随着下一代通信和装备向着更大带宽和更高精确度的方向发展, 毫米波太赫兹频段成为微波技术研究的重点方向。发射功率是太赫兹系统中的关键指标, 功率的大小直接决定了系统的作用距离。近些年来, 毫米波太赫兹频段的固态功率器件取得了显著进步, 推动了国内外太赫兹固态功率放大器的工程实现。本文介绍了国际上毫米波太赫兹频段功率合成技术和固态功放的研究现状, 以及我国特别是南京电子器件研究所在 W波段与 G波段基于径向功率合成技术、矩形波导合成技术以及硅基波导合成技术的固态功放模组的最新研究进展。
W波段 G波段 毫米波 太赫兹 功率合成 固态功放 W-band G-band millimeter-wave terahertz power combining solid state power amplifier 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1285
1 南京航空航天大学 电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室，江苏 南京 211106
2 南京电子器件研究所，江苏 南京 210016
3 东南大学 毫米波国家重点实验室，江苏 南京 210096
针对太赫兹波段固态大功率应用需求，基于氮化镓功率放大器单片集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC），采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术，结合E面T型结二路合成功率分配/合成器，将两片MMIC封装成最大输出功率为160 mW的功率单元模块。在此基础上，采用八路E面合成器设计了频率覆盖180～238 GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10 V时，带内输出功率大于300 mW，189 GHz输出功率达到了1.03 W。
太赫兹 金丝补偿 氮化镓 功率分配/合成器 THz gold wire compensation GaN power splitter/combiner
1 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300300
2 中国民航大学理学院, 天津 300300
3 北京交通大学光信息科学与技术研究所教育部发光与光信息技术重点实验室, 北京 100044
针对光纤周界预警系统输出信号的非平稳特性，提出了一种基于总体平均经验模态分解(EEMD)的模式识别方法。预警系统基于Mach-Zehnder 干涉原理，利用4 条单模光纤构成分布式扰动传感器，实时监测周界入侵事件。该方法引用具有自适应性的EEMD 算法将振动信号分解成多个本征模态函数(IMF)。根据不同振动信号能量各异的特点，提出EEMD 能量熵的方法排除非入侵的干扰。最后建立双重支持向量机对入侵信号进行识别。实验结果表明：该方法可以有效排除非人为入侵的干扰，准确识别攀爬、敲击和其他虚警信号，平均正确识别率优于92%，提高了系统的报警识别率，降低了误报率。
光纤光学 Mach-Zehnder干涉 总体平均经验模态分解 能量熵 模式识别 光学学报
2015, 35(10): 1006002
1 哈尔滨工业大学光电子所, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨师范大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150080
在碘蒸气中研究了染料激光稳定性对简并四波混频(DFWM)信噪比的影响。 实验中采用多模Nd∶YAG激光器倍频的输出泵浦染料激光器(染料PM580溶于酒精)。 在具有前向补偿分光系统和图像探测系统的帮助下, 在常温常压条件下测得泵浦光在波长为554.013 nm时达到饱和光强为290 μJ。 同时发现染料激光器的光稳定性(输出波长范围, 光束质量和能量转换效率等)随使用时间, 泵浦激光脉冲次数和能量的增加而逐渐减弱。 另外通过对比发现在染料激光器输出不稳定时, 光源单色性和指向性等指标的变化导致在同一泵浦强度不同时刻获得的DFWM信号强度相差很大, 且DFWM信号信噪比低。 染料激光器光源稳定性对DFWM信号影响的研究结果对物质的痕迹量探测以及无荧光物质光谱定标等方面的应用具有重要意义。
非线性光学 简并四波混频 光源稳定性 信噪比 碘蒸气 Nonlinear optics DFWM Light source stability Signal to noise ratio Iodine vapor
1 哈尔滨师范大学物理与电子工程学院 黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室, 哈尔滨 黑龙江 150025
2 黑龙江工程学院, 哈尔滨 黑龙江 150001
在众多的测距方法中,激光测距因其良好的精确度特性而广泛应用在**和民用领域.为解决由于激光光源漂移和光路中光学组件畸变的激光测量问题, 提出一种新型的分光技术用于激光测量领域。实验中采用此分光技术产生的四束激光不但能量强度均等而且相位几乎均等, 因而为相位法激光测距提供一种光学技术上的支持。实验中发现虽然信号光斑有飘移, 但是信号光斑形状基本稳定, 即抑制了激光光源输出光束飘移带来的负面影响。 此种分光技术的有效性在激光测量实验中得到验证。
精密测量 等相位测量 补偿分光技术
1 哈尔滨师范大学物理与电子工程学院 黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150025
2 哈尔滨工业大学光电子所, 黑龙江 哈尔滨 150001
研究了飞秒脉冲与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)相互作用后产生光谱超连续的现象。采用飞秒激光脉, 波长为800 nm,频率为1 kHz, 脉冲能量密度为1012 W/cm2在PMMA中成丝, 产生渐变超连续光谱即从连续白光逐渐变为抽运光。发现当飞秒脉冲在PMMA体内在所成丝中会出现渐变, 以及在等离子丝中光场横向的环状结构和出现渐变白光光谱。实验发现, 激光照射时间对成丝影响显著; 飞秒激光脉冲在PMMA中的成丝的过程具有光折变特性。
非线性光学 渐变白光光丝 飞秒激光
1 哈尔滨工业大学光电子所, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨师范大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150080
报道了以碘蒸气为介质进行的前向简并四波混频(DFWM)布局光谱技术的试验研究。在试验中采用了具有自稳分光系统的前向简并四波混频布局。试验发现在常温常压条件下,由于碰撞猝灭会大大降低激光诱导荧光(LIF)光谱的检测灵敏度,几乎观察不到碘蒸气荧光光谱,但却可获得较强的碘蒸气的简并四波混频信号。这是目前已知测定了常温常压下I2在554～556 nm中的前向简并四波混频光谱。常温常压下气相介质的简并四波混频光谱技术,对痕迹量原子、分子和自由基的探测以及对燃烧诊断等方面的研究与应用具有重要意义。
非线性光学 非线性激光光谱 简并四波混频光谱 碘蒸气
哈尔滨师范大学理化学院物理系, 哈尔滨 150080
介绍了光纤光栅传感器中测量布拉格波长移动量的几种方法的研究现状和存在问题,并指出其未来发展前景。
光纤光栅传感器 布拉格波长 测量
1 南京电子器件研究所,南京,210016
2 北方工业大学现场总线技术与自动化北京市重点实验室,北京,100041
3 东南大学教育部微机电系统(MEMS)重点实验室,南京,210096
微电子机械系统(M一定程度的不平面貌,针对这一现象提出了"应力模型",用来解释腐蚀后表面粗糙度出现的物理机制,对表面激活能、腐蚀液激活能等物理概念进行了分析,提出了腐蚀表面粗糙度的计算公式,解释了各向异性腐蚀与表面形貌相关的实验现象.
表面粗糙度 各向异性腐蚀 激活能 surface roughness anisotropic etching activation energy
