Author Affiliations
Abstract
1 Tianjin University, Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology Tianjin, China
2 University College London, Department of Electronic and Electrical Engineering, London, United Kingdom
3 University of Mining and Technology, School of Materials Science and Physics, Xuzhou, China
4 Tianjin University, School of Electrical and Information Engineering, Tianjin, China
5 Southeast University, School of Information Science and Engineering, State Key Laboratory of Millimeter Waves, Nanjing, China
6 Zhejiang University, College of Information Science and Electronic Engineering, Key Laboratory of Micro-Nano Electronic Devices and Smart Systems of Zhejiang Province, Hangzhou, China
Unlike conventional topological edge states confined at a domain wall between two topologically distinct media, the recently proposed large-area topological waveguide states in three-layer heterostructures, which consist of a domain featuring Dirac points sandwiched between two domains of different topologies, have introduced the mode width degree of freedom for more flexible manipulation of electromagnetic waves. Until now, the experimental realizations of photonic large-area topological waveguide states have been exclusively based on quantum Hall and quantum valley-Hall systems. We propose a new way to create large-area topological waveguide states based on the photonic quantum spin-Hall system and observe their unique feature of pseudo-spin-momentum-locking unidirectional propagation for the first time in experiments. Moreover, due to the new effect provided by the mode width degree of freedom, the propagation of these large-area quantum spin-Hall waveguide states exhibits unusually strong robustness against defects, e.g., large voids with size reaching several unit cells, which has not been reported previously. Finally, practical applications, such as topological channel intersection and topological energy concentrator, are further demonstrated based on these novel states. Our work not only completes the last member of such states in the photonic quantum Hall, quantum valley-Hall, and quantum spin-Hall family, but also provides further opportunities for high-capacity energy transport with tunable mode width and exceptional robustness in integrated photonic devices and on-chip communications.
large-area quantum spin-Hall waveguide states strong robustness against defects high-capacity energy transport mode width degree of freedom 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(1): 016009
作者单位
摘要
1 中煤航测遥感集团有限公司, 陕西 西安 710199西安煤航遥感信息有限公司, 陕西 西安 710199
2 中煤航测遥感集团有限公司, 陕西 西安 710199
目前星载高光谱传感器较少, 基于高光谱影像的土壤盐分含量估算研究仍处于探索之中。 高分五号(GF-5)是目前国内光谱分辨率最高的卫星。 目的是研究高分五号高光谱影像大面积估算干旱区盐渍化土壤盐分含量的可行性。 选择新疆焉耆为研究区域, 采集了198个土壤样本。 首先, 检测土壤样本中的全盐量、 Na+、 Ca2+、 SO2-4、 Cl-的含量, 利用ASD FieldSpec3地物光谱仪在实验室测定土壤样本的光谱反射率。 然后, 对实验室土壤光谱进行SG(Savitzky-Golay)平滑预处理, 采用竞争自适应重加权采样法选择土壤盐分的特征波段, 再利用偏最小二乘、 岭回归和支持向量机建立土壤盐分含量的回归模型, 发现实验室光谱反演土壤盐分的模型精度较高, 五种土壤盐分反演模型的校正集决定系数均大于0.97, 预测集决定系数均大于0.90。 接着, 获取土壤采样同期的高分五号高光谱影像数据并进行预处理, 根据采样点位置在影像上提取了198个土壤样本的光谱曲线, 使用与实验室光谱相同的反演方法, 建立了高分五号影像光谱与土壤盐分的反演模型, 五种土壤盐分(全盐量、 Na+、 Ca2+、 SO2-4、 Cl-)反演效果最好的模型预测集决定系数分别是0.76、 0.66、 0.76、 0.63、 0.77。 最后, 根据高分五号影像光谱对土壤盐分的反演结果, 选择精度最高的特征波段组合和建模方法, 用于整个研究区域的土壤盐分含量估算。 估算结果按盐渍化等级划分, 研究区盐土占比76%, 土地已无法耕作, 非盐渍土占比16%, 可种植农作物, 弱盐渍土、 中盐渍土和强盐渍土分布面积较小, 共占8%。 五种土壤盐分的估算图与全盐量插值图的空间分布趋势一致。 结果表明, 高分五号高光谱影像估算本研究区域的土壤盐分含量结果可信度较高。
高分五号 高光谱遥感 土壤盐分含量 大面积估算 GF-5 Hyperspectral remote sensing Soil salt content Large area estimation 
光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2278
作者单位
摘要
1 武汉理工大学,材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070
2 先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心佛山仙湖实验室,广东 佛山 528200
有机无机杂化钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、制备成本低等优势,展现出了巨大的应用潜力。然而,钙钛矿电池要实现产业化应用,就必须进行放大,制备出高效稳定的钙钛矿光伏模组,而其中高质量钙钛矿吸光薄膜的放大制备尤为关键。印刷是最廉价、绿色的宏量制备技术之一,也是目前钙钛矿大面积制备所广泛采用的主要技术手段。本文综述了刮涂、狭缝涂布、喷墨打印等6种印刷技术的工作原理和特点,分析了各技术的影响因素和调控机理,并总结了相应的研究进展,旨在为未来钙钛矿大面积制备研究和应用提供参考。
钙钛矿太阳能电池 印刷技术 成核与生长 大面积光伏模组 perovskite solar cells printing technology nucleation and growth large-area photovoltaic modules 
硅酸盐学报
2023, 51(9): 2287
聂娟 1,2杜佳林 1,2李凡星 1王思沫 1,2[ ... ]严伟 1
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所环境光学研究院,四川 成都 610209
2 中国科学院大学,北京 100049
LED阵列光源凭借其高亮度、长寿命及节能环保等独特优点广泛应用于医学、微纳加工、光学成像等领域,但其匀化系统存在光线准直难、可实现的照明光斑面积小等问题,难以在需要均匀照明的光学领域当中得到广泛应用。针对这一问题,提出了一种基于微透镜阵列的大面积LED阵列光源匀化方法。首先通过矩阵光学及近轴光学理论进行理论分析,然后利用lighttools软件进行系统设计及仿真实验,最终在像面上实现了大面积的均匀光斑。相较于以往最多可实现50 mm×50 mm的匀化光斑,该匀化系统可做到104 mm×104 mm、均匀度为87.375%的大面积规则的均匀光斑,该方法对医学、红外夜视、投影显示、航空照明领域等需要大面积均匀照明的系统有着重要意义。
光电子学 光源匀化方法 矩阵光学 微透镜阵列 大面积LED 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525003
作者单位
摘要
1 西安工业大学 光电工程学院 陕西省光电测试与仪器技术重点实验室, 陕西 西安 710021
2 中国人民解放军63853部队,吉林 白城 137001
分体式大靶面测试系统的探测光幕灵敏度直接影响飞行弹丸速度测量的精度。可在散布不大的情况下,使用反射膜与激光器代替矩形大面积测试系统中的人工光源,简化测试系统。对新建的三角形探测光幕的灵敏度进行了分析,综合考虑激光器在不同传播距离处的光强度衰减、空间的非均匀性分布及反射膜逆反射系数和镜头离轴效应等因素,采用数值仿真和实弹试验的方法,将同一弹径的弹丸穿过光幕不同位置时的灵敏度等效到同一基准点进行归一化分析。结果显示,镜头离轴效应对灵敏度影响最大,激光器空间非均匀性分布影响最小。在3.5 m×2 m(宽×高)的直角三角形探测光幕区域进行实弹试验,其结果与仿真结果一致,距镜头越近,灵敏度越高;反之越低。研究结果可为类似原向反射式大面积探测光幕的工程设计提供参考。
弹丸速度测量 大面积探测光幕 离轴效应 光强度分布 灵敏度分布 projectile velocity measurement large-area detection light screen off-axis effect distribution of light intensity sensitivity distribution 
应用光学
2023, 44(1): 113
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
为了对具有速度和加速度限制的物理信号安排合理的过渡过程,提出了一种带有速度和加速度饱和限制的变参数线性跟踪微分器。将跟踪微分器的快速因子设计为跟踪误差减函数的形式,即使在初始跟踪误差非常大的时候也不会产生非常大的加速度,同时结合速度和加速度饱和的限制,使用同一组参数就可以对大范围的阶跃信号给出与物理系统反馈能力相匹配的过渡过程信号。仿真计算表明,所设计的跟踪微分器的跟踪效果与经典的非线性跟踪微分器几乎相同,计算复杂度却明显降低。将所设计的跟踪微分器应用于地平式大视场望远镜的快速调转定位中,与工程中常用的位置分段方式进行对比,响应时间缩短了大约15%~37%,有效提高了望远镜的搜索效率。变参数跟踪微分器不但能够起到过渡作用,还能最大限度地激发物理系统的反馈能力。该方法参数设置简单,易于工程中的调试和实现。
伺服控制 跟踪微分器 变参数 过渡过程安排 地平式大视场望远镜 servo control tracking differentiator variable parameter transition process arrangement altazimuth large area telescope 
光学 精密工程
2022, 30(23): 3045
作者单位
摘要
昆明物理研究所,云南 昆明 650223
随着红外焦平面技术的发展,大面阵红外焦平面器件在遥感、气象、资源普查和高分辨对地观测卫星上得到了广泛应用。因此,基于第三代红外焦平面技术的超大规模焦平面器件成为国内外研究热点。文中介绍了昆明物理研究所采用n-on-p技术路线成功研制的短波(Short Wave, SW) 2 k×2 k(18 μm,像元中心距)碲镉汞红外焦平面器件。短波2 k×2 k碲镉汞红外焦平面器件突破了大尺寸碲锌镉(CdZnTe)衬底制备和大面积液相外延薄膜材料生长技术,衬底尺寸由Φ75 mm增加到Φ90 mm,获得了高度均匀的大面积碲镉汞(HgCdTe)薄膜材料。通过大面阵器件工艺、大面阵倒装互连等技术攻关,最终获得了有效像元率大于99.9%、平均峰值探测率(D*)大于4×1012(cm·Hz1/2)/W、暗电流密度在1 nA/cm2的高性能短波2 k×2 k(18 μm)碲镉汞红外焦平面器件。
短波 大面阵 2 k 红外焦平面器件 short wave large area array 2 k infrared focal plane device 
红外与激光工程
2022, 51(9): 20220079
作者单位
摘要
无锡学院电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
SiC雪崩光电二极管(APD)是用于探测微弱紫外光的优选器件。通过研究器件在高压下的光响应行为,发现随着偏压的增加,器件响应峰值和截止波长始终稳定在280 nm和380 nm处,表明SiC APD在雪崩击穿状态下仍具有可见光盲特性。这说明SiC APD在进行微弱紫外光探测时,凭借材料本身性质便可屏蔽可见及红外光的影响,有利于降低器件复杂度和成本。另外,为了增大器件的感光面积,将SiC APD直径增大到500 μm,器件在95%击穿电压下,暗电流仅为2×10-10 A,当暗计数为1 Hz/μm2时,器件单光子探测效率为0.7%,实现了SiC APD尺寸上的突破。
激光器 SiC 雪崩光电二极管 可见光盲 大面积 
中国激光
2022, 49(24): 2401003
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第二十九研究所, 四川 成都 610036
基于低温共烧陶瓷(LTCC)电路基板和高硅铝合金封装载体互联的多通道T/R组件对互联界面质量要求高。为了优化大尺寸LTCC基板与高硅铝合金载体钎焊后的互联强度, 该文采用试验设计方法设计了大面积LTCC基板与CE11高硅铝合金载体, 并进行了焊接试验, 利用主效应法识别出影响焊接强度的关键工艺因素是183~140℃内降温速率及焊接峰值温度, 并采用回归分析法得到以上两类参数与界面焊接强度的关系模型。通过基于随机梯度下降的Adam算法得到最优的焊接工艺参数: 降温速率为0.967 ℃/s, 峰值温度为230 ℃。基于优化后的工艺参数可得验证样件界面焊接强度为23.6 MPa, 与优化后模型预测值的相对误差为2.1%, 这证明该文的研究对大尺寸基板与高硅铝合金载体钎焊后界面强度有显著的预测和提升作用。
低温共烧陶瓷电路基板 大面积焊接 试验设计 回归分析 工艺参数优化 low temperature co-fired ceramic circuit substrate large area welding experimental design method the regression analysis process parameter optimization 
压电与声光
2022, 44(4): 619
作者单位
摘要
北京遥感设备研究所, 北京 100000
红外搜索与跟踪(IRST)系统在态势感知、环境安全监测等领域具有重要地位。像移补偿是IRST进行快速扫描的关键技术之一。设计了一种长积分时间快速周扫下像移补偿大面阵IRST光学系统, 该光学系统采用平行光路稳像方法, 具有4 ms级的积分时间、360 (°)/s级的周扫速度、1k级的面阵规模等技术特点。介绍了平行光路稳像的原理, 提出了参数计算及匹配关系。光学系统设计结果以及光学样机周扫成像测试结果表明, 该像移补偿IRST光学系统成像探测能力优良, 相关指标处于国内领先水平。
像移补偿 光学设计 长积分时间 快速周扫 大面阵 image motion compensation optical design long integration time fast circle scanning large area array  
电光与控制
2022, 29(8): 84

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