1 哈尔滨工业大学 航天学院, 哈尔滨 150001
2 联合微电子中心有限责任公司, 重庆 401332
为了提高光伏电池的收集效率和环境适应性,提出了一种带有MPPT功能的高效率光伏电池升压转换器芯片。该电路系统包括新型四相高效电荷泵模块、扰动观察法MPPT控制电路模块、反馈控制模块、纳安级电流基准、检测电路模块等。该芯片采用0.35 μm BCD工艺设计、仿真并流片。芯片尺寸为3.15 mm×2.43 mm。测试结果表明,当光伏电池输出电压大于0.5 V时,升压转换器芯片输出电压提升到3Vin,电压转换效率可达99.4%。MPPT算法使输出功率提升8.53%。当输出负载电流为297 μA时,最宽输出PCE达到85.1%。该芯片实现了高效升压光伏电池输出电压的目标。
升压转换器 电荷泵 最大功率点追踪 光伏能量收集 boost converter charge pump MPPT PV energy harvesting
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
四孔振幅调制波前传感器（FHAM-WS）在夏克-哈特曼传感器（SHS）的各个子孔径内引入振幅调制，实现了子孔径内波前斜率和曲率的测量。FHAM-WS的精密装调对于实现高精度的波前传感至关重要。利用标量衍射理论分析了FHAM-WS中的微透镜阵列装调误差在各个子孔径内引入的波前斜率和曲率测量误差。以该误差为输入，利用斜率和曲率混合波前重构技术，获得了微透镜阵列装调误差在整个波面测量结果中引入的像差。仿真分析了FHAM-WS中微透镜阵列的焦面偏移误差、倾斜误差在波面测量结果中引入的各类像差的灵敏度，建立了FHAM-WS的装调技术方案。利用FHAM-WS的零检验实验验证了所提方法的有效性，实验结果表明经过所提方法装调校准后，FHAM-WS的绝对测量精度能达到0.005λ（均方根，波长为λ=635 nm）。
传感器 标量衍射理论 装调技术 斜率和曲率 波前重构 光学学报
2022, 42(23): 2328001
光学频率梳的输出信号在时域上表现为等间隔排列的超短脉冲序列, 在频域上表现为一系列相位相干的分立谱线,可作为参考标准实现高精度的距离测量, 在科研和工业领域拥有非常广阔的应用前景。文中回顾了近年来光学频率梳高精度测距研究的进展, 对单光梳飞行时间法、双光梳下采样法、色散干涉法等几类典型测距方案的工作原理和代表性结果进行了阐述,并对上述方案的优势、局限性及适用的工作场景进行了分析, 最后介绍了新型双光梳激光器和微腔光学频率梳在测距领域的应用以及对系统性能的提升。
光学频率梳 距离测量 飞行时间 光学下采样 色散干涉 optical frequency comb distance measurement time-of-flight optical down-sampling dispersive interferometry
红外与激光工程
2021, 50(9): 20210428
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 超快激光研究室 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094
针对精密测量的实际应用需求，开发了具有6 MHz重复频率调谐范围的掺镱锁模光纤激光器。该光纤激光器利用啁啾光纤光栅实现色散补偿，可以实现不同色散域的锁模。实验中，系统研究了不同腔内净色散对锁模激光器输出特性和稳定性的影响，发现当具有一定负腔内净色散时，在不同的重复频率下都可以输出相同的光谱，同时输出光谱具有较好的高斯型。根据以上研究，特殊设计了稳定的简化腔结构和空间延迟线，同时优化了腔参数，保证了大范围的重复频率调谐和稳定的锁模运转。当中心重复频率为26 MHz 时，调谐比率达到23%。激光器稳定输出平均功率为3.23 mW的飞秒激光脉冲，去啁啾后脉冲宽度为347 fs。基于此，将光纤锁模激光器重复频率锁定于铷原子钟，在1 s的平均时间内获得了2×10−10的艾伦方差。
飞秒激光 重复频率调谐 色散域 重复频率锁定 femtosecond laser repetition rate tuning dispersion regime locking system 红外与激光工程
2021, 50(3): 20200205
1 沈阳理工大学 自动化与电气工程学院, 沈阳 110159
2 沈阳群贺新能源科技有限公司, 沈阳 110168
针对基于视觉辅助下的机器人对目标物体识别精度与抓取精度的要求, 提出了一种基于深度学习目标检测方法的视觉抓取系统。系统首先通过改进的深度学习的目标检测算法实现被抓物体的识别; 其次根据张正友相机标定的方法对末端夹持器柔性夹爪和深度相机实现手眼标定; 最后在气动仿生手臂实验平台上完成物体的抓取实验。实验结果表明, 与传统视觉抓取系统相比, 基于深度学习目标检测的抓取系统不仅能够提高机器人对被抓物体的识别精度, 而且还能够适应在各种复杂环境下实现对多种类别物体的抓取, 取得了令人满意的抓取效果。
目标检测 深度学习 视觉抓取 手眼标定 object detection deep learning vision grabbing hand-eye calibration
Author Affiliations
Abstract
1 Qian Xuesen Laboratory of Space Technology, China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China
2 Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-electronic Information Technical Science of Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Fluctuation of pump power is one of the major sources of temporal and intensity noise in femtosecond fiber lasers. In this work, the transfer functions between the relative intensity noise (RIN) of the pump laser diode (LD) and the output RIN, between the RIN of the pump LD and timing jitter of femtosecond fiber lasers are systematically studied. It is demonstrated, for the first time to our knowledge, that the amplitude of the pump RIN transfer function can be effectively decreased by an intra-cavity narrow band-pass filter. In particular, for normal-dispersion lasers, the 3-dB bandwidth of the transfer function can also be narrowed by two-thirds, with a steeper falling edge. Furthermore, with the narrow band-pass filtering, the transfer function is almost independent of the net intra-cavity dispersion due to amplifier similariton formation. The proposed scheme can effectively isolate the pump-induced noise without the need of complex active pump LD control and intra-cavity dispersion management, thus providing an easy way for practical high-power, high-stability femtosecond fiber laser design and related high-precision applications outside the laboratory.
band-pass filter femtosecond fiber lasers transfer function High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(3): 03000e52
在同轴送粉的激光熔覆工艺中, 研究了激光功率和扫描速度对宏观形貌的影响规律。发现随着扫描速度的增大, 熔覆道初始段出现高度不均现象。使用加速度传感器对激光熔覆轨迹的振动进行测试, 提取加速度信号, 再通过数值积分获得振动速度。对速度图像进行分析, 发现机器人的初始速度大于设定速度, 速度超差导致熔覆层的高度不均。针对此现象提出解决方法, 在速度匀速区进行熔覆, 并实际验证了本方法的有效性。
激光熔覆 振动测试 速度超差 宏观形貌 laser cladding vibration measurement over speed macroscopic morphology
目的: 探讨狼疮性肾炎(LN)患者经环磷酰胺治疗前后血清脂蛋白a(LP-a)、同型半胱氨酸(HCY)水平变化及其与疗效的关系。方法: 回顾性选取2013年12月至2016年12月我院收治的LN患者100例作为LN组, 依据环磷酰胺治疗结果分为有效组(n=72)和无效组(n=28), 同期选取门诊健康人员30例作为健康组, 留取24 h尿液检测24 h尿蛋白定量(24 h UAP), 采用酶联免疫吸附法检测血清LP-a、HCY水平, 分析血清LP-a、HCY水平与24 h UAP、疗效的关系。结果: 在24 h UAP、血清LP-a、HCY水平方面, LN组明显高于健康组, 有效组明显低于无效组, 有效组治疗后明显低于治疗前, 差异有统计学意义(P<0.05), 无效组治疗前后基本相同, 差异有统计学意义(P<0.05); Pearson相关性分析结果显示, 24 h UAP与血清LP-a、HCY水平呈正相关(r1=0.651, P<0.05; r2=0.688, P<0.05); Logistic回归性分析结果显示, 高血清LP-a、HCY水平是LN患者治疗无效的独立危险因素(P<0.05)。结论: 血清LP-a、HCY水平与LN患者的发生及其经环磷酰胺治疗后疗效转归有关, 检测上述指标水平可能可作为评估患者病情及疗效的重要指标, 值得临床作进一步推广。
狼疮性肾炎 环磷酰胺 脂蛋白a 同型半胱氨酸 疗效 lupus nephritis cyclophosphamide lipoprotein a homocysteine curative effect
1 重庆大学 化学化工学院，重庆 400044
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆 400714
采用溶胶-凝胶法在氧化铟锡(ITO) 玻璃上制备三氧化钨（WO3）薄膜，将其在300℃下焙烧2h，再通过电沉积法在表面生长聚苯胺（PANI）薄膜。采用电化学方法、光谱分析法及扫描电镜等测试手段对WO3薄膜、PANI薄膜及PANI/WO3复合膜进行表征，发现复合膜着色态与褪色态透过率差异显著，变色效率（CE）达到57.94cm2/C ，比PANI和WO3薄膜的CE值28.94和10.55cm2/C分别提高了50%和82%。扫描电镜结果表明，PANI薄膜表面结构疏松，有无序的微孔；而复合膜的结构规整、微孔排列相对有序且表面形貌均匀。
PANI/WO3复合膜 电致变色 溶胶-凝胶法 电沉积法 PANI/WO3 composite film electrochromic sol-gel method electrodeposition method
