1 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065
2 长春理工大学物理学院，吉林 长春 130022
为获得高增益的电子轰击型CMOS（EBCMOS）成像器件，根据载流子输运理论，采用蒙特卡罗方法，研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数下的电荷收集效率。结果表明：当基底均匀掺杂时，减小掺杂浓度、降低基底厚度及缩小近贴距离可以有效提高电荷收集效率；当基底梯度掺杂时，减小重掺杂浓度区域的范围，可以有效提高电荷收集效率。仿真优化后器件的电荷收集效率最高可达到86.28%，为国产EBCMOS器件的研制提供了理论支撑。
光学器件 夜视技术 电子轰击型CMOS 电荷收集效率 梯度掺杂
为获得高增益的电子轰击型有源传感器（EBAPS），对EBAPS成像器件中电子倍增层的电荷收集效率的影响因素进行了研究。基于载流子输运理论，采用蒙特卡罗方法研究了钝化层种类、厚度、入射电子能量、P型基底厚度和掺杂浓度对二次电子分布及收集的影响。结果表明：为提高入射电子的入射深度进而提高电荷收集效率，宜采用密度小的SiO2作为钝化层；为了减少钝化层对倍增电子的复合进而提高电荷收集效率，宜降低钝化层厚度和提高入射电子能量；为了降低倍增电子扩散过程中载流子的复合进而提高电荷收集效率，宜降低P型基底的厚度和掺杂浓度。
材料 传感器 电子轰击有源像素传感器 均匀掺杂 电子倍增层 钝化层 电荷收集效率 中国激光
2023, 50(18): 1803001
1 中讯邮电咨询设计院有限公司, 郑州 450000
2 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100000
设计了一种联合功率与子信道的资源分配算法, 该算法用于正交频分复用(OFDM)的多色可见光通信(VLC)系统。相比于传统的单色光通信, 文章所设计的算法可用于多种可见光, 包括红、绿、蓝等多种可见光的OFDM信号传输。该资源分配算法目的在于最大化可见光传输网络的传输速率, 首先对三种不同的可见光进行子信道的优化分配, 得到该优化值后对其进行功率分配, 以达到最终的目标优化值。仿真结果表明, 相比于固定的资源分配算法, 该算法可以取得更高的传输速率。
可见光通信 资源分配 优化算法 VLC resource allocation optimization algorithm OFDM OFDM
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
遮挡图像重建是无监督异常检测的主要方法之一, 通过生成式模型对遮挡后的图像重建, 根据重建差异来估计图像区域的异常分数, 高异常分数区域即为缺陷区域。然而, 现有方法仅采用若干个尺度相互独立的遮挡策略, 使得模型缺乏对非规则遮挡图像的重建能力; 在重建过程中图像缺失部分与完整部分的全局依赖性未被充分考虑。针对上述问题, 提出多尺度网格的遮挡策略, 并采用自注意力机制增强自编码器重建过程中对全局依赖性的刻画。实验结果验证了所提方法的有效性, 与其他方法相比获得了更优的表面缺陷检测性能。
表面缺陷检测 异常检测 遮挡图像重建 自编码器 自注意力机制 surface defect detection anomaly detection masked image reconstruction auto-encoder self-attention mechanism
单一水玻璃发泡制备得到的保温材料具有不燃、质轻及导热系数低的优点, 但耐水性较差制约了其实际应用。本文利用四硼酸钠改性水玻璃, 采用低温烧结的方式制备得到保温材料。通过对该材料化学结构和物理性能的表征及离子浸出试验, 研究四硼酸钠对材料性能的影响效果。结果表明: 四硼酸钠能够有效降低材料中-OH的数量, 并使Si-O结构更加复杂, 从而提高材料的耐水性。当四硼酸钠的添加量为1%（质量分数, 下同）时, 其对材料中钠离子及硅酸根离子浸出的抑制效果最显著, 两者的离子浓度分别降低65.33%和45.02%。当四硼酸钠的添加量为3%时, 材料的软化系数可提高84.6%, 其抗压强度、导热系数和表观密度分别为0.46 MPa、0.046 W/(m·K)和123.1 kg/m3。
保温材料 水玻璃 四硼酸钠 浸出试验 耐水性 软化系数 insulation material sodium silicate sodium tetraborate leaching experiment water resistance softening coefficient
1 华北理工大学矿业工程学院，唐山 063200
2 唐山开滦林西矿业有限公司，唐山 063014
以钢渣为主要原料，水玻璃为激发剂，H2O2为发泡剂，制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征，研究钙硅比、激发剂和H2O2掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂，初步考察该材料对Cu2+的吸附效果。试验表明：当钙硅比为1.0，水玻璃掺量为20.4%（质量分数），发泡剂掺量为4%（质量分数）时，该材料性能良好，总孔隙率864%，抗压强度05 MPa，体积密度0.408 g/cm3，体积吸水率56.31%，钢渣使用率65.85%，比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示：该材料对Cu2+吸附效果良好，去除率可达91.44%，平衡吸附量达到15.239 mg/g，吸附过程符合准二级动力学模型。
钢渣 地质聚合物 多孔吸附材料 微观结构 孔结构 吸附性能 钙硅比 激发剂 steel slag geopolymer porous adsorption material microstructure pore structure adsorption property calcium silicon ratio activator
水玻璃基保温材料具有轻质、导热系数低的优点, 但其耐水性较差的问题亟待改善。将硼酸作为改性剂加入到水玻璃中, 采用中温烧结法制备保温材料, 通过对样品微观结构的表征和物理性能的测试, 以及耐水性浸出试验, 研究硼酸对水玻璃基保温材料性能的影响效果。结果表明, 硼酸能够调节材料中Si-O四面体的框架结构, 有效降低结构中的羟基数量, 并抑制溶液中硅酸根离子和钠离子的浸出, 提高材料的软化系数和耐水性能。当硼酸质量添加量为1.00%时, 软化系数从改性前的0.519增至0.701, 增加了35%。同时, 硼酸的加入能够使材料内部孔径分布更加均匀, 提高材料的抗压强度, 但是材料的导热系数和表观密度也会增加。经0.75%(质量分数)硼酸改性后的保温材料导热系数、表观密度和抗压强度分别为0.052 W/(m·K)、128 kg/m3和0.442 MPa, 满足保温材料的性能要求。
保温材料 硼酸改性 微观结构 浸出试验 软化系数 耐水性 thermal insulation material boric acid modification microstructure water leaching test softening coefficient water resistance
在对光纤位移传感器进行温度标定的过程中，随着工作环境的变化，位移传感器的测量值会产生误差，从而使位移传感器在使用时随着环境温度的变化发生精度下降的情况。为减少这种漂移偏差，该文使用径向基(RBF)神经网络对位移传感器进行温度补偿，并采用自适应的设计思想寻找RBF函数中心。将位移量和环境温度作为输入，其输出为传感器输出电压，使用自适应的设计思想来确定基函数的中心，建立一个基于RBF神经网络的模型。结果表明，该模型的训练结果可以使光纤位移传感器进行测量的相对误差降低9.23%，在测量精度上有很大的改进，证明了该方法的可行性。
光纤位移传感器 温度补偿 径向基(RBF)神经网络 测量精度 自适应 optical fiber displacement sensor temperature compensation RBF neural network measurement accuracy self-adaption
1 1.中国科学院 化学研究所, 极端环境高分子材料重点实验室, 北京 100190
2 2.华南理工大学 华南软物质科学与技术高等研究院, 广州 510641; 航天特种材料及工艺技术研究所, 北京 100074
高熵碳化物陶瓷是近年来发展的新型材料, 由于具有高硬度、高模量和低热导率等优异性能而备受关注。液相聚合物前驱体法在陶瓷化过程中可以实现多元素的均匀分散, 制备高熵陶瓷具有独特的优势, 但是相关报道较少。本研究以金属醇盐为原料, 通过可控水解缩合反应制备了金属醇盐共聚物溶液, 加入碳源烯丙基酚醛(AN)后得到了澄清的粘稠液相高熵碳化物前驱体(PHEC), 在真空下1800 ℃裂解2 h获得了(Ti, Zr, Hf, Ta)C高熵碳化物陶瓷纳米粉末。通过不同手段对前驱体和陶瓷粉体进行表征, 结果表明: 裂解温度低于800 ℃所获得的样品主要为t-ZrO2及氧化物固溶体, 1000 ℃开始发生碳热还原反应形成碳化物固溶体, 温度升高至1800 ℃后转化为高熵碳化物陶瓷; 所得陶瓷粉末纯度高, 元素分布均匀, 颗粒尺寸一致, 粒径~100 nm。制备的液相陶瓷前驱体具有高陶瓷产率(28.6 wt%)和低黏度(150 mPa∙s)的特点, 在极性溶剂中溶解性良好。所开发的液相前驱体法在制备高熵陶瓷纳米粉体、陶瓷纤维和陶瓷基复合材料领域具有重要应用价值。
高熵陶瓷 碳化物 固溶体 纳米粉体 液相前驱体法 high entropy ceramic carbide solid solution nano powder liquid precursor
1 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
2 南昌航空大学测试与光电工程学院, 江西 南昌 330063
针对现有线结构光测量系统标定模型复杂、需要特制靶标等局限性,提出了一种新的线结构光测量系统标定方法。利用精密导轨运载平面靶标沿着空间一个方向至少运动两次,创建一组在激光平面上的平行特征线。根据消隐点的原理,建立新的数学模型,可以标定成像像素与运动方向上一维信息的直接对应关系。改变导轨运动方向,另外两个空间正交方向上的像素-维度对应关系同样可以得到。与传统标定方法相比,所提标定方法无需标定系统多组空间关系,简化了传统标定过程,减少了误差的积累。另外,靶标可为普通平面,避免了特制靶标的制造困难。实验结果表明,所提方法测量结果均方根误差(RMSE)为0.0359 mm,平均绝对误差(MAE)为0.0306 mm,可以有效用于线结构光三维(3D)测量。
测量 线结构光 系统标定 特征线 消隐点 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2212003
