中国科学院上海微系统与信息技术研究所超导电子学实验室，上海 200050
太赫兹混频器可通过本征信号与原信号混合，经频率变换，实现频谱探测、超分辨成像和天文信号高灵敏探测，在太赫兹频谱识别、太赫兹安检、射电天文探测等领域具有重要应用前景。本文首先介绍了太赫兹混频器的基本原理、分类、主流技术方案；其次针对太赫兹混频器超灵敏化、高频化、中频宽带化和小型化集成的应用需求，分析了国内外太赫兹混频器设计与制作技术的发展动态；最后归纳了太赫兹混频器的应用状况、技术挑战和可能的解决方案，以便阐明三类太赫兹混频器的技术特点和技术发展趋势。
超快光学 太赫兹 混频器 进展 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811011
1 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
金刚石优异的物理性质使其成为下一代最有发展潜力的半导体材料之一。目前来看, 基于微波等离子体化学气相沉积的异质外延可能是未来制备大尺寸单晶金刚石的最佳方法。在过去的三十年间, 铱复合衬底上异质外延生长单晶金刚石取得了一定进展, 特别是近几年实现了2英寸(1英寸=2.54 cm)以上的大尺寸自支撑单晶金刚石的生长。本文总结了金刚石异质外延用的衬底, 简要介绍了异质衬底上的偏压增强成核, 详细介绍了目前最成功的铱/氧化物、铱/氧化物层/硅复合衬底, 最后对金刚石异质衬底和异质外延进行了总结, 指出目前存在的问题并给出了一些可能的解决思路。
金刚石 铱复合衬底 半导体 异质外延 偏压增强成核 微波等离子体化学气相沉积 diamond iridium-based composite substrate semiconductor heteroepitaxy bias-enhanced nucleation microwave plasma chemical vapor deposition
光学 精密工程
2022, 30(18): 2253
1 兰州交通大学电子信息与工程学院，甘肃 兰州 730070
2 甘肃省人工智能与图形图像处理工程研究中心，甘肃 兰州 730070
针对传统多尺度特征匹配算法在高速铁路接触网图像匹配检测过程中难以保持图像局部精度和边缘细节的问题，提出了一种改进加速非线性扩散（AKAZE）算法的高铁接触网图像特征匹配方法。首先，对接触网图像利用边缘特征与局部二值模式纹理特征融合的方法，克服了传统接触网图像特征点数量不足的问题；然后，采用改进AKAZE算法提取接触网图像的特征，提出用二进制的鲁棒独立基本特征（BRIEF）描述子进行特征点的描述；再通过快速相似邻域搜索与随机抽样一致算法剔除误匹配点；最后，使用图像差分的方法实现对接触网图像的匹配检测。实验结果表明，该方法较AKAZE特征匹配算法，平均匹配精度提高了22.16%，算法的运行效率也得到了较大改善。
图像处理 图像匹配 高速铁路接触网 AKAZE算法 二进制的鲁棒独立基本特征（BRIEF） 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1010007
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息学功能材料国家重点实验室, 上海, 200050
2 中国科学院超导电子学卓越创新中心, 上海, 200050
3 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心, 北京, 100049
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)作为一种新型的单光子探测器,相比于传统半导体或超导单光子探测器,具有高探测效率、低暗计数率、低时间抖动、高计数率和宽谱响应等优势。这使其可以应用于诸多领域,如量子通信、量子光源表征、激光测距、成像雷达等。本文将对SNSPD做一个简单的介绍,并着重介绍SNSPD在成像方面的应用进展,主要包括不同成像原理的介绍以及基于这些原理的SNSPD成像技术的最新研究进展,并对基于SNSPD成像的未来发展趋势进行了展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011005
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 上海科技大学信息科学与技术学院,上海 201210
3 中国科学院大学,北京 100049
红外焦平面探测器在航空、航天、**等多个领域具有广泛应用。我国亟需发展大面阵、轻量化和高可靠性的红外焦平面探测器及其杜瓦组件。介绍了国内外红外探测器组件的冷平台材料选用情况,包括Fe-Ni膨胀合金、低膨胀高导热合金和新型陶瓷等。总结了红外焦平面探测器热失配应力的来源以及减小热失配应力的解决方案。最后给出了红外探测器研制过程中的冷平台材料选取建议以及在红外焦平面探测器组件发展趋势下需要重点研究的相关技术。
红外探测器 冷平台 低膨胀材料 infrared detector cold platform low expansion material
采用YAG激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材，对其工艺、焊接区形貌和拉伸性能进行了研究。结果表明：在未添加吸光剂条件下，激光功率高于200 W时，透明和黑色PMMA板激光透射焊接性能良好，上层透明PMMA材料的激光入射面无烧蚀损伤，拉伸试验中透明PMMA板断开，焊接区无开裂，最大载荷为2110 N。激光功率低于200W时，单道焊接条件下焊接区被拉开，最大载荷1170N。透明PMMA板和其他颜色PMMA板在焊接时，需要添加吸光剂。采用黑色热塑性丙烯酸树脂为吸光剂的条件下，焊接效果较好。
激光技术 激光透射焊接 热塑性塑料 微观形貌
