Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, China
2 School of Microelectronics, Shandong University, Jinan 250101, China
3 School of Integrated Circuits and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
In the era of accelerated development in artificial intelligence as well as explosive growth of information and data throughput, underlying hardware devices that can integrate perception and memory while simultaneously offering the benefits of low power consumption and high transmission rates are particularly valuable. Neuromorphic devices inspired by the human brain are considered to be one of the most promising successors to the efficient in-sensory process. In this paper, a homojunction-based multi-functional optoelectronic synapse (MFOS) is proposed and testified. It enables a series of basic electrical synaptic plasticity, including paired-pulse facilitation/depression (PPF/PPD) and long-term promotion/depression (LTP/LTD). In addition, the synaptic behaviors induced by electrical signals could be instead achieved through optical signals, where its sensitivity to optical frequency allows the MFOS to simulate high-pass filtering applications in situ and the perception capability integrated into memory endows it with the information acquisition and processing functions as a visual system. Meanwhile, the MFOS exhibits its performances of associative learning and logic gates following the illumination with two different wavelengths. As a result, the proposed MFOS offers a solution for the realization of intelligent visual system and bionic electronic eye, and will provide more diverse application scenarios for future neuromorphic computing.
optoelectronic synapse gallium oxide filter visual system associative learning logic gate 
Journal of Semiconductors
2023, 44(7): 074101
作者单位
摘要
沈阳建筑大学 土木工程学院, 沈阳110168
采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器,建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型,推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系,分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素,包括封装层弹性模量、封装层厚度、黏结长度。研究结果表明平均应变传递率与封装层弹性模量和黏结长度呈正相关,与封装层厚度呈负相关。研究成果对夹持式光纤光栅应变测量、误差修正和传感器设计,以及3D打印技术封装光纤布拉格光栅的可行性具有参考意义。
光纤传感器 3D打印方法 应变传递耦合机理 封装技术 夹持式光纤光栅传感器 Fiber optics sensors Three dimensions printing method Strain transfer coupling mechanism Packaging technology Clamped fiber Bragg grating sensor 
光子学报
2021, 50(9): 0906002
作者单位
摘要
1 沈阳建筑大学土木工程学院, 辽宁 沈阳 110168
2 青岛理工大学土木工程学院, 山东 青岛 266033

为解决建筑结构不均匀沉降监测问题,设计了一种基于等强度梁的新型双光纤光栅静力水准仪,以连通器原理作为基本理论,分析了静力水准仪的传感原理,得出两个光纤光栅的波长变化值的和与沉降变化量呈线性函数关系。水准仪主要包括圆筒容器、连杆、圆柱形浮漂、等强度悬臂梁、光纤光栅和底部支座等构件,在水管连接处使用了防漏液连接装置。基于标定实验数据对双光纤光栅静力水准仪进行静态特性分析,得到的灵敏度为15.765 pm·mm -1,线性度误差为2.959%,迟滞性误差为0.375%,重复性误差为1.744%,相关系数均在0.99以上,静态误差为3.455%,该方法所得结果符合土木工程结构健康监测的要求,其适用于多种结构的不均匀沉降长期远程监测。双光纤光栅静力水准仪具有方便拆卸、可重新组装的优点,并且能够自行消除温度变化和液体液面高度变化造成的误差,提高不均匀沉降监测的准确性。将双光纤光栅静力水准仪应用到建筑监测中,证实了其监测不均匀沉降的能力。

光纤光学 光纤光栅 不均匀沉降 静力水准仪 结构健康监测 
光学学报
2021, 41(14): 1406005
王永洪 1,2刘俊伟 1,2,*张明义 1,2张春巍 1,2[ ... ]赵国晓 1
作者单位
摘要
1 青岛理工大学土木工程学院, 山东 青岛 266033
2 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心, 山东 青岛 266033
提出一种利用光纤布拉格光栅(FBG)测试双壁模型管桩桩身轴力的方法,探讨模型管桩应变变化与光纤光栅中心波长稳定性和漂移的关系。FBG传感器封装在模型管桩外管加工槽体内,模型管桩内管采取直接粘贴光纤光栅的方法,将应变片分别粘贴在模型管桩内、外管光纤光栅同一位置。对模型管桩施加竖向压力后产生的应变进行测试,并将FBG传感器及应变片的测试结果与理论公式进行对比分析,发现两者存在误差,但在测试要求范围内。外管施加5 kN竖向荷载时,光纤光栅测得的最大应变为59.2 με,相对误差为4.9%;内管施加5 kN竖向荷载时,光纤光栅测得的最大应变为122.3 με,相对误差为7.2%,均满足工程测试要求。
光纤光学 光纤布拉格光栅 双壁管桩 应变变化 桩身轴力 
激光与光电子学进展
2018, 55(11): 110605
王永洪 1,2,1; 2; 张明义 1,2张春巍 1,2白晓宇 1,2
作者单位
摘要
1 青岛理工大学土木工程学院, 山东 青岛 266033
2 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心, 山东 青岛 266033
在静压预制桩沉桩过程中,采用一种增敏微型光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器测试桩身的受力情况。利用在模型桩桩身表面开槽埋设FBG传感器的方式,通过压桩贯入模型实验,实时测试了模型桩桩身在贯入过程中的受力状态,分析了桩身轴力和桩侧摩阻力随贯入深度变化的规律。实验结果表明:该传感器预埋到模型桩桩身表面能很好地与桩体结合,可以精确测试模型桩桩身的受力变化,并且在模型实验中预制成功率高、安装灵活。
传感器 增敏 光纤布拉格光栅 应变传感器 静压预制桩 模型实验 
激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050606
王永洪 1,2,1; 2; 张明义 1,2张春巍 1,2白晓宇 1,2桑松魁 1
作者单位
摘要
1 青岛理工大学土木工程学院, 山东 青岛 266033
2 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心, 山东 青岛 266033
鉴于光纤布拉格光栅(FBG)应变测试时对应变和温度交叉敏感的特性,将温度补偿FBG结构与应变FBG结构串联,采用夹持式封装方式,根据温度FBG和应变FBG相对波长的变化确定被测结构的应变量。实验结果表明:温度FBG和应变FBG相对波长变化对温度的灵敏度仅为0.12 pm·℃ -1,为温度FBG和应变FBG温度灵敏度的1.14%和1.15%;并实现了应变FBG测量的温度自补偿。夹持式温度自补偿FBG应变传感测试技术原理简单,实用性强,可被广泛应用于实际工程中。
光纤光学 夹持式 温度自补偿 光纤布拉格光栅 传感测试技术 
激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050605
作者单位
摘要
3
与普通光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器相比,低温敏FBG应变传感器对温度灵敏性低、对应变灵敏性高。故将低温敏FBG应变传感器应用于静压PHC管桩贯入过程中,监测了PHC管桩静压贯入过程中的桩身应力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化。实验结果表明:低温敏FBG应变传感器可以较好地对静压PHC管桩贯入过程进行监测,为静压PHC管桩贯入过程监测及分析提供了新的测试器件。
传感器 低温敏 FBG应变传感器 静压PHC管桩 贯入实验 
激光与光电子学进展
2018, 55(4): 040602
张璐 1,*赵春晖 1康森柏 1赵宏 1[ ... ]袁莉 2
作者单位
摘要
1 西安交通大学机械学院, 陕西 西安 710049
2 西安交通大学第一附属医院检验科, 陕西 西安 710049
细胞定量相位测量与恢复方法采用免标记非干预式的检测手段,实现静态及动态生物样本空间形态的定量重构,为细胞动力学过程中复杂生物物理信息的可视化检测提供了实现条件。重点介绍同步相移式、数字全息式和流体聚焦式等新型动态生物细胞相位检测技术,同时简要综述同轴干涉与离轴干涉式的传统静态细胞相位检测技术的发展。对各种方法的采样速率、成像分辨率、细胞检测精度等关键参数进行比较,阐明不同测量方法适用的生物信息检测类型及应用领域,同时介绍动态与静态细胞相位检测中对应各类相位恢复方法的特点与发展。
医用光学 生物技术 细胞检测 定量相位测量 相位恢复 
中国激光
2018, 45(2): 0207009

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