1 上海洞舟实业有限公司, 上海 201619
2 东华大学 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 201620
3 上海科润光电技术有限公司, 上海 201100
近年来, 伴随着柔性电子产业的快速发展, 发光显示作为可穿戴集成器件中必不可少的组成部分, 人们对其提出了柔性、可拉伸性、自愈合性等额外的需求。基于硫化锌材料的电致发光器件由于发光寿命长、发光组件结构简单等优点, 在智能可穿戴领域得到了广泛的研究和关注。本文对硫化锌电致发光材料在智能可穿戴领域的研究进展进行梳理和总结, 主要介绍了硫化锌电致发光材料的发光机理、研究热点及未来应用, 以期对智能可穿戴领域起到有益的启示和指导作用。
电致发光 柔性 可拉伸性 智能可穿戴 electroluminescence flexibility extensibility smart wearables
太赫兹时域光谱技术是材料介电参数测量的重要方法, 是材料研究、 鉴别和分析的重要工具。 太赫兹时域光谱技术是一种太赫兹频段的相干探测技术, 可以同时获得太赫兹波的幅度和相位信息, 通过透射测量、 反射测量可获得材料的复透射率或复反射率来反演材料的电磁参数。 在实际中, 大多数被测材料太赫兹波无法穿透, 或者不满足透射材料参数反演需要的弱吸收近似, 因此反射测量更具应用价值。 在已发表的研究结果中, 研究人员仍普遍采用透射测量的方案, 很少见使用反射测量方案获取材料参数。 究其原因, 在反射测量时, 由于样品和参考板位置的放置误差很难消除, 从而导致无法准确提取反射相位。 将光学领域广泛使用的Kamers-Kronig关系应用于太赫兹时域光谱系统反射测量中, 以解决反射测量中无法准确获得相位信息从而无法提取介电参数的问题。 为了验证Kamers-Kronig关系的准确性, 一方面, 通过透射、 反射方法分别测量硅材料的复透射率、 复反射率并反演了其材料参数, 两者的反演结果一致性较好。 另一方面, 利用同一组硅的反射测量数据分别用Kamers-Kronig关系和最大熵法对其材料参数进行反演, 两种处理方法也可以实现相互印证, 进一步确保了提取数据的可靠性。 对Kamers-Kronig关系和最大熵方法所取得的结果进行了对比讨论, 通过Kamers-Kriong关系和最大熵法获得的折射率、 消光系数以及复介电参数结果一致性较好, 且基于Kamers-Kriong反演了一种精神药物的吸收谱, 与透射结果做了比对。 结果表明, Kamers-Kronig关系非常适合提取材料光学参数和吸收谱, 且相比最大熵法其普适性更强, 甚至对于无法获取相位信息的非相干测量系统依然适用, 但该方法需要整个频段的反射率幅度信息, 对于没有测量的频率需要进行外推, 对于反射率随频率变化不大的物质更加适用。 该研究成果对于利用反射式太赫兹时域光谱系统获取材料太赫兹波段的光学参数提供了一种有效方法, 可解决绝大数情况下反射测量参数提取问题, 对太赫兹时域光谱技术的实际应用具有重要意义。
太赫兹 Kamers-Kronig关系 反射 材料参数反演 Terahertz Kamers-kronig relationship Reflection Material parameters
1 河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室, 天津 300130
2 河北工业大学 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室, 天津 300130
为了校正扭转波速度、补偿温度、抑制脉冲电流噪声以及提高输出信号的信噪比, 设计了一种双检测线圈结构应用于磁致伸缩液位传感器。推导了扭转波速度与温度的数学模型, 得到了扭转波速度随温度的变化趋势; 分析了单检测线圈结构存在温度影响测量结果与脉冲电流幅值大等问题。通过理论分析, 最终的实验结果表明, 与单检测线圈结构相比, 双检测线圈结构能够快速计算扭转波速度, 补偿温度对测量结果的影响, 将脉冲电流噪声信号幅值降低至原来的1/27, 测量误差由原来的0.18 mm降低至0.02 mm。双检测线圈结构为磁致伸缩液位传感器优化设计提供了理论指导。
磁致伸缩 液位传感器 双检测线圈 噪声抑制 温度补偿 magnetostriction liquid level sensor double detection coils noise suppression temperature compensation
哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨150001
针对多弹协同拦截单个机动目标的问题, 提出了一种协同制导律能够同时满足攻击时间和攻击角度约束。首先, 根据系统动态方程和一致性算法选取了包含飞行时间变量的积分滑模变量, 基于此设计了二阶滑模控制器作为导弹在视线方向上的制导律, 以保证所有导弹同时拦截目标; 然后, 基于高阶滑模干扰观测器对视线角方程中的干扰进行估计补偿, 设计了导弹在视线法向上的滑模制导律, 以满足期望视线角约束和零化视线角速率的要求; 另外, 基于李雅普诺夫稳定性理论分别证明了制导系统两个子通道的稳定性; 最后, 仿真验证了所设计协同116制导律的有效性。
协同制导 多智能体一致性 滑模控制 干扰观测器 cooperative guidance multi-agent consensus sliding mode control disturbance observer 红外与激光工程
2018, 47(6): 0617006
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院光电工程系,北京 100191
2 上海科润光电技术有限公司,上海 201619
利用ZnS∶Cu电致发光粉末与环氧树脂胶混合，设计制作了一种梯形电极结构的电压传感单元，实现了电致发光电压传感器输出信号的温度漂移补偿。电致发光电压传感信号通过2根塑料光纤传输到2个硅光电探测器，并选择其开路电压作为传感器的输出信号。在同一外加电压条件下，梯形电极区域内的电场分布是不均匀的，因而不同场点的发光亮度不同。通过测量梯形电极区域内2个不同发光点的发光强度随外加电压的变化，并对两路输出电压传感信号进行数据拟合与计算，可获知被测电压的有效值，并可实现对输出信号温度漂移的补偿。在-40～60 ℃范围内，采用上述温度漂移补偿方法测量了有效值在0.7~1.5 kV范围内的工频电压，传感器输出信号的非线性误差低于1.6%，验证了该温度漂移补偿方法的有效性。
光学电压传感器 电致发光效应 高电压测量 温度漂移补偿 optical voltage sensor electroluminescent effect high voltage measurement temperature drift compensation
采用1.6μm激光差分吸收是探测甲烷(CH4)气体浓度的一种重要手段。通过对CH4气体吸收光谱的理论分析及计算, 并基于Er∶YAG单频可调谐激光器, 在实验室测量了CH4气体对1.645μm激光的吸收谱线。实验结果对研制用于测量CH4气体浓度的差分吸收激光雷达光源有重要意义。
单频激光器 甲烷 吸收光谱 single frequency lasers methane absorption spectrum
根据高稳定性半导体激光(LD)泵浦单块非平面环形腔(NPRO)单频激光器对于功率稳定性和频率稳定性的要求, 设计并研制了一套高精度的精密温控系统。该系统基于模拟比例-积分-微分(PID)控制原理, 采用程控调节P和PI的方式, 通过对半导体制冷器(TEC)的驱动控制, 实现在-10~+70℃范围内对LD和NPRO单块晶体温度的精确控制, 控温精度达±0.01℃。采用该温控系统的LD泵浦1645nm NPRO单频激光器, 30min内相对波长稳定性达8.32×10-7。
单频激光器 精密温控 波长稳定性 single frequency lasers PID PID accurate temperature control wavelength stability
设计了一台高能量输出的电光调Ｑ脉冲串Nd∶YAG激光器, 可以对脉冲串重复频率、脉冲数目、脉冲间隔进行调节。重复频率1～10Hz, 每一个脉冲串含有1～3个脉, 其间隔大于200μs可调。采用平凸腔的结构, 对一定重频下的热透镜效应进行补偿。典型的实验结果为：当重频为10Hz、脉冲间隔为548μs时, 三脉冲最大输出能量608mJ, 双脉冲最大能量输出405mJ, 单脉冲最大输出能量为200mJ, 其中单个脉冲的脉宽约为8ns, 发散角为3.4mrad。
激光技术 脉冲串 可调 电光调Q laser techniques multi-pulsed modulation electroic-optical Q-switch
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国人民解放军,装甲兵技术学院,吉林,长春,130117
3 大连理工大学,辽宁,大连,116024
研究了压电元件的非线性及其复合控制问题.依据压电元件全程及局部伸长和缩短的实验数据,提出了一种根据外环曲线参数及当前坐标值确定比例系数,进而确定内环伸长曲线的数学模型.实验表明,这种全面反映内、外环曲线的非线性数学模型对上升和下降过程的最大拟合误差在全程范围内分别为1.2%和2.0%.利用此模型,可在压电元件非线性外环曲线及目前电压-伸长量已知的情况下,求出其下一时刻上升或下降的路径.以此模型为基础,构造了一种压电元件前馈复合控制算法,在输入峰-峰值为4μm位移的情况下,得到了280 Hz的闭环带宽.同普通PID控制算法相比,带宽提高了30%以上.
压电元件 执行器 非线性模型 复合控制 光学 精密工程
2007, 15(10): 1547
