1 北京科技大学材料国家级实验教学示范中心北京 100083
2 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083
在自然环境中，机械振动能具有普遍性、多样性、无污染和易收集等优点，在各种形式的能量中占有一席之地，利用压电纳米发电机收集机械振动能可为智能化功能电子器件的供电问题提供一个可行的解决办法。本研究利用无铅钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒、碳纳米管和聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行复合，制备成BaTiO3/PDMS和BaTiO3/PDMS/C基压电纳米发动机。结果表明：随着BaTiO3含量的增加，BaTiO3/PDMS基压电纳米发动机输出信号呈现先增加后减少的现象，且在BaTiO3含量为12%时取得最优输出信号，其输出电流为42 nA、输出电压为18 V。此外，碳纳米管的引入有利提升BaTiO3/PDMS基压电纳米发动机的输出信号，且在碳纳米管含量为2%时BaTiO3/PDMS/C基压电纳米发动机取得最优输出信号，其输出电流为73 nA、输出电压为19 V。研究表明BaTiO3/PDMS/C基压电纳米发动机在自供电微电子可穿戴设备等领域具有较大的应用潜力。
钛酸钡 纳米发动机 压电 复合材料 barium titanate nanogenerator piezoelectric composite materials
1 西南交通大学 信息科学与技术学院, 成都 611756
2 北京微电子技术研究所, 北京 100076
3 中国铁道科学研究院集团有限公司, 北京 100076
卷积神经网络ZynqNet广泛应用于边缘设备, 但是现有FPGA硬件加速方案的帧率都小于30 FPS, 较难满足实时性要求强的场景。文章聚焦于ZynqNet的FPGA加速性能提升, 设计了基于多特征块并行计算结构, 优化对Expand层的支持, 增强了特征的复用, 优化输出缓存, 并可有效减少访存次数; 设计了深度优先的特征和权重缓存机制, 采用多Bank的缓存方式, 仅需一个周期就能完成特征和权重的读取。基于Xilinx Xc7z045 FPGA芯片, 完成了加速器硬件实现与性能测试, 工作频率为166 MHz, 计算性能为49 FPS, 相比传统将整个网络部署到FPGA的方案, 计算性能实现3倍加速, 能效比提高了5倍。
神经网络加速器 ZynqNet ZynqNet FPGA FPGA neural network accelerator.
1 大连理工大学光电工程与仪器科学学院，辽宁 大连 116024
2 中国科学院理化技术研究所，北京 100190
3 中国科学院微电子研究所，北京 100029
对基于行波电极的硅-有机复合集成电光调制器进行研究，构建调制器的波导电极结构模型，分析特征阻抗和微波有效折射率对调制器频率响应的影响。通过对电极结构的仿真优化，完成调制器芯片的设计与制备，研究电光聚合物材料的片上极化工艺，得到高性能硅-有机复合集成电光调制器。对研制调制器电极的电学S（Scatter）参数进行测试，分析得到的电极特征阻抗和有效折射率与仿真设计结果基本相符。测试得到电光调制器的3 dB带宽大于50 GHz。
集成光学 电光调制器 硅-有机复合集成 行波电极 3 dB带宽 光学学报
2023, 43(23): 2313002
湖南大学, 化学化工学院, 化学生物传感与计量学国家重点实验室, 分子科学与生物医学实验室, 湖南, 长沙, 410082
表面增强拉曼光谱(SERS)技术广泛应用于表面/界面科学、光谱学、生化检测、成像示踪等领域。金属烯碳纳米囊是一类由烯碳壳层包裹金属核组成的核壳纳米颗粒, 由于金属烯碳纳米囊具有高SERS灵敏度, 在复杂和极端的生化环境下优异的稳定性和光学性质, 因此在生化检测分析和成像示踪等领域备受关注。超薄烯碳壳层固有的化学惰性可以保护金属内核免受光生热电子、活性氧以及酶等外部因素的破坏, 从而使金属烯碳纳米囊展现出超稳定的拉曼信号。此外, 烯碳壳层的多个拉曼特征峰位(D、G、2D)可作为拉曼信号和内标信号, 进一步提高了拉曼定量检测的准确度。值得注意的是2D峰作为拉曼静默区域内的信号峰有利于减少体内生物分子的干扰。本文首先介绍了金属烯碳纳米囊的制备原理和基本性质, 概述了基于金属烯碳纳米囊的SERS检测和成像中的应用进展, 最后展望了金属烯碳纳米囊在疾病诊疗的前景和潜力。
表面增强拉曼散射、金属烯碳纳米囊、SERS检测与成像、 Surface Enhanced Raman Scattering Metal graphitic nanocapsules SRES analysis and imaging Ultra-stability
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation of the Ministry of Education, National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Institute of Optical Communication Engineering, and Nanjing University-Tongding Joint Laboratory for Large-Scale Photonic Integrated Circuits, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
3 School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China
A wideband wavelength-tunable distributed feedback (DFB) semiconductor laser array based on the reconstruction-equivalent-chirp (REC) technique using a simple tuning scheme is demonstrated. It consists of 20 DFB lasers with matrix interleaving distributions, two-level cascaded Y-branch optical combiners, and one active semiconductor optical amplifier (SOA), all in-series integrated on one chip. Unlike the traditional thermal-electric cooler (TEC)-based wavelength-tuning scheme, the tunable REC-DFB laser array achieves a faster and broader continuous wavelength-tuning range using TaN thin-film heaters integrated on the AlN submount. By changing the injection current of the TaN resistor from 0 to 190 mA, the proposed tunable laser achieves a wavelength-tuning range of per channel and a total tuning of over 50 nm. This study opens up new avenues for realizing cost-effective and wide-tuning-range semiconductor lasers.
distributed feedback laser array reconstruction-equivalent-chirp technique tunable laser thin-film heater integrated on the submount wide tuning range Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011406
浙江科技学院理学院应用物理系, 杭州 310023
酒精中低浓度甲醇和乙醇的精准检测是十分重要的。低频拉曼散射是研究液相分子间相互作用最有效的方法之一。本文采用新型超低频拉曼光谱, 对不同浓度的乙醇以及乙醇-甲醇混合液进行研究。实验发现, 不同浓度下乙醇溶液在78 cm-1和170 cm-1存在两个特征峰, 不同浓度下乙醇-甲醇混合液在85 cm-1和178 cm-1存在两个特征峰。其中, 78 cm-1特征峰是由于OH-O伸缩振动引起的, 178 cm-1特征峰是由于OH-O面内弯曲振动引起的, 85 cm-1和170 cm-1两个峰是由C-OH的伸缩振动引起的。同时, 我们发现了以上超低频特征峰频率与乙醇以及乙醇-甲醇混合液浓度的依赖关系, 能够为较低浓度的乙醇和甲醇溶液精确指认提供可借鉴的实验思路和依据。
超低频拉曼光谱 乙醇 甲醇 Ultra-low frequency Raman spectroscopy Ethanol Methanol
1 北京鉴知技术有限公司, 北京 100084
2 北京微量化学研究所, 北京 100091
抗疲劳类保健品中常见西地那非和他达拉非两类违禁药物的添加, 涉及食品安全刑事案件数目多, 两类药物快速检测技术的研究对于相关犯罪快速打击具有重要意义。相比于色谱等实验室方法, 拉曼光谱是一种操作简便且成本低廉的技术, 近年来越来越多的应用于保健品非法添加药物的快速筛查。本文开发了一种对保健品中西地那非和他达拉非进行同时检测的表面增强拉曼光谱方法。使用便携式拉曼光谱仪器, 本文方法对西地那非的检出限为5 mg/kg, 他达拉非检出限为10 mg/kg, 可测胶囊、片剂类大部分抗疲劳类保健品, 操作耗时10分钟。本文所开发的检测方法在基层公安或市场监督机构有广泛应用前景。
拉曼光谱 表面增强拉曼光谱 保健品 保健品非法添加药物 食品安全 Raman spectroscopy SERS Healthcare products Illegally adulterated drugs Food safety
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 北京市遥感信息研究所, 北京 100192
基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定标,依然是当前的难题。在经典辐照度基法的基础上,提出了适用于灰阶靶标的改进辐照度基法,分析讨论了复杂环境下的在轨辐射定标方法,并对某光学卫星开展了实验验证。结果表明,提出的改进辐照度基法与反射率基法的最大差别小于3.5%,可实现复杂背景环境下的在轨辐射定标,为我国光学卫星高频次、高精度在轨辐射定标提供了技术途径。
遥感 辐射定标 灰阶靶标 辐照度基法
