为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性，使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS（Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System）和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO2（Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide）的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析，并据此进行了控制系统设计。在此基础上，对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明：该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感，需要加以控制；低负荷下旁通会使压缩机流量上升，需对压缩机流量加以控制；系统在控制方案下能以6% FP（Full Power）·min-1的速度实现0%?100%的负荷变动，且可以在任意负荷水平下运行；甩负荷下系统的波动时间变长，但是仍可达到新的稳态进行工作，且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。
兆瓦级高效紧凑新型核动力系统 开环动态响应 控制系统设计 变负荷运行 New megawatt nuclear power system with high efficiency and compactness Open-loop dynamic characteristics Design of control system Load variation operation
西安邮电大学通信与信息工程学院（人工智能学院），陕西 西安 710121
核方法在机器学习中有广泛的应用。量子计算与核方法结合，可以有效解决经典核方法中当特征空间变大时计算成本随之增加的问题。研究表明，基于核方法构建的最小化量子电路可以可靠地在含噪声的中型量子设备上执行。目前已提出的一些基于量子核方法的分类器在充分映射数据以及电路架构等方面仍存在一定的缺陷。因此，提出了一种基于多项式核函数的紧凑型量子分类器。首先通过引入多项式核函数，提升了非线性数据的分类迭代速率，从而提升了分类效率；在此基础上进一步提出紧凑型振幅编码，将量子态相对应相位的数据标签编码。相比于已有的量子核方法分类器，所提模型的量子电路的编码位数可以从5个量子比特减少到3个量子比特，而且，所提模型将已有方法中的双量子位测量简化为单量子位测量。此外，该模型在测量阶段的量子电路参数达到了最优方差，可以有效节省计算资源开销。实验仿真表明，所提分类器模型中的期望值更接近理论值，且获得了更高的分类精度，同时该模型具有较低的纠缠度，有效降低了整个准备工作的开销。
量子信息处理 核方法 紧凑型振幅编码 纠缠度 激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0927002
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013009
中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄 050051
基于 0.25 μm SiC衬底的 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺，根据有源器件的 Gmax和输出功率密度，选择末级功率器件尺寸并确定其最优阻抗；采用三级放大器，其栅宽比为 1:4:16，实现高功率增益和高效率；利用等 Q匹配技术，把偏置电路融入匹配电路中，实现简单、低损耗和宽带阻抗变换；借助电磁场寄生参数提取技术实现紧凑型芯片版图，尺寸为 2.8 mm×2.0 mm。测试结果表明，偏置条件漏极电压 UD=28 V、UG=-2.2 V，在 2~6 GHz频率范围内，功率放大器增益大于 24 dB，饱和输出功率大于 43 dBm，功率附加效率大于 45%，可广泛应用于电子对抗和电子围栏等领域。
紧凑 功率附加效率 宽带 增益 微波单片集成电路 compact Power Additional Efficiency(PAE) broadband gain Monolithic Microwave Integrated Circuit(MMIC) 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1054
吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管（LD）侧面泵浦激光模块，提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构，包含单个激光模块，几何腔长为88 mm，整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却，在冷却温度为12 ℃条件下，获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出，光?光转换效率为19.6%，斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h，功率波动小于1％，晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院， 福建 厦门 361024
2 北京大学 电子学院， 北京 100871
随着摩尔定律逼近极限，碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)被认为是5 nm以下CMOS晶体管的有力替代者。CNTFET具有准一维结构，栅极可有效控制导电沟道的导通/关断；同时，载流子在沟道内可实现近弹道输运，具有极高的迁移率。因此，CNTFET在低电压环境下，可提供较大的电流传输能力，为实现纳米级超大规模模拟/逻辑电路提供了解决方案。文章综述了CNTFET紧凑模型的发展现状，分析了现阶段面临的漏极电流精确模型、隧穿效应、寄生效应、多纳米管模型等存在的问题，重点探讨了针对这些问题的解决方案。最后对该紧凑模型未来的应用前景进行了讨论。
碳纳米管 漏极电流 隧穿效应 寄生效应 紧凑模型 CNTFET drain current tunneling effect parasitic effect compact model
强激光与粒子束
2023, 35(10): 103001
1 中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051
2 中北大学半导体与物理学院，山西 太原 030051
3 中北大学仪器与电子学院，山西 太原 030051
光功率分配器作为光子集成电路中分束并束的关键器件，要求结构紧凑、宽带、低损耗。基于亚波长光栅（SWG）结构，提出一种分束区域长5 µm、分光比为50∶50的超大带宽低损耗3 dB光功率分配器。仿真结果表明，该光功率分配器在±15 nm的大工艺容差下，TE模式在1.26~2.02 μm波段内（即760 nm带宽）损耗低于0.54 dB。通过电子束曝光、干法刻蚀等工艺在绝缘体上硅（SOI）晶圆上加工制备该光功率分配器，在扫描电子显微镜（SEM）下观察SWG结构的加工误差不超过±10 nm。此外，搭建垂直耦合测试平台，利用可调谐激光器在1496.8~1600 nm波段，对TE模式的损耗与分光比进行测试。结果表明，该波段损耗约为0.3 dB，与仿真结果吻合，分光比误差在5%以内。该功率分配器适用于高速、大容量通信、波分复用（WDM）系统等互联应用场合。
紧凑 宽带 低损耗 光功率分配器 光学学报
2023, 43(22): 2223001
1 西安电子科技大学物理学院，陕西 西安 710071
2 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
3 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室，江苏 苏州 215006
4 中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047
基于绝缘体上硅材料平台，设计并制作了一种结构紧凑的高均匀性硅波导阵列波导光栅，其拥有8个输出通道并且通道间隔为200 GHz。分析了绝缘体上硅材料平台中硅波导的弯曲半径对弯曲损耗和有效折射率的影响。测试结果表明，该器件的插入损耗为19.6 dB，串扰为-15 dB，非均匀性为0.87 dB，3 dB带宽为1.06 nm，结构尺寸仅为294 μm×190 μm。芯片的制作工艺与互补金属氧化物半导体工艺兼容，这使得阵列波导光栅的大批量、低成本生产成为可能，对集成波分复用网络的发展具有重要的意义。
集成光学 阵列波导光栅 结构紧凑 硅基波导 波分复用 中国激光
2023, 50(22): 2219001
