期刊基本信息
创刊:
1982年 • 双月刊
名称:
红外与毫米波学报
英文:
Journal of Infrared and Millimeter Waves
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院上海技术物理所,中国光学学会
出版单位:
科学出版社
主编:
褚君浩
ISSN:
1001-9014
刊号:
CN 31-1577/TN
电话:
021-65420850-73206
邮箱:
地址:
上海 玉田路500号,《红外与毫米波学报》
邮编:
200083
定价:
10元/期

本期栏目 2019, 38(6)

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红外与毫米波学报 第38卷 第6期

作者单位
摘要
1 School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 0008, China
2 Hebei Semiconductor Research Institute, Shijiazhuang 050051,China
介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用 GaN HEMT 工艺制备, 实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负载牵引技术实现了放大器与天线之间良好的阻抗匹配.在 100~110 GHz的频带范围内, 功率放大器的平均输出功率为 25.2 dBm, 平均功率附加效率(PAE) 为5.83%.单片太赫兹集成电路具有良好的辐射特性, 芯片的10 dB带宽为 1.5 GHz, 在109 GHz估算的等效各向同性辐射功率 (EIRP) 为 25.5 dBm.
单片太赫兹集成电路技术 氮化镓高电子迁移率晶体管 有源集成天线 辐射方向图 TMIC technology GaN HEMT active integrated antenna radiation pattern 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 683
作者单位
摘要
School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 60054, China
基于几何光学理论和矢量衍射理论,设计了263 GHz DNP-NMR谱仪的改进反射镜系统,并进行了数值模拟.该系统包括两个波纹波导、一个抛物面镜和一个角度可调的相位校正镜.仿真结果表明,获得了聚焦良好的类高斯输出光束,其标量高斯模含量为99.90%,矢量高斯模含量为99.55%.只有通过调整相位校正镜的角度来匹配DNP-NMR样品,才能改变输出光束的方向.当输出光束方向在±15o变化时,标量高斯模含量约为99.57%,矢量高斯模含量约为98.97%.
传输线 相位矫正镜 核磁共振 动态核极化 transmission line phase-correcting mirror nuclear magnetic resonance dynamic nuclear polarization 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 690
作者单位
摘要
1 Key Laboratory of Microwave Remote Sensing, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 0090, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
针对冰云探测设备的预研,详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率,采用两级紧凑微带共振单元(CMRC)本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一,大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明,在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB,在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.
太赫兹混频器 肖特基二极管 四次谐波 紧凑微带共振单元(CMRC) terahertz mixer Schottky diode fourth-harmonic compact-microstrip-resonate-cell 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 695
任梅珍 1,2李骁 1,2张家顺 1,*王亮亮 1[ ... ]安俊明 1,2,*
作者单位
摘要
1 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 00083,China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering,University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
提出了一种基于平面光波导工艺的带有可调定向耦合器的非对称MZI结构.模拟结果显示,当定向耦合器的两个耦合臂的折射率独立改变时,定向耦合器的调制效果较好;当调制电极与耦合区的波导间距为0时,两个耦合臂的温度差达到最大.测试得到,AMZI的插入损耗为2.05 dB,延迟时间为151.4 ps,脉冲对的功率比近似为1.该器件有助于提高集成QKD器件的性能.
非对称MZI干涉仪 热场模拟 量子密钥分发 asymmetric Mach-Zehnder interferometer thermal field simulation quantum key distribution 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 701
王龙 1,2,3尹增山 1,3,*孔鑫玮 1,3石神 1
作者单位
摘要
1 Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Innovation Academy for Microsatellite of Chinese Academy of Sciences. Shanghai 201210, China
星间激光通信具有传输速率高、传输距离远、抗干扰能力强的优点,已成为卫星组网的重要趋势.星间激光网络存在高移动、点对点、波束窄等特点,已有的自由空间网络(FSO)拓扑控制策略应用于星间激光通信,存在计算复杂度高、网络延迟大的不足,无法满足星间激光组网需求.文中提出了一种基于代数连通度的星间激光组网动态拓扑控制方案,通过分布式构建卫星网络连通图与网络增强方法,实现网络动态重构,并通过基于矩阵摄动理论的相关方法,降低了网络动态重构计算复杂度.该方案具有分布式、自组织、近实时的优点,可满足空间激光通信网络的动态拓扑控制需求,提高卫星快速响应能力.
激光通信 动态拓扑控制 代数图论 卫星网络 laser communication dynamic topology control algebraic graph theory satellite networks 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 706
作者单位
摘要
School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 00044, China
介绍了一种可以在一些特殊的频率选择表面上激发额外的反对称模式的紧凑阵列设计. 基于这种设计,本文提出了一种角度无关的宽带太赫兹(THz)带阻滤波器. 紧凑十字架阵列由两层十字架金属阵列组成,其中第二层金属十字架的中心与第一层四个金属十字架单元的中心对齐. 数值结果显示紧凑阵列可以激发出一种额外的谐振模式. 与传统的周期设计相比,基于紧凑阵列的滤波器在带宽、通带平坦度和阻带衰减均有很大的性能提升. 提出的滤波器具有良好的滤波能力,其在1.2 THz的中心频率处具有0.75 THz的10 dB带宽且在0°~60°的范围内对角度不敏感. 此外,紧凑阵列可以被拓展运用到多种不同的结构,如耶路撒冷十字架结构,I型以及II型等结构.
太赫兹滤波器 频率选择表面 紧凑阵列 角度无关 反对称模式 terahertz filter frequency selective surface compact array angle independent anti-symmetric mode 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 716
作者单位
摘要
School of Science, Minzu University of China, Beijing 0008, China
亚波长尺寸介质光栅作为一种特殊的周期性结构已经在滤波器、反射器、耦合器和传感器等方面取得了重要的进展,其中非均匀光栅具有极大的设计自由度,使其可以在太赫兹波段具有宽频带、高反射的特点,而且不同的光栅常数和填充因子会引起光栅光谱的频移,从而实现选频反射.文章设计并加工了一种非均匀硅基光栅,并利用反射式太赫兹时域光谱系统测试其反射特性并对其选频特征进行有限元分析.结果表明该非均匀硅基光栅太赫兹选频反射器不但具有频带宽、反射率高等优点,还具有结构简单、体积小、易于加工制作和工艺容差大等特征.
太赫兹 光栅 反射器 选频 terahertz grating reflector frequency selective 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 733
作者单位
摘要
1 Engineering College, Zhejiang Normal University, Jinhua 32000, China
2 State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 11189, China
3 IHP, Microelectronics, Frankfurt Oder, 1526, Germany
4 Heinz Nixdorf Institute , Paderborn University, 33102, Germany
介绍了一种应用于气体频谱分析传感器的低功耗245 GHz次谐波接收机,该接收机具有低功耗、高线性度和高集成度的特点.该接收机由四级共基极低噪声放大器、二次次谐波无源反接并联二极管对(APDP)混频器、120 GHz推推型压控振荡器-分频器链路、120 GHz功率放大器和中频放大器构成,采用了特征频率为300 GHz、最大振荡频率为500 GHz的锗硅BiCMOS工艺实现.该接收机芯片实现了10.6 dB的转换增益和13 GHz的带宽,噪声系数为20 dB, 输入1dB压缩点仿真结果为-9 dBm,接收机如果不包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为99.6 mW,接收机包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为312 mW.
次谐波接收机 锗硅BiCMOS工艺 低功耗 共基极低噪声放大器 二次次谐波无源反接并联二极管对混频器 中频放大器 245 GHz 245 GHz subharmonic receiver SiGe BiCMOS technology low power common base LNA 2nd passive APDP SHM intermediate frequency (IF) amplifier 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 739
作者单位
摘要
Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 30033, China
为了满足微弱背向拉曼光谱信号的高分辨率、宽波段探测,设计并搭建了一台光栅拼接型的宽波段高分辨率空间外差拉曼光谱仪MGSHRS实验平台,对仪器的视场展宽,进行了光谱定标,完成了对拉曼样品的宽波段背向散射拉曼探测.该系统的实际光谱分辨率为3.37 cm-1,总的光谱探测范围为5 841 cm-1,实验结果证实该技术对于高通量、宽波段、高分辨的拉曼光谱测量展现出极好的应用潜能.
拉曼与光学光谱 激光应用 光学仪器与设备 干涉仪 Raman and optical spectroscopy laser applications optical instruments and equipment interferometers 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 758
作者单位
摘要
1 Chengdu Meteorological Bureau, Chengdu 6007, China
2 Plateau Atmosphere and Enviroment Key Laboratory of Sichuan Province, School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 6105, China
对第三次青藏高原大气科学试验的Ka波段毫米波云雷达功率谱和雨滴谱仪资料提出了数据处理和质量控制方法,并计算了常用物理量和国内运用很少的物理量(谱偏度、谱峰度、粒子平均下落末速度、大气垂直速度).应用这些物理量对2015年7月16日青藏高原(那曲)一次对流云-降水的垂直结构和微观物理过程进行了研究分析.结果表明:(1)青藏高原地区的降霰对流云在16:00-17:00发展到最强,具有和低海拔地区冰雹云相类似的结构;(2)同一对流云中,地面降霰前后,谱偏度由“正-负-正-负”结构变为负偏度为主,谱峰度由负值转为零值附近,云内粒子更趋于球形;(3)对流云中,强上升气流(≥6 m/s)贯穿-17~-7 ℃的过冷水层,冰晶与过冷水撞冻和淞附增长形成较大的霰,反之,上升气流较弱(≤4 m/s),淞附增长较弱,霰粒子较小;(4)对流云中,冰晶和霰的融化出现在环境0℃层上方的300 m区域内.
毫米波雷达 功率谱 垂直结构 微观物理过程 millimeter-wave radar power spectrum vertical structure microphysical processes graupel  
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 777
俞伟伟 1,2卢玥 1彭芳 1潘晓航 1[ ... ]戴宁 1,*
作者单位
摘要
1 State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收,在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构,可以实现1-10 μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析,我们认为该吸收器高频的吸收峰,主要来源F-P共振干涉增强吸收;而低频红外波段的吸收峰,主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小,可以有效地调节两个吸收峰的位置.
超材料 近完美红外超吸收 表面等离子体共振 F-P共振 metamaterials nearly perfect infrared absorption localized surface plasmons resonance 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 790
刘超 1,2侯影 1,3傅剑宇 1,2,3,*刘瑞文 1,**[ ... ]陈大鹏 1,2,3
作者单位
摘要
1 Integrated Circuit Advanced Process R&D Center, Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 00029, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Wuxi Innovation Center for Internet of Things, Wuxi 214028,China
红外热探测器的热学参数包括热容、热导、热响应时间,反应了结构信息和器件性能。精确有效地获得这些参数,对探测器的结构优化与性能评估具有指导意义。二极管型红外热探测器是红外热探测器的主要类型之一。基于二极管型红外热探测器的自热效应,提出了一种热学参数的电学等效测试方法,具有测量精度高且实现简单的特点。并对自制的一款二极管型红外焦平面阵列像元进行了测试,测试结果与理论分析相符,验证了方法的可行性。
红外热探测器 二极管 电学等效测试 热学参数 infrared thermal detector diode electrical equivalent test thermal parameters 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 798
作者单位
摘要
1 Xi’an Key Laboratory of Computational Imaging, Xidian University, Xi’an 7007, China
2 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
针对凝视型红外成像告警设备中对场景目标进行大视场广域搜索与小视场精确识别一体化的应用需求,设计了一种基于共心球透镜的大视场高分辨率红外变焦成像系统.该系统采用由多层共心球透镜和可连续变焦的独立次级小相机阵列级联而成的二次成像结构,能够有效实现大视场高分辨率无畸变成像.此外,采用全动变焦设计的独立次级小相机阵列在对搜索到的目标进行探测、识别和跟踪的一体化检测的同时保持像面稳定,实现对成像场景的分区域管理.设计结果表明,该红外成像系统在全变焦范围内的调制传递函数(MTF)曲线均接近衍射极限,且变焦曲线平滑,避免了变焦过程中卡滞、冲击等不利现象的产生,能有效实现大视场监测及小视场识别的功能.
光学 大视场成像 共心球透镜 全动变焦 目标探测与识别 红外系统 optics wide field of view (FOV) imaging concentric spherical lens full-motion zoom target detection and identification infrared system 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 805
邵保泰 1,2,3汤心溢 1,3,*张宁 1
作者单位
摘要
1 Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Key Laboratory of Intelligent Infrared Perception, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 20008, China
在红外超分辨率成像应用中,提高主观视觉效果有着很现实的需求.当前基于深度学习的图像超分辨率重建方法大多以客观评价指标为损失函数进行训练和优化,主观评价方法因量化困难而难以应用,为此本文着重研究了主观评价和各种可量化的客观评价指标的相关性,发现相位一致性特征与主观评价结果关联度高.据此设计了基于主客观联合评价的损失函数,应用于红外图像超分辨率重建算法,实验表明,在保持客观质量评价的同时,更好地提高了图像的主观视觉效果.
超分辨率重建 红外图像 主客观联合评价 损失函数 super-resolution reconstruction infrared image subjective and objective joint evaluation loss function 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 813
杨锦发 1,2晏磊 1赵红颖 1,2,*陈瑞 1[ ... ]施柏鑫 3,*
作者单位
摘要
1 Beijing Key Laboratory of Spatial Information Integration and 3S Application, Peking University, Beijing 0087, China
2 Institute of Remote Sensing and Geographic Information System, School of Earth and Space Science, Peking University, Beijing 100871, China
3 National Engineering Laboratory for Video Technology, Peking University, Beijing 100871, China
对于表面光滑、低纹理的目标,传统基于多视几何重建的算法难以获得理想的结果,利用偏振信息来重建这类物体是便捷有效的方法之一.然而单纯利用偏振信息进行三维重建存在歧义性等问题,难以获得理想的结果.以粗糙深度图作为先验信息可解决歧义性问题.先对偏振相机与深度相机标定并配准图像,由粗糙深度图获得的法向量辅助纠正偏振方位角歧义,再利用纠正的法向量与粗糙深度图积分融合,从而获得较高精度的物体三维表面.
三维重建 低纹理物体 偏振 图像融合 3D reconstruction low-texture object polarization image fusion 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 819