1 中通服咨询设计研究院有限公司，南京210019
2 中邮通建设咨询有限公司，南京 210003
针对现有传统波分复用（WDM）难以同时满足运营商大规模部署和降本增效需求的问题。分析了城域盒式WDM设备较传统WDM设备在开放解耦、低能耗和低成本等方面的优势，并结合互联网数据中心（IDC）和城域云网等需求场景，提出了城域盒式WDM设备的组网部署应用建议，具有较强的可行性。
城域盒式波分复用 开放解耦 低成本 城域云网 metro box wavelength division multiplexing, open d
1 哈尔滨新光光电科技股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150080
2 火箭军装备部驻哈尔滨地区军事代表室，黑龙江哈尔滨 150080
3 哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨 150001
为实现中波制冷红外导引头的低成本、无热化设计，采用两轴框架式总体布局方式，基于硅锗光学材料，利用一次成像 3片式光学结构(Si-Ge-Si），选用斯特林制冷型面阵规模 640×512像素尺寸为 15.m的中波红外探测器作为接收器件，设计一种高分辨率低成本中波制冷红外成像制导光学系统，并实现了宽温范围内的无热化设计。设计结果表明，光学系统焦距为 55 mm，视场大小为 10°×8°，在 33lp/mm处，轴上 0视场的调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF）不低于 0.6，轴外 0.7视场传递函数不低于 0.40，畸变小于 1%，冷光阑效率 100%。同时，结合整流罩进行针对性优化设计，系统冷反射现象基本消除，在－40℃～＋70℃温度范围内具有良好的成像效果。光学系统结构简单，易加工装校，良品率高。经实测样机，光学系统成像质量优良，各项性能指标满足技术指标要求。
低成本 无热化 中波红外 高分辨率 low-cost, athermalization, medium-wave infrared, h
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471000
2 航空制导武器航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471000
随着人工智能和无人技术的发展应用, 未来制空作战的规模化对抗进程加快。分析了未来制空作战平台及制空作战**的发展情况, 梳理了规模化空战具备的参战平台高密度协同对抗、制空**饱和协同攻击、网络信息作为基础支撑的主要特点, 从作战使用、生产制造、设计研制等方面分析了规模化空战对未来空空导弹发展的需求和影响, 可为空空导弹的未来发展提供一定的技术借鉴。
规模化作战 空空导弹 低成本设计 系统架构设计 导弹解耦设计 large-scale operation air-to-air missile low-cost design system architecture design missile decoupling design
桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室， 广西 桂林 541004
基于350 nm 2-poly 3-metal EEPROM工艺，设计了一种应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM存储器。在保证存储容量能满足大多数使用场景的情况下，通过优化Dickson电荷泵和读出电路的结构，实现电路版图面积的最小化，从而对整体电路实现低成本设计。优化后的Dickson电荷泵能实现10 μs内从3.3 V到16 V的稳定升压，且功耗为334 μW；读出电路基于检测NCG器件阈值电压的方式实现存储逻辑值的判别，该方法不需要能提供高精度电流的基准电路和具有高增益的灵敏放大器，有效降低了整体电路的面积。低成本2 kbit EEPROM的工作电压为3.3 V，能实现32位并行输入和1位串行输出，芯片总面积仅为0.14 mm2，有效降低了低频无源RFID设计复杂度和制造成本。
电可擦除可编程只读存储器 Dickson电荷泵 射频识别 低成本 EEPROM Dickson charge pump RFID low cost
1 中国矿业大学安全工程学院, 江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学职业健康研究院, 江苏 徐州 221116
电火花诱导击穿光谱(SIBS)技术是一种基于原子发射光谱学的物质浓度与成分的定性、 定量分析技术。 与传统的实验室分析技术如电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、 原子吸收光谱(AAS)、 质谱(MS)等相比具有实时、 实地、 在线快速检测、 高灵敏度以及低成本、 小体积、 维护简单等优点。 目前对该技术已有的研究集中在气溶胶成分分析、 土壤成分分析、 金属颗粒物浓度检测、 水泥成分分析等方向, 在环境监测、 工业卫生、 食品安全、 生物医疗等领域都有广泛且良好的应用前景。 从SIBS技术的基本原理入手, 综述了其光谱分析的原理, 即利用高压脉冲电源产生的电火花激发被测物体表面, 使被测物体在电源正负极间产生等离子体, 利用光谱仪光纤探头收集等离子体冷却过程中通过跃迁放出的光子与特征辐射谱线, 由于不同元素具有独特的特征谱线, 进而可以根据特征谱线对被测物质进行成分与浓度的定性和定量分析; 接着分析了影响SIBS技术光谱图像和光谱分析的相关因素如脉冲电源参数、 电极材料与入射角度和等离子体本身特性等, 并定量地指出了部分因素与光谱信号强弱的关系; 综述了该技术在发展过程中的一些技术革新和应用创新如激光+电火花诱导(LA-SIBS)、 高重复频率激光烧蚀电火花诱导击穿(HRR-LA-SIBS)、 超声波雾化+电火花诱导(UN-SIBS)、 粒子流电火花诱导击穿(PF-SIBS)等, 并简要说明了SIBS技术目前应用的一些领域、 应用特点以及对该技术未来发展方向的启示; 根据电火花诱导击穿光谱技术的原理缺陷以及在应用中暴露出来的一些问题, 列出了该技术目前面临的挑战如设备技术成本、 电火花能量、 环境噪声、 样品污染等; 最后, 对电火花诱导击穿光谱技术未来的研究方向和发展趋势进行了展望。
电火花诱导击穿光谱技术 等离子体特性 低成本 定量分析 SIBS Plasma characteristics Low cost Quantitative analysis
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
为在较低成本下解决单像素成像速度问题, 从硬件和算法两个层面提出解决方案, 搭建软硬件协同的单像素成像体系。算法层面在 Hadamard 单像素成像中引入 DQN 算法, 提出 DQN-Hadamard 单像素成像, 获得对特定目标物体的相对最优采样顺序。硬件层面基于 LED 阵列的高速低成本基底图案投射方案, 选择 ARM 与 FPGA 特性结合的 ZYNQ 7020 作为主控, 搭建 ARM 与 FPGA 协同的 Hadamard 单像素成像系统。最后结合算法与硬件, 完成 DQN-Hadamard 单像素成像在 ARM 与 FPGA 协同的 Hadamard 单像素成像系统的移植, 并与自适应斜 Z 字形采样单像素成像做了详细比较。成像结果显示, 所提方案在 30% 的采样率下即可重建目标物体图像, 验证了低成本软硬件协同单像素成像的可行性。
单像素成像 低成本 软硬件协同 single-pixel imaging ZYNQ ZYNQ DQN DQN low-cost hardware and software coordination
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，江苏 苏州 215009
2 中国航天科技集团公司 上海卫星工程研究所，上海 201109
3 北京联合大学 数理部，北京 100101
为了实现多路无源液晶光学器件的驱动，设计开发了低成本、低复杂度及幅频可调的多路驱动电路。首先，为了便于控制液晶器件，在PC机和驱动板之间采用USB数据传输方式进行控制信号的传输。其次，驱动板卡采用母板加多子板模式，每个子板可输出32路驱动信号，其可依据实际需求灵活选取子板数目，从而降低成本。母板与子板均采用STM32作为主控芯片，子板通过SPI接口与母板进行数据传输。每个子板通过2个SPI接口将数据分组分发给DAC芯片，每个DAC芯片可控制16路数模转换，最终实现192路模拟信号的输出。最后，进行制板和测试。结果显示，输出模拟电压与灰度值符合线性比例关系，其绝对误差在0.010 V左右，符合10 bit、1 024级电压灰度值调制精度。该驱动板卡可以实现多路驱动信号的输出，满足多路无源液晶光学器件驱动控制的需求。
无源液晶调光器件 驱动电路 低成本 精度 passive liquid crystal optical device drive circuit low-cost accuracy
陶瓷膜因具有机械强度高、耐高温、化学稳定性好、孔径分布可控、再生性能好和环境友好等诸多优势而被应用于众多行业。然而, 其生产成本较高导致市场占有率低。此外, 陶瓷膜还面临高渗透性和高选择性不能兼备的难题, 这限制了其大规模应用。本文综述了采用廉价原料、添加烧结助剂和优化制备工艺来降低非对称陶瓷膜生产成本以及提高其性能方面的研究, 分析了相关措施对陶瓷膜的利弊, 并展望了陶瓷膜未来的发展方向和应用前景。
非对称陶瓷膜 低成本 高性能 廉价原料 烧结助剂 制膜工艺优化 asymmetric ceramic membrane low cost high performance cheap raw material sintering aid membrane preparation process optimization
1 贵州师范大学物理与电子科学学院，贵阳 550025
2 贵阳产业技术研究院，贵阳 550081
本文采用脉冲激光沉积和真空退火的方法在铝箔上制备氧化铟锡(indium tin oxide, ITO)表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底，并研究了ITO基底的SERS特性。沉积了700、1 000、1 300、1 600、2 000五组脉冲数的基底，测量结果显示薄膜厚度与脉冲数接近线性关系，当ITO薄膜厚度为60.80 nm(脉冲数为1 300)时，拉曼信号的增强程度达到最大值，其拉曼强度是Au基底的2~3倍。研究表明，真空退火能够显著提升ITO基底的拉曼增强效果，不同厚度的ITO薄膜基底均具有明显的SERS增强效果，可以通过控制薄膜厚度对ITO基底进行SERS调控。这些研究结果可为后续ITO材料SERS研究及应用提供参考依据。
氧化铟锡 脉冲激光沉积 真空退火 脉冲数 表面增强拉曼散射 表面等离激元 低成本 ITO laser pulse deposition vacuum annealing pulse number SERS surface plasmon low-cost
1 中兴通讯股份有限公司, 广东 深圳 518057
2 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
为了实现信号同相分量和正交分量的交替检测,提出了一种基于预设频率偏移的相干探测方案。该方案所需的硬件数量与外差检测一致,均为零差检测的一半。相关实验与仿真结果表明,相比外差检测方案,本方案不需要后续的下变频过程,对接收机的带宽需求较低。为了解决该方案中色散、激光器频率偏移以及接收机带宽受限造成的信号失真问题,提出了一种自适应实值均衡结构,为相干检测在成本敏感接入网中的应用提供了一种低成本、低复杂度的解决方案。
光通信 相干探测 低成本相干 接收机带宽 频率偏移 光学学报
2021, 41(23): 2306004
