1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
3 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528403
光学延迟线是影响太赫兹时域光谱系统中太赫兹信号准确性、信噪比以及频谱分辨率的关键环节。本文设计了一种由24个转盘反射面（TRS）构成的快速旋转光学延迟线（FRODL）。通过对FRODL工作角度的仿真，得到了其理论延迟时间和理论非线性度。基于FRODL实际耦合过程中耦合功率的波动性大小，确定了FRODL的实际工作区间，并搭建了偏振迈克耳孙干涉系统，对FRODL结构的实际延迟时间进行标定，得到了各转盘反射面工作的实际延迟时间。标定结果显示，FRODL校准前的最大非线性误差为0.094 ps，非线性度为0.215%。通过两次利用三次样条插值，对FRODL实际延迟时间和采样点信号进行匹配，获得了校准后的太赫兹等间隔时域波形。
光学延迟线 非线性校准 太赫兹时域光谱系统 延迟时间 非线性误差
江苏大学物理与电子工程学院，江苏 镇江 212013
最近阿秒钟实验中的隧穿延迟现象引起了人们对电子隧穿过程的非绝热性和隧穿时间的讨论。在强场条件下电子的隧穿延迟通常可以用Keldysh参数来预测，然而在少周期含包络正交偏振双色激光场作用下，Keldysh参数对隧穿延迟时间的预测与数值模拟结果不符，此时电子隧穿初始动量与隧穿过程中消耗的能量是影响隧穿延迟现象的重要因素。因此，有必要对上述激光场作用下两种因素对瞬时电离概率的影响进行讨论。通过改变正交偏振双色激光场强比以及相位差的方式，将它们对隧穿延迟时间的影响差异化，实现了对隧穿延迟时间的调控。最后，通过比较两者随电离时间的变化规律确定了少周期含包络正交双色激光场中隧穿耗能在隧穿延迟时间影响因素中的主导地位。这些发现有助于量化分析非绝热隧穿延迟时间，并为调控超快非绝热隧穿电离过程提供新思路。
非绝热隧穿电离 隧穿延迟时间 虚时间方法 电离初始动量 隧穿耗能 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0532001
1 三峡大学 a.湖北省水电工程施工与管理重点实验室
2 b.水利与环境学院, 宜昌 443002
3 甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司, 兰州 730030
4 中国葛洲坝集团易普力股份有限公司, 重庆 401121
岩石爆破块度作为评价爆破效果的主要指标, 直接影响到水利水电工程后续的建设目标和建设成本。在工程爆破开采石料过程中, 提高爆破效率和质量, 满足良好的级配曲线需求, 对水利水电工程建设筑坝骨料的开采具有重要意义。通过建立二维有限元数值计算模型, 开展了自由面数量和孔间不同延迟时间对岩石爆破破碎效果影响的研究。首先从理论角度阐明了孔间应力波的相互作用和爆炸应力波在自由面的反射机理, 分析了爆破裂纹产生的条件; 然后借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件, 采用RHT模型模拟了不同数量自由面、不同孔间延迟时间条件下群孔起爆岩石破裂过程, 并采用WipFrag分析了不同起爆条件下的岩石级配情况。数值模拟结果表明: 不同数量自由面对爆破级配的影响明显, 与无自由面相比, 单个自由面、两个自由面、三个自由面的最大块度分别减小了25.9%、46.5%和61.8%, 其他块度指标也明显减少, 可见自由面数量越多, 岩石中产生的裂纹数量越多, 爆破破碎效果越好。与同时起爆相比, 延迟爆破有利于提高岩石的破碎效果, 但在短延迟爆破中应力波在孔间相互作用对提高岩石的破碎效果并不明显。
延迟时间 爆破块度 自由面 孔间延迟 应力波 delay time blasting fragmentation free surface delay interval stress wave
1 中国建筑材料工业建设西安工程有限公司, 西安 710065
2 武汉理工大学 资源与环境工程学院, 武汉 430070
延期时间的优选对于矿山爆破振动的控制以及爆破技术经济效果的保障都至关重要。改进的线性叠加法可用于研究爆破振动质点峰值振速(PPV)与不同延期时间的关系。首先, 利用傅里叶级数来表示实测单孔爆破振动波形; 其次, 在傅立叶级数展开式的系数和相位中加入随机变量生成指定数量的单孔爆破振动波形; 再次, 利用蒙特卡洛模拟计算0 ms到250 ms之间每个延期时间对应的PPV均值, 得到PPV随延期时间变化曲线。实例分析结果表明: 若以距离爆源531 m处的民房为保护目标, 以0.45 cm/s为峰值质点振速控制标准, 7 ms以上的延期时间均可选择, 并且当延期时间增大, PPV呈减小趋势。结合矿山岩石破碎效果试验, 大块量随米延期时间增大呈先减小后增大的抛物线变化规律, 其最小值出现在米延期为7 ms/m处。若以爆破振动监测所在矿山的6 m孔距算, 其岩石破碎最优延期时间约为40 ms。综合爆破振动蒙特卡洛模拟结果和矿山岩石破碎效果试验结果, 得到该矿山爆破最优延期时间可选择为40 ms。
爆破振动 延期时间 改进的线性叠加 蒙特卡洛模拟 岩石破碎效果试验 blasting vibration delay time improved linear superposition Monte Carlo simulation rock fragmentation effect test
1 中铁十六局集团 路桥工程有限公司, 北京 101500
2 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院, 北京 100083
3 泰山学院 机械与建筑工程学院, 泰安 271000
目前隧道施工普遍应用矿山法, 爆破振动对隧道内围岩、支护结构的影响及其灾害控制一直是热点问题。为研究爆破振动在隧道内部的传播规律, 以某软弱围岩隧道为工程背景, 分别对错距三台阶齐爆和分爆的振动信号进行现场监测。采用萨道夫斯基公式非线性回归、Fourier变换方法对测试数据进行分析和研究。结果表明: 对于隧道同一断面, 拱顶具有振动速度大、振动主频高、衰减速度慢的特点; 三台阶间采用100 ms延时爆破时, 可以实现爆破能量在时空分布上的离散, 振动叠加效应明显减弱。设计单孔爆破试验, 掏槽区域中间设置试验孔, 试验孔与整个爆破网络的延期设置为100 ms获取单孔振动波形, 基于线性叠加原理, 计算不同延期时间下掏槽爆破合成振动波形来优选微差延期时间。结果表明: 孔间延期时间在4~7 ms时, 掏槽爆破引起的峰值振速急剧下降, 干扰降振的效果明显, 延时超过7 ms后, 峰值振速无显著差异; 掏槽孔延期时间取7 ms时减振效果最佳, 将最佳延期时间应用于现场爆破, 取得了良好的降振效果。
隧道工程 爆破振动 传播规律 线性叠加 最优延期时间 tunnel engineering blasting vibration propagation law linear superposition optimal delay time
江南大学 电子工程系 物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
针对传统四相时钟发生电路产生的时钟波形信号易发生交叠、驱动电荷泵易发生漏电等问题, 提出了一种占空比可调四相时钟发生电路。电路在每两相可能出现交叠的时钟信号之间都增加了延时单元模块, 通过控制延时时间对输出时钟信号的占空比进行调节, 避免了时钟相位的交叠。对延时单元进行了改进, 在外接偏置电压条件下, 实现了延时可控。基于55 nm CMOS工艺的仿真结果表明, 在10~50 MHz时钟输入频率范围内, 该四相时钟发生电路可以稳定输出四相不交叠时钟信号, 并能在12 V电压下驱动十级电荷泵高效泵入112 V。流片测试结果表明, 该四相时钟发生电路能够产生不相交叠的四相时钟波形, 时钟输出相位满足电荷泵驱动需求。
电荷泵 四相时钟电路 延时单元 charge pump four-phase clock circuit delay time
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Science and Technology on Tunable Laser, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
In this paper, the influence of the delay time between the pre-pulse and the main pulse on the double-pass amplified 46.9 nm laser was studied for the first time, to the best of our knowledge, by using a high-precision polished SiC slice as a rear mirror. The temporal and spatial characteristics of the output laser were measured separately to investigate the effect of the delay time on the laser characteristics. The energy of the double-pass amplified laser was between 510 µJ and 890 µJ. In addition, a theoretical model of double-pass amplification was established to analyze the effect of the delay time on the double-pass amplified 46.9 nm laser.
double-pass amplification delay time 46.9 nm laser capillary discharge Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 053401
1 平高集团有限公司技术中心，河南 平顶山 467001
2 西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049
激光诱导击穿光谱已被广泛应用于物质分析，但是目前的研究多关注于靶材料元素，极少有对环境气体元素进行分析的公开报道，而激光诱导等离子体与环境空气混合的过程对于理解等离子体膨胀过程极其重要。鉴于此，本团队研究了激光诱导击穿光谱中靶材元素铜和气体元素氮、氢、氧的特征光谱随环境气压、延迟时间变化的规律。实验结果表明：铜元素的特征光谱强度与环境气压不呈单调关系，气体元素的光谱强度与环境气压呈单调关系，其中氮元素只有在环境气压大于10 Pa时才可以探测到，氢和氧元素可以在10-2 Pa时探测到；气体元素的光谱强度随环境气压升高而单调增强，随延迟时间增加而快速下降，信噪比随延迟时间增加而先增大后下降。本工作有助于促进对激光诱导等离子体膨胀过程的理解和实验参数的优化。
光谱学 激光诱导击穿光谱 环境气压 光谱强度 延迟时间 信噪比
1 上海大学微电子学院，上海 200444
2 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室，上海 200072
3 上海芯元基半导体科技有限公司，上海 201601
设计一款芯片尺寸为300 μm的蓝绿光微型发光二极管（Micro-LED）并将其点亮，通过TCAD 仿真对芯片尺寸为10、38、100、300 μm的Micro-LED进行模拟仿真，探究了Micro-LED的小尺寸效应，发现随着Micro-LED尺寸的减小，开关损耗增加。因此，针对提高小尺寸Micro-LED单点像素的驱动电流密度过程中产生的开关损耗增加的问题，模拟仿真驱动电路驱动Micro-LED的开关特性过程，进行减小开关损耗的研究。利用Sentaurus TCAD软件进行仿真，设计了一台沟道长度为0.18 μm的p型金属氧化物半导体场效应晶体管（PMOS）器件，将PMOS器件和Micro-LED器件通过铟凸点进行键合，并对PMOS驱动电路驱动单独Micro-LED像素进行仿真，进一步进行PMOS驱动两个Micro-LED像素的仿真，从而模拟阵列像素驱动的情况，通过比较开关延迟时间判断驱动效果并进行实验验证，发现当PMOS接入限流电阻驱动Micro-LED时，阻值越小，驱动效果越好，而且起到消除浪涌、限流分压的作用，但PMOS直接驱动Micro-LED比加入限流电阻的效果更好，PMOS驱动阵列Micro-LED相比于驱动单独Micro-LED开关损耗更小、驱动效果更好。
光学器件 微型发光二极管 小尺寸效应 PMOS驱动 开关延迟时间
1 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术作为一种新兴的相干探测技术，其发展推动着安全检测和无损检测技术的进步与革新，对保护人们的生命健康、财产安全有着突出的贡献。为了获得更好的成像效果与探测灵敏度，就应在保证获取信号的信噪比符合要求的同时提高对太赫兹信号的探测速度。本文基于渐开线反射面光学延迟线装置，分析了光学延迟线外形参数，对延迟距离为71 mm、延迟时间为236.7 ps的模型进行了仿真。针对旋转反射镜轴心的偏心误差、平面反射镜的安装误差和旋转光学延迟线的出射光斑畸变三个方面进行了误差分析，并讨论了减小误差的方法。为该装置提升时间延迟、获得更加完整的太赫兹光谱，以及进一步提升THz-TDS系统的性能提供理论和仿真基础。
仪器，测量与计量 太赫兹时域光谱系统 渐开线 光学延迟线 延迟时间 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2312004
