1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 东南大学 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
基于65 nm CMOS工艺设计了一种25~28 Gbit/s具有自适应均衡和时钟数据恢复功能的光接收机电路。光接收前端采用低带宽设计, 以优化接收机的灵敏度;采用判决反馈均衡器, 以恢复低带宽前端引入的码间干扰。为了适应不同速率和工艺角引入的码间干扰, 结合SS-LMS自适应算法, 实现信号的自适应均衡。无参考时钟数据恢复电路采用鉴频环路拓宽频率捕获范围, 同时将半速率鉴相器嵌入均衡器中, 以降低功耗和成本。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 接收前端最大增益达到66 dBΩ, 25%带宽处的等效输入噪声电流为153 pA·Hz-1/2, 光接收机灵敏度为-145 dBm。当电源电压为12 V时, 光接收机的整体功耗为1811 mW。
光接收机前端 判决反馈均衡器 时钟数据恢复电路 无参考时钟 嵌入式鉴相器 optical receiver front end decision feedback equalizer clock data recovery circuit reference-less clock embedded phase detector
1 广东海洋大学电子与信息工程学院, 广东省高等学校陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室,广东 湛江 524088
2 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室, 中国科学院大学海洋学院, 山东 青岛 266071
3 山东科技大学海洋科学与工程学院, 山东 青岛 266590
4 山东科技大学地球科学与工程学院, 山东 青岛 266590
近岸高浊度二类水体具有复杂的海洋光学特性，不同影像源反射率产品在该类水体的适用性尚待充分论证。以黄河口水体为典型研究对象，以适用于黄河口的ACOLITE DSF算法校正的Landsat离水反射率产品为参考，通过星星匹配，对基于不同大气校正算法的Sentinel-2-MSI (S2-MSI) 和Sentinel-3-OLCI (S3-OLCI) 离水反射率产品在黄河口的适用性进行了评估。结果表明，在黄河口高浑浊-极度浑浊水体，iCOR算法校正的S2-MSI 和S3-OLCI的离水反射率产品与参考产品的一致性高于其他算法，其次为FLAASH和Sen2Cor算法，C2RCC算法表现相对较差。iCOR、FLAASH和Sen2Cor算法除在高浑浊水体的近红外波段平均百分比相对误差EMARD超过34%外，在绿、红波段的EMARD均小于24%，Sen2Cor算法结果整体上与FLAASH的相似。iCOR、FLAASH和Sen2Cor算法随着水体浑浊程度增加，误差越小；而C2RCC算法则随着水体浑浊程度的增加，误差越大，且整体存在低估。研究结果可为高浊度二类水体大气校正的选择提供有效借鉴，并为黄河口悬沙高分辨率动态监测打下基础。
大气校正 黄河口 Sentinel-2-MSI Sentinel-3-OLCI 离水反射率 atmospheric correction Yellow River Estuary Sentinel-2-MSI Sentinel-3-OLCI water-leaving reflectance 大气与环境光学学报
2023, 18(6): 585
1 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京 100081
2 北京铁科英迈技术有限公司，北京 100081
接触网几何参数是我国高速铁路供电安全检测监测系统（6C系统）的基本检测内容，是保证电气化铁路安全运营的重要参数。基于多目立体视觉技术研究设计了一种接触网几何参数测量系统，并测量拉出值、接触线高度等几何参数。研究开发了一种高速同步频闪照明技术，该技术使测量系统的功耗显著降低，图像质量和抗阳光干扰能力显著提升。建立了用于接触网几何参数测量的线阵相机立体视觉测量模型，并提出了一种可靠的线阵相机立体视觉匹配方法。采用激光二维传感器进行车体振动补偿并建立了车辆振动补偿模型。研制了接触网几何参数测量系统样机并开展了现场测试。测试结果表明：拉出值和接触线高度的测量精度优于10 mm，所提方法为6C系统提供了一种可靠的接触网几何参数测量手段。
测量 接触网几何参数 立体视觉 频闪照明
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
采用高压0.6 μm CMOS工艺,设计了一种可以同时对压电、光电进行高效收集的多源能量收集电源管理芯片。该收集芯片由光电接口电路、压电接口电路和DC-DC电路等单元构成。光电接口电路中采用全局最大功率追踪电路,减少了阴影对太阳能板收集光能的影响,提高了最大功率追踪效率。DC-DC电路中,采用导通时间可调、频率可调的控制模式,在更宽的输入功率范围内实现更高效率的同时保持输出端较小的电压纹波。仿真结果表明,该收集芯片的整体平均动态电流为7.6 μA,能量转换效率最高为91.2%。版图尺寸为9 623 μm×3 655 μm。
电源管理 能量收集 自适应导通时间 最大功率追踪 异步时钟信号控制 power management energy harvesting adaptive on-time maximum power tracking asynchronous clock signal control
先进土木工程材料教育部重点实验室，同济大学材料科学与工程学院，上海 201804
为探明膨润土及其掺量对3D打印砂浆可打印性能的影响规律，采用流动度评价砂浆的可挤出性，并以高度保留率和贯入阻力评价其可堆叠性。此外，采用动态、静态剪切测试浆体的流变行为，从流变学角度分析膨润土对砂浆可打印性能的影响。结果表明：可打印砂浆流动度与净浆的塑性黏度存在良好的线性关系，与动态屈服应力存在良好的对数关系；高度保留率则与静态屈服应力存在良好的指数关系。一方面，膨润土增大了浆体的塑性黏度与动态屈服应力，从而导致砂浆的可挤出性能降低。另一方面，膨润土提高了浆体静态屈服应力和结构重建速率，从而提高砂浆的可堆叠性能。因此，适宜掺量的膨润土可使砂浆保持良好可挤出性，且改善砂浆的可堆叠性。当膨润土掺量2%时，打印试件顶底宽度比为0.96。
膨润土 3D打印 砂浆 流变性能 可挤出性能 可堆叠性能 bentonite 3D printing mortar rheological property extrudability buildability
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
可靠准确的参考光检测是提高直接测距型激光主动成像系统测距精度的关键因素之一, 对基于PIN探测器的参考光检测电路设计进行了深入研究。首先, 对比分析了雪崩光电二极管(APD)和PIN光电二极管性能及其供电电路的难度。综合考虑参考光功率稳定特性及参考光光路设计难度, 选择PIN探测器进行激光雷达参考光检测。详细分析了高压集成芯片LT3482作为常规电源和利用电流监测模式驱动PIN探测器时的差别。选择高增益带宽积跨阻放大器OPA657N实现PIN探测器电流电压转换, 对其关键外围元件参数的选取进行了详细分析。同时介绍了超高速比较器MAX9601的应用注意事项。最后, 设计了电路板并进行实验验证。结果表明: 对脉冲为10 ns的激光光源, 当PIN探测器施加89.449 V的偏置电压时, 其输出电流信号经跨阻放大器后电压幅值达到-3.7 V, 可保证起始信号可靠检出, 但脉冲展宽为15 ns。整个模块可有效给出参考光对应的计时起始信号。基于集成高压芯片驱动的PIN探测器配合恒定阈值时刻鉴别方法在直接测距型激光主动成像系统参考光检测中是切实可行的。
激光成像系统 参考光束 PIN探测器 laser imaging system reference beam PIN detector 红外与激光工程
2018, 47(10): 1020002
1 华北电力大学 河北省输变电设备安全防御重点实验室, 河北 保定 071003
2 华北电力大学 电子与通信工程系, 河北 保定 071003
为了有效监测光电复合海缆的绝缘状况, 基于迭代法改进了IEC60287电缆载流量和温度场计算标准, 在有限元数值分析软件包COMSOL中基于热电耦合模块建立了110 kV YJQ41×300 mm2海缆温度场模型, 与改进IEC60287标准比较验证了建模方法的准确性, 在此基础上确定了不同载流量下海缆模型最佳的分析范围。建模研究了海缆正常运行和绝缘性能下降情况下载流量和环境温度对光纤温升的影响; 采用介质损耗表征绝缘状况, 分析获得了典型介损值下光纤相对温升的变化规律。结果表明: 正常情况下光纤温升随载流量的增加近似成平方增大, 随环境温度的增加近似线性增大, 增速较慢; 海缆绝缘性能下降时光纤相对温升随tanδ的增加成正比增大, 相对而言, 受环境温度的影响很小。根据上述研究, 提出了基于光纤相对温升和海缆载流量的介损计算公式和基于光纤相对温升的海缆绝缘状态监测方法。较之现有基于电气量的绝缘监测方法, 该方法不易遭受电磁干扰的影响。在光电复合海缆在线监测方面具有参考应用价值。
光纤复合海缆 温度场 绝缘状况 在线监测 绝缘状态判据 optic-electric composite submarine cable temperature field insulation state online monitoring criterion of insulation state 红外与激光工程
2018, 47(7): 0717003
为了消除自重和热应力对大口径平面反射镜面形精度的影响，采用有限元分析方法，对比分析了在-20℃环境温度下采用背部固定约束与背部浮动约束获得的反射镜面形仿真数据，设计了动态扫描反射镜背部悬浮支撑结构以实现浮动约束，搭建了检测平台，并进行了大口径平面反射镜面形检测。结果表明，安装该支撑结构后反射镜的面形峰谷值为0.236λ，平均值为0.049λ。背部悬浮支撑结构实现了浮动约束，释放了大口径平面反射镜因自重和热应力造成的变形，有效保证了面形精度。
光学设计 悬浮支撑 仿真分析 大口径平面反射镜 optical design suspension support simulation analysis large flat mirror
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 四川大学 物理科学与技术学院, 成都 610065
3 中国工程物理研究院 中子物理学重点实验室, 四川 绵阳 621900
采用蒙特卡罗方法, 通过MCNP5程序对实验大厅内不同散射体产生的散射贡献及散射中子分布进行了计算。结果表明, 散射中子强度随离开临界中子源距离先呈减小趋势, 在接近大厅墙壁处则出现增加, 呈现明显的“W”形状。同时设计并验证了模拟结果的正确性, 结果表明模拟计算与实验测量结果的趋势相同, 证明了计算结果的可靠性。
散射特性 临界实验 蒙特卡罗模拟 验证实验 scattering characteristics critical experiments Monte Carlo simulation experimental verification 强激光与粒子束
2015, 27(5): 056001
利用角锥棱镜阵列作为谐振腔的后腔镜，设计了一种新型的钕玻璃激光器谐振腔并进行了实验研究。实验中获得了能量大于500 J的 1.06 μm激光脉冲，发散角0.6 mrad左右，电光效率为2.3%。实验采集到的输出光斑不是一系列强度相差不大的子脉冲，而是 中间有一个强峰，周围分布着一系列强度小得多的次峰。最后，对实验结果进行了解释与讨论，提出了利用角锥棱镜阵列进行光束 相干合成的设想。
激光技术 钕玻璃激光器 角锥棱镜阵列 相干合成 laser techniques Nd:glass laser corner cube array coherent combination
