武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
为了解决传统连续时间线性均衡器(CTLE)均衡能力较差的问题, 提出了一种基于40 nm 互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的25 Gb/s新型CTLE电路, 该电路采用并联电感峰化、负电容零点补偿和输出缓冲技术。介绍了并联电感峰化及无源器件对CTLE频率特性的影响, 最后对新型CTLE电路进行了仿真。仿真结果表明: 在数据传输速率为25 Gb/s时, 该CTLE电路均衡后的-3 dB带宽从8.5 GHz拓展到21.3 GHz; 输出信号眼图的差分电压峰峰值为410 mV, 功耗为8.62 mW; 整体电路版图面积为667μm×717μm, 具备功耗低和面积小的特点。
高速光通信 连续时间线性均衡器 电感峰化 负电容补偿 互补金属氧化物半导体 high speed optical communication, continuous time
1 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 43007
2 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
设计了一种双宽带毫米波低噪声放大器。该低噪声放大器可通过射频开关对无源电感重新配置, 使其可以分别工作在中心频率为28 GHz和32 GHz的频段下, 适用于5G毫米波通信。该可重构低噪声放大器基于55 nm CMOS工艺设计。后仿真结果表明, 该可重构低噪声放大器在控制电压(Vs)为0 V的情况下, 在中心频率为28 GHz时, 增益为23 dB, 输入1 dB压缩点为-54 dBm; 在-3 dB带宽261~322 GHz(61 GHz)内, 噪声系数为41~44 dB; 在Vs为12 V的情况下, 在中心频率变为32 GHz时, 增益为20 dB, 输入1 dB压缩点为-75 dBm; 在-3 dB带宽28~34 GHz(6 GHz)内, 噪声系数为44~47 dB。芯片面积为070×055 mm2, 在12 V的电源电压下功耗为252 mW。
低噪声放大器 5G毫米波 可重构 宽带 low noise amplifier 5G millimeter-wave CMOS CMOS reconfigurable wideband
面向高速光通信系统的应用,提出了一种全速率线性25 Gb/s时钟数据恢复电路（Clock and Data Recovery Circuit,CDRC）。CDRC采用了混频器型线性鉴相器和自动锁频技术来实现全速率时钟提取和数据恢复。在设计中没有使用外部参考时钟。基于45 nm CMOS工艺,该CDR电路从版图后仿真结果得到：恢复25 Gb/s数据眼图的差分电压峰峰值Vpp和抖动峰峰值分别为1.3 V和2.93 ps;输出25 GHz时钟的差分电压峰峰值Vpp和抖动峰峰值分别为1 V和2.51 ps,相位噪声为-93.6 dBc/Hz@1 MHz。该芯片面积为1.18×1.07 mm2,在1 V的电源电压下功耗为51.36 mW。
光通信 时钟数据恢复 线性鉴相器 鉴频器 optical communication CDR linear phase detector frequency detector CMOS CMOS
1 卡本科技集团股份有限公司产品开发部，天津 300383
2 天津工业大学纺织科学与工程学院，天津 300387
光纤布拉格光栅（FBG）在单向复合材料高应力变化和长期服役过程中的精准监测对于预应力碳纤维复合材料（CFRP）板的应用具有重要意义。将FBG传感器分别采用外贴裸栅、外贴基片和内嵌裸栅的形式与CFRP板进行耦合，测试了三种耦合方式对于温度的感知精度，并基于预应力CFRP板加固系统监测其分级加载至1000 MPa过程中应力的变化。实验结果表明，三种耦合方式均有较好的温度传感特性，但应力传感特性与温度传感特性存在明显差异。其中，内嵌裸栅式传感器的监测精度最高，其应力传感的线性度、迟滞性和重复性分别为0.9999、0.25%和3.20%，可应用于预应力CFRP板的加固工程。
传感器 复合材料 光纤布拉格光栅 结构健康监测 工程加固 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0528003
1 咸宁南玻光电玻璃有限公司，湖北 咸宁 437100
2 硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉理工大学，武汉 430070
采用熔融淬冷法制备了含不同摩尔分数ZrO2的锂铝硅酸盐玻璃，通过两步化学强化法对玻璃样片进行了化学强化，研究了ZrO2对玻璃的稳定性、硬度和化学强化效果的影响。结果表明：随着ZrO2的摩尔分数从0增加至5%，玻璃化转变温度随之升高，玻璃稳定无析晶现象。引入适量的ZrO2会促进Li+-Na+离子交换，提高应力层深度，表面压应力随着ZrO2浓度的增加而增加，并在摩尔分数为4%时达到最大值，为1 055.6 MPa。中心张应力随着ZrO2浓度的增加先增加后缓慢减小，表明该系列样品具有较好的抗冲击能力。ZrO2的浓度变化对强化后玻璃的硬度影响较小，在引入ZrO2后其抗裂性有所降低，但仍具有较好的抗裂能力。
化学强化 盖板玻璃 碱铝硅酸盐玻璃 氧化锆 chemical strengthening cover glass lithium aluminosilicate glass zirconia
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 College of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS), Beijing 100049, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS, Hangzhou 310024, China
4 School of Materials and Chemistry, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
5 Center of Advanced Optoelectronic Materials and Devices, Key Laboratory of Novel Materials for Sensor of Zhejiang Province, College of Materials and Environmental Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China
6 Collaborative Innovation Center of IFSA (CICIFSA), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8), a metal-organic framework (MOF) with a non-centrosymmetric crystal structure, exhibits nonlinear optics (NLO) properties and can act as the nanoporous matrix of guest molecules. Amorphization of ZIF-8 can be achieved by pressure or high temperature. Both crystalline and amorphous states have their inherent features for optical applications. The effects of the crystalline-amorphous transition on the structural and optical properties under pressure were investigated in detail. Amorphization leads to the destruction of the ZIF-8 lattice structure, collapse of pores, and the change of spatial symmetry, which in turn alters the NLO properties of ZIF-8 and the luminescence properties of the guest Eu cations. Our results establish the structure–optical properties relationship in the amorphization process and provide new clues in designing novel MOFs optical materials.
ZIF-8 structure optical properties pressure Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 091603
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210571
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031014
1 中国电子科技集团公司 第五十四研究所, 石家庄 050081
2 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
基于130 nm RF CMOS工艺, 设计了一种适用于K波段的高增益低噪声折叠式下变频混频器。采用折叠式双平衡电路结构, 混频器的跨导级和开关级可以在不同的偏置条件下工作, 为优化两级的噪声提供了极大的自由度。采用电流复用技术, 混频器的转换增益和噪声系数得以显著改善。后仿真结果表明, 该混频器在本振功率为-3 dBm时, 实现了27.8 dB的转换增益和7.36 dB的噪声系数。在射频信号为24 GHz处的输入1 dB压缩点P1dB为-18.8 dBm, 本振端口对射频端口的隔离度大于60.2 dB。该电路工作于1.5 V的电源电压, 总直流电流为12 mA, 功耗为18 mW。该混频器以适中的功耗获得了极高的整体性能, 适用于低功耗、低噪声24 GHz雷达接收机。
下变频混频器 K波段 高增益 低噪声 折叠式结构 down-conversion mixer K-band high gain low noise folded architecture
武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
介绍了一种基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的, 可应用于高速通信的25Gb/s可变增益放大器(VGA)。该放大器由核心电路、输出缓冲器和偏置电路组成, 核心电路采用改进型Gilbert结构, 增大了电路的增益动态范围; 同时采用电感峰化技术克服大寄生电容来实现宽带特性。后仿真结果表明, 该可变增益放大器的最大增益为20.15dB, -3dB带宽(BW)为26.8GHz, 可支持高达25Gb/s的数据速率, 在3.3V电源电压下的功耗为26.4mW, 芯片大小为1120μm×1167μm。
可变增益放大器 改进型Gilbert结构 电感峰化 高速通信 VGA BiCMOS BiCMOS improved Gilbert structure inductance peaking high-speed communication
