1 重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074
2 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074
3 重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074
长余辉材料应用广泛，但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光-余辉性能好的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+硅酸盐长余辉材料，构建Sr2MgSi2O7基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr2MgSi2O7的分子模型，进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径，并阐释Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr2MgSi2O7由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体；Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间，并与Eu 5d态存在能量重叠，这证实了Dy3+作为电子陷阱的合理性。Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+发光过程的揭示有助于后续光学性能的调控与提升。
硅酸镁锶长余辉材料 第一性原理计算 发光机理 电子跃迁俘获 magnesium strontium silicate long afterglow materi first-principles calculation luminescence mechanism electron transition capture
本文分别采用热缩聚法和水热法合成了g-C3N4和In2S3, 再用简单的机械研磨工艺制备出了In2S3/g-C3N4复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对In2S3/g-C3N4复合光催化剂的晶体结构、形貌、微观结构和光学性质进行了表征,在可见光照射下, 通过降解四环素(TC)来评价其光催化活性。结果表明, 研磨比例为1∶4(摩尔比)的In2S3/g-C3N4复合光催化剂表现出最佳的光催化性能, 在氙灯下TC的光降解表观速率常数是0.025 1 min-1, 分别是In2S3和g-C3N4的2.9倍和1.6倍, 在自然光下TC的光降解表观速率常数是0.010 4 min-1, 分别是In2S3和g-C3N4的2.6倍和1.4倍。In2S3/g-C3N4复合光催化剂优异的光催化性能归功于载流子的高效迁移和分离以及增强的光吸收能力。本研究为设计和开发用于抗生素废水处理的可见光响应光催化剂提供了一条有前景的途径。
In2S3/g-C3N4复合光催化剂 机械研磨 四环素 光催化 In2S3/g-C3N4 composite photocatalyst mechanical grinding tetracycline photocatalysis In2S3 In2S3 g-C3N4 g-C3N4
1 山东省济南生态环境监测中心, 山东 济南 250101
2 生态环境部卫星环境应用中心, 国家环境保护卫星遥感重点实验室, 北京 100094
3 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院通用光学定标与表征重点实验室, 安徽 合肥 230031
全球、区域及城市的碳浓度、碳源汇信息是应对气候变化、达成双碳目标、完善国际谈判、支持治理政策制定与执行的重要依据。国际认可的 “自上而下” 方法将卫星观测作为基础的通量计算技术, 是验证温室气体排放清单的重要手段。系统介绍了温室气体的卫星探测载荷原理、类别和发展, 以及反演、估算 CO 2 、CH 4 和 N 2 O 的浓度和排放通量的方法, 还有探测缺失和误差存在的影响因素等; 分析了对卫星探测温室气体能力提高的迫切需求, 浓度反演和排放量估算精度不足, 以及 N 2 O、氟化物等其他温室气体遥感研究缺乏、地基遥感验证能力薄弱等问题; 最后总结了我国温室气体卫星遥感技术的发展趋势, 主要是面向主被动高时空分辨率卫星的研制应用、高精度多尺度排放量估算 (特别针对城市、小区域和点源尺度)、氟化物遥感评估等主题, 以加强对碳排放的量化观测, 并增强对碳循环的理解, 提高感知和应对气候变化的能力。
温室气体 卫星载荷 浓度 通量 反演 greenhouse gas satellite payload concentration flux retrieval 大气与环境光学学报
2022, 17(6): 581
1 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
设计了一种基于28 nm CMOS工艺的低噪声高电源抑制LDO电路。采用折叠共源共栅结构设计了高输出阻抗、高增益误差的放大器,降低了电源噪声对输出端的影响。采用共源共栅密勒补偿结构,保证电路在负载处于轻载/重载下保持较高的相位裕度,增强了环路稳定性。误差放大器输入端采用降噪模块电路,降低了噪声对整体LDO电路的影响。基于Cadence Spectre进行仿真分析的结果表明,在1.9 V电源电压下,负载由轻载10 mA突变为重载60 mA时,环路增益为77.6~91 dB,相位裕度达到76°~79°。在中间负载电流30 mA下,对电源抑制(PSR)和噪声进行了仿真。结果表明,电源抑制为-81.9 dB,低频噪声(1 kHz)为258 nV·Hz-1/2。对LDO整体电路进行了版图设计和后仿比对。结果表明,环路增益为83.2 dB,相位裕度为78°,PSR为-78.3 dB,低频噪声(1 kHz)为283 nV·Hz-1/2。
28 nm CMOS工艺 高电源抑制 低噪声 28 nm CMOS process LDO LDO high power rejection low noise
陕西师范大学计算机科学学院，陕西 西安 710119
遥感图像分割是遥感图像处理领域的一项重要应用。针对卷积神经网络在遥感图像分割时存在建筑物错分、漏分，建筑物轮廓分割不准确的问题，基于深度学习网络U-Net，提出了一种结合多尺度注意力和边缘监督的遥感图像分割网络MAE-Net。首先，在编码阶段每层引入多尺度注意力模块，该模块对输入特征图进行通道均等分组，每组使用大小不同的卷积核进行特征提取，之后对每组施加通道注意力机制，通过自学习的方式获得更为有效的特征，解决大小不一建筑物特征提取不准确的问题；其次，在解码阶段引入边缘提取模块，构造边缘监督网络，通过损失函数计算边缘标签和预测边缘的误差，帮助分割网络更好地学习建筑物边缘特征，使建筑物边界的分割结果更为连续、平滑。实验结果表明，MAE-Net能够从背景复杂多样、尺度变化较大的遥感图像中完整地分割出建筑物，且分割精度较高。
图像处理 神经网络 遥感图像 多尺度特征提取 注意力机制 边缘监督 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2228004
1 重庆邮电大学 光电工程学院， 重庆 400065
2 模拟集成电路国家重点实验室， 重庆 400060
3 中国电子科技集团公司 第二十四研究所， 重庆 400060
提出了一种基于013 μm SiGe BJT工艺的超宽带采样/保持电路。采用辅助开关电路，优先对信号进行提前处理，提高了电路的线性度。采用全差分开环结构和多级级联输出缓冲器，有效减少了下垂率。在5 V电源电压和100 fF负载电容下，采用Cadence Spectre进行仿真分析。结果表明，在相干采样下，时钟频率为4 GHz；在高频18 GHz下，无杂散动态范围(SFDR)达6399 dB，高频特性好。该电路的带宽达到251 GHz，适用于高速A/D转换器。
采样/保持电路 宽带 辅助开关 SiGe BJT工艺 sampling/holding circuit wide bandwidth auxiliary switch SiGe BJT process
1 重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
2 模拟集成电路国家重点实验室, 重庆 400060
3 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
基于0.35 μm CMOS工艺, 设计了一种高精度基准电压源电路。采用全MOS管实现电路, 避免使用大电阻以减小芯片面积。采用新型可变电阻方法, 实现了精确补偿。采用两级式基准电压源, 提高了电源抑制比。使用Cadence Virtuoso对该基准电压源进行仿真。结果表明, 当温度范围为-40 ℃~125 ℃时, 基准电压为1.146 V, 温度系数为1.025×10-5 ℃-1。在27 ℃时, 静态电流为6.57 μA, PSRR分别为-96.64 dB @100 Hz、-93.94 dB@10 kHz。电源电压在2.9~5 V范围变化时, 基准电压的线性调整度为0.047％。该电路适用于低功耗、高精度的模拟集成电路。
高精度基准 高电源抑制比 低功耗 预稳压电路 high precision reference high PSRR low power consumption pre-regulator circuit
Author Affiliations
Abstract
1 Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
4 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
5 New Jersey Institute of Technology, Newark, New Jersey 07102, USA
6 Key Laboratory for Quantum Optics and Center for Cold Atom Physics of CAS, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
7 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
8 Nokia Bell Labs, Murray Hill, New Jersey 07974, USA
We propose a plug-and-play (PnP) method that uses deep-learning-based denoisers as regularization priors for spectral snapshot compressive imaging (SCI). Our method is efficient in terms of reconstruction quality and speed trade-off, and flexible enough to be ready to use for different compressive coding mechanisms. We demonstrate the efficiency and flexibility in both simulations and five different spectral SCI systems and show that the proposed deep PnP prior could achieve state-of-the-art results with a simple plug-in based on the optimization framework. This paves the way for capturing and recovering multi- or hyperspectral information in one snapshot, which might inspire intriguing applications in remote sensing, biomedical science, and material science. Our code is available at: https://github.com/zsm1211/PnP-CASSI.
Photonics Research
2021, 9(2): 02000B18
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学仪器与电子学院, 山西 太原 030051
3 中国人民武装警察部队指挥学院, 天津 300250
设计了一种基于Fano共振的等离子体折射率纳米传感器,传感器由带存根谐振腔的直波导耦合开口方环谐振器组成。使用有限元分析法研究了该传感器结构的传输特性,并分析了结构参数对系统传感特性的影响。计算结果表明该结构可以激发Fano共振,且共振峰的位置和线型可以通过改变关键参数进行调节。通过调整结构参数,该结构的灵敏度值可以达到1125.7 nm/RIU,品质因数为30.01。该结构在光学集成回路方面具有潜在的应用前景,尤其是在纳米生物传感器方面。
表面光学 表面等离子激元 有限元分析法 纳米传感器 Fano共振 波导 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 052401
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 浙江水利水电学院, 杭州 310018
为了实现结构紧凑、高透射率的解波分复用功能, 基于光子晶体的禁带特性, 提出了一种高效率的三通道解波分复用器。基于平面波展开法(PWE)分析了光子晶体的传播特性并给出了光子晶体能带图; 使用有限元分析法(FEM)对器件结构参数优化, 给出了不同端口的透射谱图。实验结果表明: 该器件可以实现1537.8 nm、1543.7 nm 和1548.7 nm等3个波长的波分解复用; 输出端口的透射率均达到90%以上, 且信道平均间隔仅为5.5 nm; 输出端口的平均信道串扰值为-27 dB; 该解波分复用器具有耦合效率高、波长选择性好、信道间隔小、信道串扰低、波长调节方法简单和易于集成等特点。
光子晶体 解波分复用器 环形谐振腔 photonic crystals wavelength division demultiplexer ring resonator
