曹嘉晟 1,2,3李淘 1,2,*于一榛 1,2于春蕾 1,2[ ... ]龚海梅 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
3 中国科学院研究生院,北京 100039
系统研究了快速热退火对锌扩散的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器的影响。利用电化学电容电压和二次离子质谱技术分析了退火前后Zn和净受主的浓度分布,结果表明退火过程会影响杂质浓度,但不影响扩散深度。制备了不同退火条件的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器。器件测试反映,未退火的探测器在260~300K具有更低的器件电容和更高的激活能。通过暗电流成分拟合对器件暗电流机制进行分析,未退火器件表现出更低的肖克利-里德-霍尔产生复合电流和扩散电流,因而室温下未退火器件具有更高的峰值探测率。为了制备高性能低掺杂吸收层结构的平面型InGaAs探测器,快速热退火是不必要的工艺。
短波红外 铟镓砷探测器 快速热退火 扩散 shortwave infrared InGaAs detector rapid thermal annealing diffusion 
红外与毫米波学报
2023, 42(5): 634
程吉凤 1,2,3李雪 1,2,*邵秀梅 1,2李淘 1,2[ ... ]龚海梅 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
采用闭管扩散的方法成功研制了截止波长2.2 μm的平面型延伸波长InGaAs探测器芯片。在分子束外延法(MBE)生长的In0.75Al0.25As/ In0.75Ga0.25As/ In0.75Al0.25As外延材料上,采用砷化锌作为扩散掺杂源、SiNx作为扩散掩膜层,实现了扩散成结。分析了扩散结深和载流子侧向收集宽度、I-V特性、光谱响应特性和探测率,结果表明:150 K温度下,器件暗电流密度0.69 nA/cm2@-10 mV,响应截止波长和峰值波长分别为2.12 μm和1.97 μm,峰值响应率为1.29 A/W,峰值量子效率达82%,峰值探测率为1.01×1012 cmHz1/2/W。这些结果对后续进一步优化平面型延伸波长InGaAs焦平面探测器有重要的指导意义。
延伸波长 InAlAs/InGaAs 扩散 暗电流密度 量子效率 wavelength-extended InAlAs/InGaAs diffusion dark current density quantum efficiency 
红外与毫米波学报
2022, 41(5): 804
作者单位
摘要
1 四川通信科研规划设计有限责任公司, 四川成都 610041
2 电子科技大学 a.信息与软件工程学院
3 电子科技大学 b.计算机科学与工程学院, 四川成都 611731
传统 U-Net语义分割模型在医学影像领域具有广泛的应用, 但该模型的准确率受限于单一尺度的预测模式以及上下采样引起的信息丢失。针对上述问题, 本文基于 U-Net编码—解码架构以及空洞可分离卷积提出了一种高低层级信息丰富的多尺度医学影像语义分割算法, 该算法由特征提取网络以及多尺度语义分割预测网络两部分构成。特征提取网络使用空洞可分离卷积和类残差块分别替换原 U-Net中上、下采样以及卷积块, 在增加感受野的同时使信息得到最大化的保留;提出一个通道注意力机制, 强化目标核心特征的表达以及无关背景区域的抑制;在多尺度上挖掘带有图像级全局上下文的卷积特征, 进一步提高分割性能。本文在采集的胚胎以及 DRIVE数据集上进行仿真实验, 其结果表明, 与 U-Net及其衍生模型相比该方法具有更高的准确率和鲁棒性。
医学影像 语义分割 空洞可分离卷积 通道注意力 多尺度预测 biomedical image semantic segmentation atrous separable convolution channel attention multi-scale prediction 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(10): 1073
秦凯文 1杨波 1,2,*王子鸣 1钱云琛 1[ ... ]刘义保 1,2,*
作者单位
摘要
1 东华理工大学 核科学与工程学院,南昌 330013
2 东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室,南昌 330013
热管冷却反应堆采用固态反应堆设计理念,具有功率密度高、结构紧凑、固有安全性高等特点,在深空探索、深海勘探、偏远地区等场景中具有广阔的应用前景。核燃料作为热管冷却反应堆的重要组成部分,不同类型核燃料在堆芯燃耗分析时会呈现不同的中子学性能。基于美国爱达荷国家实验室(INL)提出的热管冷却反应堆INL Design A,利用清华大学蒙特卡罗中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code)建立堆芯物理模型,选取UO2,(U0.9Pu0.1)O2,U-10Zr,U-8Pu-10Zr,UN,UC这6种核燃料开展燃耗计算,分析了不同核燃料、不同功率水平对热管冷却反应堆堆芯燃耗性能的影响。计算结果表明:在堆芯燃耗深度相同情况下(20.8 GW·d·t−1),装载U-8Pu-10Zr燃料的堆芯所需235U富集度最低(9.8%),具有较好的U-Pu增殖性能。堆芯功率处于5 MW的热管冷却反应堆,燃料中241Pu的存在不仅没起到增大堆芯燃耗深度的作用,反而导致堆芯剩余反应性和堆芯寿期末次锕系核素(MAs)的产量增大,影响反应堆的安全性与经济性。因此,对于装载含有Pu燃料的小功率长寿期热管冷却反应堆,需重点关注241Pu对堆芯燃耗性能的影响。
热管冷却反应堆 燃耗计算 RMC程序 241Pu核素 heat pipe cooled reactor burnup calculation RMC code 241Pu nuclide 
强激光与粒子束
2022, 34(12): 126001
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
针对目前胶囊内窥镜存在分辨率低,视场角有限,受噪声影响大等问题,提出了系统解决方案。通过引入Q-type非球面校正像差,得到一款全视场角为160°,相对孔径为F#3.0,系统总长为4.3 mm的内窥镜成像镜头,在140 lp/mm处各视场调制传递函数(MTF)值均大于0.3。光学系统成像质量的好坏不仅取决于镜头的性能,还与图像传感器有关,尤其在低照度环境下。通过分析传感器工作时各个阶段噪声的特性得到噪声模型。利用建立的噪声模型,合成了胶囊内窥镜图像数据集,并训练神经网络模型。对算法模型的测试结果表明,本文提出的综合解决方案可以有效地提高胶囊内窥镜系统的成像质量。
胶囊内窥镜 Q-type非球面 光学设计 图像处理 capsule endoscope Q-type aspheres optical design image processing 
光学仪器
2022, 44(4): 26
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
2 中国工程物理研究院 研究生院,北京 100094
高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时,直穿X射线的强度将被极大衰减,到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没,若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发,目前主要采用网柵相机即阵列型准直孔阻挡散射,但网栅相机的应用效果受光源位置稳定性影响较大,且网栅不易加工。提出了一种可实时定量散射强度的照相方案,该方案利用狭缝准直器对散射的抑制能力不随散射强度变化而改变这一特点,对现有照相布局进行小改进,利用已知客体实验结果标定狭缝准直器对散射的抑制能力,进一步自洽确定待测客体的散射量大小。基于蒙卡方法的仿真照相实验结果表明,当采用低面密度客体标定散射抑制系数时,高面密度客体散射强度的估计值与模拟真实值偏差可小于2%。
高能X射线 闪光照相 成像方案 图像反演 散射补偿 high-energy X-ray flash photography imaging plan image inversion scattering compensation 
强激光与粒子束
2022, 34(11): 116001
作者单位
摘要
1 上海交通大学中英国际低碳学院,上海 201306
2 南京电子技术研究所,江苏 南京 210039
在废旧玻璃的回收处理流程中,前端的各种杂质玻璃由人工分拣去除,自动化程度低。针对此问题,以上海市某玻璃回收处理企业人工分拣场景为研究背景,提出了一种基于YOLOv4算法的流水线杂质玻璃检测方法。一方面,实地采集典型样本拍摄图像作为数据集,采用间接检测两端的方式对细长胶条玻璃类别进行标注;另一方面,采用Kmeans++算法重新设定先验框(anchors),利用4倍下采样率的高分辨率特征图进行特征融合以提高对小目标的检测性能。结果表明:模型检测平均精度均值(mAP)达97.88%,其中对胶条玻璃的AP为95.47%;与其他方法相比,模型参数量减少31.11%,对胶条玻璃的AP提高6.70个百分点,检测速度为42.82 frame/s,能够满足实时性需求。因此,所提检测方法适用于自动化分拣杂质玻璃任务的视觉部分。
目标检测 背景增强 垃圾分拣 杂质玻璃 
激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1815011
作者单位
摘要
1 江苏中科智能科学技术应用研究院 金属3D打印中心, 常州 213164
2 江西交通职业技术学院 机电工程学院, 南昌 330013
3 常州奔拓机械有限公司, 常州 213131
为了弥补加工制造技术上的局限性, 在五轴联动计算机数控加工中心的基础上, 采用增减材混合制造的技术方法集成激光近净成形制造装置, 在结构上形成激光增减材混合制造装置; 并基于UG后处理构造器开发增减材混合制造的后处理系统, 在功能上实现对零件的增减材混合制造。结果表明, 可实现复杂金属零件的一次成形, 减少因多次装夹引起的加工误差和低效; 相较于单一的增材、减材加工模式, 产品成品率提高20%以上, 加工时间缩短45%以上, 支撑减少30%以上, 尤其对于有封闭内流道的零件, 其内流道表面精度达到0.6μm, 有效延长零件的服役寿命, 实现了零件弱支撑、无支撑、无干涉、高精度和高效率的加工。该研究可为激光增减材混合制造的工艺方案、制造模式、应用拓展提供参考。
激光技术 混合制造 五轴联动 激光近净成形 后处理 laser technique hybrid manufacturing five-axis linkage laser engineered net shaping post process 
激光技术
2022, 46(3): 415
Zhiyi Xuan 1,2,3,4Qingquan Liu 1,2,3,4Zhuangzhuang Cui 1,2,4Songlei Huang 2,5[ ... ]Wei Lu 1,2,3,4,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
4 Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Shanghai 201315, China
5 State Key Laboratories of Transducer Technology, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
6 Nantong Academy of Intelligent Sensing, Nantong 226000, China
We demonstrate an ultra-compact short-wave infrared (SWIR) multispectral detector chip by monolithically integrating the narrowband Fabry–Perot microcavities array with the InGaAs detector focal plane array. A 16-channel SWIR multispectral detector has been fabricated for demonstration. Sixteen different narrowband response spectra are acquired on a 64×64 pixels detector chip by four times combinatorial etching processes. The peak of the response spectra varies from 1450 to 1666 nm with full width at half-maximum of 24 nm on average. The size of the SWIR multispectral detection system is remarkably reduced to a 2 mm2 detector chip.
short-wave infrared detector multi-spectra micro-cavity on-chip 
Chinese Optics Letters
2022, 20(6): 061302
李雪 1,2,*龚海梅 1,2,**邵秀梅 1,2李淘 1,2[ ... ]方家熊 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
围绕新一代遥感探测仪器应用需求,中国科学院上海技术物理研究所在短波红外InGaAs焦平面探测器领域取得了一系列进展。通过低缺陷外延材料、焦平面芯片制备工艺和低噪声读出电路技术研究,研制实现了最大规模达2560×2048元的10 μm中心距1~1.7 μm InGaAs焦平面探测器,峰值探测率优于1.0×1013 cmHz1/2/W,有效像素率达到99.7%;研制实现了1280×1024元15 μm中心距的1~2.5 μm延伸波长探测器,峰值探测率优于5.0×1011 cmHz1/2/W;发展了新体制新结构器件,研制了单片集成4向偏振功能的160×128元偏振焦平面探测器,消光比优于37:1;研制了64×64元盖革雪崩焦平面探测器,时间分辨率达到0.8 ns。
铟镓砷 焦平面 短波红外 暗电流 偏振探测 雪崩倍增 InGaAs focal plane array short wavelength infrared dark current polarization detection avalanche multiplication 
红外与毫米波学报
2022, 41(1): 009

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