为了降低老化的图像采集设备引入的加性噪声所带来的图像数据冗余, 研究了加性噪声对图像和视频的影响, 提出用三维块匹配(Block Matching 3D, BM3D)算法处理受噪的静态图像, 验证了通过降噪来降低图像信息熵和数据量的方法, 进而提出降噪--编码方案。首先采用四维视频块匹配(Video Block Matching 4D, VBM4D)算法对受噪视频进行降噪处理, 随后进行H.264编码。经过此方案处理的图像信息熵降低16%, 数据量减少38%;在视频质量未显著降低的前提下, 编码码流减少59.5%。数据表明该方法能在保证视频质量的前提下显著提升H.264的编码压缩率, 促进视频在小带宽通信系统中的传输。与H.264以及神经网络等编码方案相比, 该方案复杂度低, 能相对实时地处理视频。
信息熵 加性噪声 视频 H.264编码 information entropy additive noise video VBM4D VBM4D H.264 encoding
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
3 浙江大学先进光子学国际研究中心, 浙江 杭州 310027
随着现代社会能源与极端气候问题日益严峻, 零能耗的辐射制冷技术越来越受到人们的关注与重视。从 2014 年日间辐射制冷首次被实验实现以来, 辐射制冷技术已从结构设计、材料选择、制备工艺、集成应用等多个角度被广泛研究, 产生了包括镀膜、涂层、柔性薄膜、织物等多种类型的器件。新的研究也越来越重视辐射制冷在场景兼容性以及环境、气候自适应性等方面的需求。开发多场景兼容、自适应环境变化且具有动态热调控能力的新型辐射制冷器件, 对辐射制冷技术的实用化以及能源、医疗、工业生产等领域都有着重要意义。本文围绕辐射制冷技术所运用的基础物理原理与光子学结构设计, 综述了辐射制冷器件的基本技术与其在场景兼容、温度自适应热调控等方面的进展。首先介绍了辐射制冷技术的原理与基本设计方法, 随后重点介绍了一些典型的辐射制冷结构以及实现多场景兼容与自适应动态调控辐射制冷器件的主要进展, 最后对辐射制冷器件的发展进行了总结与展望。
光学器件 辐射制冷 微纳结构 动态热调控 optical devices radiative cooling micro/nano structures dynamic thermal regulation
1 西安交通大学 微电子学院, 西安 710049
2 陕西亚成微电子股份有限公司, 西安 710075
提出了一种用于高侧开关的短路限流及保护电路。电路采用二级保护的方式,当短路检测电压不为零且低于参考电压时,限制栅源电压，对电路限流;当短路检测电压高于参考电压时,则延时一段时间后关断功率管。芯片采用0.18 μm 100 V BCD工艺流片。测试结果表明,在先工作后短路和先短路后工作两种情况下,功率管均处于正常工作状态。电路工作电压范围为4~80 V,短路延时时间约200 μs,输出最大可持续电流可达80 A。
短路限流 短路保护 短路延时 工作电压范围 short circuit current limiting short circuit protection short circuit delay operating voltage range
Author Affiliations
Abstract
1 University of Macau, Macau 999078, China
2 University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 Tsinghua University, Beijing 100084, China
4 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
5 Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
6 Chinese University of Hong Kong, Shenzhen 518172, China
7 Tianjin University, Tianjin 300072, China
For the non-stop demands for a better and smarter society, the number of electronic devices keeps increasing exponentially; and the computation power, communication data rate, smart sensing capability and intelligence are always not enough. Hardware supports software, while the integrated circuit (IC) is the core of hardware. In this long review paper, we summarize and discuss recent trending IC design directions and challenges, and try to give the readers big/cool pictures on each selected small/hot topics. We divide the trends into the following six categories, namely, 1) machine learning and artificial intelligence (AI) chips, 2) communication ICs, 3) data converters, 4) power converters, 5) imagers and range sensors, 6) emerging directions. Hope you find this paper useful for your future research and works.For the non-stop demands for a better and smarter society, the number of electronic devices keeps increasing exponentially; and the computation power, communication data rate, smart sensing capability and intelligence are always not enough. Hardware supports software, while the integrated circuit (IC) is the core of hardware. In this long review paper, we summarize and discuss recent trending IC design directions and challenges, and try to give the readers big/cool pictures on each selected small/hot topics. We divide the trends into the following six categories, namely, 1) machine learning and artificial intelligence (AI) chips, 2) communication ICs, 3) data converters, 4) power converters, 5) imagers and range sensors, 6) emerging directions. Hope you find this paper useful for your future research and works.
Journal of Semiconductors
2022, 43(7): 071401
石油石化污染控制与处理国家重点实验室(长江大学), 湖北 荆州 434023
十四烷基二甲基苄基氯化铵(TDBAC)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)之间的相互作用, 能对复配水溶液中TDBAC紫外光谱的吸光度产生明显影响。 研究结果表明, 在TDBAC/AEO-9二元复配水溶液中, AEO-9不仅能明显增强TDBAC的吸光度, 还能明显地降低其表观临界胶束浓度(cmc), 当AEO-9从0分别增加到0.150和0.300 mmol·L-1时, TDBAC的cmc从1.901 mmol·L-1分别降至1.739和1.584 mmol·L-1。 在复配水溶液中, 按物质的量比1∶1加入β-环糊精(β-CD)后, TDBAC的吸光度有所增强, 当β-CD从0改变至0.800 mmol·L-1时, 0.800 mmol·L-1TDBAC的吸光度由0.259增加至0.270。 β-CD具有消除TDBAC/AEO-9复配溶液形成胶束的作用, 按物质的量比1∶1加入TDBAC和β-CD, 当AEO-9浓度为0, 0.150和0.300 mmol·L-1时, TDBAC在0.600~2.800 mmol·L-1范围内均不能形成胶束。 加入β-CD后, AEO-9对TDBAC的紫外光谱的干扰作用也显著减弱, TDBAC/AEO-9复配水溶液中TDBAC的回收率从86.3%~107.5%变化至101.9%~103.9%, 检测准确度显著提高。 job’s实验结果表明, 在TDBAC和β-CD所形成的包结物结构中, TDBAC与β-CD按物质的量比1∶1包结。 FTIR及TG-DSC结果进一步表明, 在水溶液中, 相比于形成胶束, TDBAC优先与β-CD形成包结物, 这正是β-CD降低AEO-9对TDBAC紫外光谱干扰的主因。
复配体系 β-环糊精 胶束 紫外光谱 Complex systems β-cyclodextrin Micelle UV spectra 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3931
Author Affiliations
Abstract
School of Microelectronics, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
With the development of multi-band wireless communication and the increasing data transmission rate, the circulator as an antenna interface must be able to work in multiple frequency bands and provides large bandwidth. It presents a high challenge to the design of circulators, especially the active quasi-circulators. In this survey, we review the representative active quasi-circulators and summarize three different techniques and the corresponding structures to show an incremental improvement of the isolation and bandwidth of the active quasi-circulators. In addition, we also compare the performance of several state-of-art active circulators, and analyze their advantages and disadvantages. Finally, we conclude the future trend of the active quasi-circulators.
Journal of Semiconductors
2020, 41(11): 111406
1 长江大学化学与环境工程学院, 湖北 荆州 434023
2 海洋石油高效开发国家重点实验, 北京 100027
3 中海油研究总院, 北京 100027
采用紫外吸收光谱法检测十二烷基二苯醚二磺酸钠（SLDED）与十二烷基磺酸钠(SDS)二元复合体系中SLDED的含量。 结果表明, 在复合溶液中SDS能增强SLDED的吸光度, 加入0.500 mmol·L-1复合组分SDS后, 0.500 mmol·L-1 SLDED的吸光度由0.631增加至0.682, 增幅达8.1%; 同时SDS还可以明显降低SLDED在水溶液中的表观临界胶束浓度（cmc）, 当SDS的浓度从0增加至0.500 mmol·L-1时, SLDED的表观cmc由1.12 mmol·L-1降低至0.702 mmol·L-1。 研究结果还表明, 羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）能有效消除SDS对SLDED紫外光谱的干扰, 加入1.000 mmol·L-1HP-β-CD后, 0.500 mmol·L-1 SLDED与0.500 mmol·L-1 SDS/0.500 mmol·L-1 SLDED复合溶液在281 nm处的吸光度分别为0.796和0.798, 相差仅0.3%, 远低于不添加HP-β-CD时的增幅。 在SLDED/SDS复合溶液中, SLDED形成胶束的标准摩尔吉布斯函变ΔγGθm随HP-β-CD浓度的增大而增加, 当HP-β-CD浓度由0分别增加至0.400, 0.800及1.200 mmol·L-1时, SLDED形成胶束过程的ΔγGθm由-41.098 kJ·mol-1分别增大至-39.833, -39.488和-38.184 kJ·mol-1, 表明了相比于形成胶束结构, SLDED分子优先选择与HP-β-CD形成包结物。 Job’s实验表明SLDED/HP-β-CD包结物中SLDED与HP-β-CD按物质的量比1∶2进行包结。 按包结比1∶2加入HP-β-CD后, 紫外光谱法能够准确检测SLDED/SDS复合水溶液中SLDED的含量, 方法的回收率为100.8%~101.4%。 FTIR及1H-NMR表征表明, SLDED分子进入HP-β-CD分子空腔并形成了包结物, 是HP-β-CD消除SDS干扰的本因。
十二烷基二苯醚二磺酸钠 羟丙基-β-环糊精 胶束 紫外光谱 Sodium lauryl diphenyl ether disulfonate Hydroxypropyl-β-lyclodextrin Micelle Ultravilet spectra 光谱学与光谱分析
2019, 39(6): 1812
长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室, 湖北 荆州 434023
十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与十二烷基苯磺酸钠(SDS)之间的相互作用, 能对SDBS的检测产生明显干扰。实验结果表明, 在水溶液中SDS不仅可以增大SDBS的同步荧光强度, 还能显著降低SDBS的表观临界胶束浓度。按SDBS的摩尔计量比加入1∶1的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD), 可以消除SDS对SDBS的同步荧光强度的干扰。相比于形成胶束, 在SDS/SDBS水溶液中, SDBS单体优先选择与HP-β-CD形成量比1∶1的包结物。当水溶液中HP-β-CD的浓度由0增加至0.900 mmol·L-1时, 复配体系中SDBS形成胶束的标准摩尔吉布斯函变ΔγGθm由-39.681 kJ·mol-1增加至-37.580 kJ·mol-1。加入适量HP-β-CD后, 能够准确检测SDS/SDBS水溶液中SDBS的含量(临盘采油厂T5站地层水样), 方法的回收率为101.0%~ 101.6%。FT-IR及1H-NMR分析表明, SDBS分子进入HP-β-CD分子内腔的大口径端并形成量比1∶1的包结物, 是消除SDS对SDBS检测干扰的根本原因
SDS/SDBS复配体系 羟丙基-β-环糊精 胶束 同步荧光法 干扰 SDS and SDBS complex HP-β-cyclodextrin micelle synchronous fluorescence spectrometry interference
1 上海大学特种光纤及光接入网络重点实验室, 上海 200444
2 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200444
为克服晶体管或者电子开关在太赫兹频段上的不足，将石墨烯应用于太赫兹可重构天线中。根据石墨烯表面电导率模型，分析了其面电导率随频率、化学势和温度的变化关系，以及表面阻抗与化学势的关系，证明了石墨烯应用于可重构天线的优势。设计了一款外加偏置电压的石墨烯方向图可重构天线，天线结构包括金属偶极子（有源振子）以及作为反射器/引向器的金属和石墨烯振子。利用改变化学势（外加偏置电压）的方式调节无源振子中石墨烯贴片的阻抗状态，改变电流分布，使得无源振子在反射器与引向器之间转换。通过HFSS软件的仿真优化，天线实现了在0°，±32°，±37°，±40°方向的辐射，工作频率在(1.07±0.06) THz范围内，相对带宽大于7.84%，辐射效率最高达89.96%。7个辐射方向中，最大辐射增益达8.312 dB。该天线具有体积小、重量轻、调控方式简便且稳定的优点，在太赫兹波束可重构天线领域有一定的应用价值。
材料 石墨烯天线 方向图可重构 太赫兹 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031602
微波至太赫兹波段，石墨烯的电导率由带内贡献决定。利用带内电导率模型，研究了该频段石墨烯的表面电导率、等效表面阻抗和等效介电常数随化学势和温度的变化关系。石墨烯的表面电导率和等效表面阻抗受化学势的影响比较大，具有可调谐性，而受温度的影响比较小。根据带内电导率模型和石墨烯表面等离激元的色散方程研究了无限大平面石墨烯表面等离激元横磁模的有效模式指数。结果表明，石墨烯应用于等离子天线时，与传统材料的天线相比高度小型化。所以，石墨烯应用于天线具有可调谐、性能可靠和小型化等优点。根据电磁波的传输特性，研究了石墨烯的透射系数随化学势的变化关系，透射系数受化学势影响比较大，这为设计可调式太赫兹滤波器提供了可能。设计了可弯曲石墨烯天线，获得了较好的增益方向图。
材料 天线 电磁特性 透射系数 太赫兹 光学学报
2015, 35(s1): s116005
