杜雅娟 1,2高静 1,2,*高志远 1,2聂凯明 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学微电子学院,天津 300072
2 天津市成像与感知微电子技术重点实验室,天津 300072
转换增益是微光CMOS图像传感器的重要参数,转换增益的提高有助于提升图像传感器的信噪比,进而提升灵敏度和成像质量。由于转换增益与像素的寄生电容成反比关系,为有效提升转换增益,提出了一种基于自对准技术的4管有源像素寄生电容的二维物理模型。该模型建立了像素寄生电容与注入条件之间的关系,其中包括注入剂量、注入能量和复位电压,该模型的计算结果与TCAD仿真结果具有较高的一致性,二者之间的方差小于0.0028 fF2,验证了该模型的准确性。该模型能应用于高性能图像传感器尤其是高灵敏度微光图像传感器的设计和优化中。
有源像素 转换增益 寄生电容 注入工艺 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1926001
作者单位
摘要
1 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
2 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆矿物发光材料及其微结构实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
3 新疆师范大学化学化工学院,新疆 乌鲁木齐 830054
采用高温固相法,通过阳离子替代的实验策略,制备出系列窄带发射且颜色可由深黄色调至绿色的K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉。用X射线粉末衍射仪对样品的物相进行表征,通过扫描电子显微镜和能量色散谱测试对样品的形貌和元素分布进行分析。结果表明,成功地合成了纯相且元素分布均匀的K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉。在蓝光激发下,随着Na+离子逐渐代替K+离子,K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉的发光强度逐渐增强,原荧光粉的发光强度得到有效提高的同时发光颜色由深黄色调至绿色。在427 nm激光的激发下:当x=0.8时,K1.2Na0.8Zn0.94SiO4∶0.06Mn2+荧光粉发光最强;当x=2.0时,即K+完全被Na+替代,Na2Zn0.94SiO4∶0.06Mn2+荧光粉发射出中心波长为517 nm、半峰全宽为32 nm的绿光,相较于商用β-SiAlON∶Eu2+绿色荧光粉,其半峰全宽更窄。
材料 过渡金属掺杂材料 K2-xNaxZn0.94SiO4∶Mn2+(0≤x≤2) 窄带绿光发射 颜色调控 液晶显示背光源 
光学学报
2023, 43(11): 1116001
作者单位
摘要
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 江苏省医用光学重点实验室,江苏 苏州 215163
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
3 长春理工大学 理学院 吉林省固体激光技术与应用重点实验室,吉林 长春 130022
提出了一种高功率及高转换效率的可调谐连续波近红外外腔单谐振光学参量振荡器。为了获得短波段近红外可调谐激光光源,基于准相位匹配晶体的光学参量振荡技术是其中一项有效的技术手段。光学参量振荡器采用连续波532 nm激光器作为泵浦源,掺杂氧化镁的周期性极化化学计量比钽酸锂(MgO:sPPLT)晶体作为准相位匹配晶体,通过在周期调谐的基础上再结合温度调谐的组合调谐方式,在8.3~8.6 μm的4个极化周期内实现了信号光807~879 nm和闲频光1352~1567 nm近红外宽波段的无跳模可调谐激光输出。通过闲频光单谐振设计,当泵浦功率5.4 W时,在8.6 μm周期处,获得了3.1 W的821 nm的近红外信号光输出,实现了57.4%的信号光光-光转换效率。当泵浦功率达到13.6 W时,在8.6 μm周期处,获得了6.8 W的高功率输出。
光学参量振荡器 MgO:sPPLT晶体 近红外激光 连续波 optical parametric oscillator MgO:sPPLT crystal near-infrared laser continuous-wave 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210654
作者单位
摘要
北京卫星制造厂有限公司,北京 100094
针对现有检测手段难以解决的外观正常、又有电气连接的电子产品虚焊类缺陷的问题,本文采用脉冲红外热像检测方法获取温度数据,引入趋势分析法建立了虚焊类缺陷热像数据拟合曲线特征参量与不同虚焊程度缺陷之间的对应关系,成功解决了过余温度信号中难以辨识背景噪声和焊点缺陷信号的问题,提高了热像信号的分辨率和信噪比。
脉冲热像 虚焊焊点 趋势分析 pulse infrared thermal, pseudo soldering, trend an 
红外技术
2022, 44(9): 979
作者单位
摘要
新疆师范大学 物理与电子工程学院 新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室实验室,乌鲁木齐 830054
采用高温固相法成功合成了新型 Mg2+ 掺杂 Na2Zn3Si2O8:Er3+ 荧光粉,研究了其物相结构、上转换发光特性以及热稳定性和单色性。研究结果表明,Mg2+ 离子的掺杂对 Na2Zn3Si2O8:Er3+ 晶体结构没有影响,并且在 980 nm 激发下出现了 Er3+ 离子的绿色和红色特征发射带,Mg2+ 离子的掺入使Er3+ 离子在 661 nm 处的红色发射强度提高了 16 倍,这归因于随着掺杂 Mg2+ 离子 CO32- 基团和 OH- 基团数量的逐渐减少,无辐射跃迁几率减少,最终导致发光强度的增强。通过热稳定性研究发现,Na2Zn3Si2O8:3%Er3+、1%Mg2+ 在 25 ℃~250 ℃ 温度范围内表现出较好的热稳定性,并随着温度的升高样品呈橙红色发光。优化后的样品在固态照明领域有潜在应用价值。
硅酸盐 上转换发光材料 高温固相法 Na2Zn3Si2O8:Er3+,Mg2+荧光粉 固态照明 Silicate Up-conversion luminescence Solid-phase method Na2In3Si2O8 Er3+,Mg2+ phosphor Solid-state lighting 
光子学报
2022, 51(9): 0916001
牛洪星 1,**高静 1,2,*聂凯明 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学微电子学院, 天津 300072
2 天津市成像与感知微电子技术重点实验室, 天津 300072
在动态场景中,飞行时间图像传感器的高频多相操作会产生运动模糊,使运动区域内产生错误的三维原始数据,同时增加了电路设计难度。为了减小运动模糊的影响,本文对动态场景下飞行时间图像传感器进行建模。所建模型可以通过简单的参数设置快速完成传感器的参数设定,以仿真动态场景中各条件下的三维图像,从而分析运动误差。本文基于该成像模型,在不同的运动速度和帧频下分析了运动误差对成像质量的影响,探究了动态场景中两种曝光方式之间的成像质量差异,获得了具有高成像质量和低电路设计难度的最优成像指标。采用德州仪器(TI)公司的飞行时间相机对成像模型进行了评估,结果表明,在静态和动态场景中,模型仿真数据与相机实测数据匹配良好。
遥感 传感器 建模仿真 运动误差 最优指标 
激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2428001
赵彤 1,2高静 1,2,*徐江涛 1,2聂凯明 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学微电子学院, 天津 300072
2 天津市成像与感知微电子技术重点实验室, 天津 300072
量子图像传感器(QIS)在不同的过采样位深下信息冗余程度和动态范围(DR)不同,对于读出电路的要求也不同。研究了QIS成像过程中引入的读噪声,优化了QIS成像的数学模型。在动态范围和失调容限的约束下,得到了子像素过采样的最优位深。仿真结果表明,当QIS的成像位深为12 bit、等效满阱容量为4095 electron时,子像素过采样的最佳比特位深是3,为保证区间误码率小于千分之一,读出电路失调应低于0.22 electron。根据采样策略,设计了一种基于复用结构的flash型低噪声读出电路。相对于传统flash型模数变换器(ADC),所提ADC比较器的个数减少了4个,采样频率为10 MSa/s时,功耗降低了17.5%;采样频率为1 MSa/s时,ADC的功耗为116 nW,ADC的失调为0.196 electron。
统计光学 光子计数 量子图像传感器 过采样策略 动态范围 低功耗 低失调 
激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2403001
徐超文 1,*高静 4李营 1秦霏 5[ ... ]房雷鸣 6
作者单位
摘要
1 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036
4 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室, 北京 100029
5 5. School of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol BS81RJ, United Kingdom
6 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621999
碳酸盐是碳在地球内部的重要载体之一, 其在地幔高温高压条件下的晶体化学是理解地球深部碳的赋存状态和循环过程的关键, 而结构稳定性和相变是晶体化学最基本的研究内容。 碳酸钠(Na2CO3)是一种常见的碱性碳酸盐矿物, 在产自地幔过渡带-下地幔的金刚石中已发现含钠的碳酸盐矿物包裹体, 这成为碳酸钠能够俯冲进入地幔深部的直接矿物学证据。 前人利用拉曼光谱技术研究了Na2CO3在常温常压下的晶格振动模式, 但其在高压下的稳定性和结构变化却鲜有报道。 利用金刚石压腔装置结合先进的共聚焦拉曼光谱技术, 以硅油作为传压介质, 在准静水压力条件下, 在0.001~27.53 GPa压力区间对Na2CO3粉末在600~1 200 cm-1波段的振动特征进行了细致地分析。 本次实验重点分析了[CO3]2-基团振动模式在升压和卸压过程中的行为。 结果表明, 在0.001~11.88 GPa压力范围内, [CO3]2-基团对称伸缩振动γ1(1 088.06和1 070.76 cm-1)、 反对称伸缩振动γ3(865.10和797.50 cm-1)和面内弯曲振动γ4(720.10和696.71 cm-1)都出现了振动峰的分裂。 随着压力增加, 所有振动峰都向高频率漂移, 半高宽也逐渐增加。 在13.40 GPa时, Na2CO3发生结构相变, 具体表现为690.08 cm-1处出现1条新的拉曼峰, 并且随着压力升高该峰的强度逐渐增大。 同时反对称伸缩振动峰γ3以及面内弯曲振动峰γ4的强度持续减弱, 半高宽也继续变大。 这些现象表明Na2CO3结构相变源于[CO3]2-内部晶格变化。 当压力卸载到4.18 GPa时, [CO3]2-的振动模式与常温常压下的完全吻合, 相变出现的新峰也已经消失, 表明该相变是由[CO3]2-基团畸变引起的并且具有可逆性。 继续升压至27.53 GPa, 拉曼光谱继续蓝移, Na2CO3的拉曼谱线再没有变化, 说明高压相在这一压强范围内保持稳定。 在整个加压过程中, 反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4处的拉曼峰出现强度减弱现象。 同时也计算了各个峰频率对压力的依赖系数dγ/dP, 结果显示[CO3]2-基团内各个振动模式对压力的响应是不同的, 这很可能与C—O键的键长有关。 最后, 对比发现, 对称伸缩振动γ1峰的强度比反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4峰的强度大, 并且[CO3]2-基团对称伸缩振动γ1受压力影响相对较小, 可以用来区别不同种类的碳酸盐矿物。
碳酸钠 拉曼散射 高压 相变 Sodium carbonate Raman scattering High pressure Phase transition 
光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2087
高静 1,2焦东东 1刘杰 1邓雪 1[ ... ]刘涛 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种基于短光纤循环延迟自外差技术测量亚千赫兹激光器线宽的方法。采用延迟长度仅为2 km的循环延迟自外差干涉仪,实现了一系列不同延迟时间拍频信号的同时测量。通过仿真拟合了多组高阶拍频信号的功率谱,获得激光器的平均线宽为944 Hz,该结果与传统拍频法测得的激光线宽基本一致。所提方法不仅可以避免单次测量误差,而且能有效减小1/f频率噪声引起的频谱加宽,可精密测量窄线宽激光器的线宽。
测量 窄线宽激光器 线宽测量 循环延迟自外差法 短延迟光纤 拍频信号 
光学学报
2021, 41(7): 0712002
作者单位
摘要
山东师范大学 物理与电子科学学院 山东省光处理工程技术中心 山东省光学与光子器件重点实验室,山东 济南 250014
气溶胶已被确定为辐射强迫评估中的不确定因素之一。激光雷达是气溶胶观测的有效遥感工具。利用车载激光雷达,采用固定垂直探测与移动走航监测相结合的探测方式,对安平县的颗粒物浓度进行了连续探测。固定探测结果与环保部空气质量先上升后下降的趋势一致。移动导航探测能够快速、准确地定位污染源的位置。最后,通过对比喷撒抑尘剂前后的走航监测结果,得出喷撒抑尘剂可以有效降低颗粒物浓度。
激光雷达 气溶胶 固定探测 移动走航探测 lidar aerosols fixed vertical detection mobile navigation monitoring 
红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200324

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