232的协议解析。采用数字模拟PID混合控制, 根据NTC的反馈对TEC进行驱动实现激光器温度控制。设计了基于ARM Cortex-M3架构的STM32F系列微处理器主控模块和人机交互模块, 实现了相关数据的输出显示与存储、触摸屏驱动及响应以及各接口控制。最后, 利用MDK平台编写控制软件并对整机控制系统进行联调和测试。实验结果表明: 整机输出功率与设置功率的偏差小于2%, 安全性能符合国家医用电气安全通用标准的要求。该系统能够满足1 470 nm大功率半导体激光溶脂仪的稳定可靠、安全性高、抗干扰能力强等要求。
半导体激光器 激光溶脂 控制系统 semiconductor laser laser lipolysis control system STM32 STM32
安徽大学 计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥 230039
研究原子在金属结构中的自发辐射时引入单层石墨烯薄膜, 利用石墨烯特殊的光电特性来调控原子的自发辐射率.推导了局态密度与自发辐射率的格林函数表示形式, 并结合频域有限差分方法进行了数值模拟.分析结果表明: 随着化学势的增大, 自发辐射波峰出现蓝移现象, 且自发辐射率波峰得到增强, 理论上实现了原子自发辐射率峰值位置与幅度的调制.研究结果可以为新型纳米器件及光电子设备的制造和优化提供参考.
量子光学 自发辐射 频域有限差分方法 表面等离子共振 格林函数 石墨烯 化学势 Quantum optics Spontaneous emission Finite-difference frequency-domain method Surface plasmon resonance Green′s function Graphene Chemical potential
1 安徽大学电子信息工程学院, 安徽 合肥 230039
2 合肥师范学院电子信息工程学院, 安徽 合肥 230061
通过有限元方法研究了增益系数以及核壳比对纳米核壳结构 表面等离激元共振特性的影响,对球心为增益介质、球壳为金的纳米核壳结构进行了数值模拟。计算结果表明:随着 增益系数增大到临界值,散射截面增大近2×105倍,吸收截面变为负值,消光截面近似为0, 电场强度增强近185倍,谐振 带宽从60 nm缩小到1 nm。同时,随着核壳比的增大,吸收及消光共振峰均发生红移现象。相关结果为增益介质在金属纳米结构 中的应用提供了理论参考和技术支持。
光电子学 表面等离激元共振 增益介质 金纳米球壳 吸收截面 optoelectronics surface plasmon resonance gain medium gold nanoshell absorption cross section
