作者单位
摘要
1 航宇救生装备有限公司,湖北 襄阳 441003
2 安徽大学物理与光电工程学院,安徽 合肥 230601
针对光声光谱系统本底噪声限制问题,以圆柱形声共振器作为研究对象,开展了双共振腔光声池设计,并将共振光声光谱和差分探测原理相结合,建立了一套基于近红外半导体激光器的高灵敏度激光光谱气体探测系统。以空气中的水汽(H2O)分子作为检测对象,结合高灵敏度波长调制二次谐波探测方法,对建立的差分式共振光声光谱系统进行了理论分析和实验评估。艾伦方差分析结果显示,系统可实现几个10-6量级水汽分子浓度的高灵敏度检测。相较于传统单通道光声探测模式,所提出的差分探测式共振光声光谱探测技术可有效提升系统的稳定性和检测灵敏度,最佳信号平均时间可提高2倍。
光谱学 光声光谱 差分探测 共振效应 气体检测 
中国激光
2024, 51(5): 0511004
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北石家庄 050051
2 固态微波器件与电路全国重点实验室, 河北石家庄 050051
介绍了一款基于 GaAs肖特基二极管单片工艺的 220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。为提高输出功率, 倍频器采用多阳极结构, 8个二极管在波导呈镜像对称排列, 形成平衡式倍频器结构。采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题, 提高了倍频器的转换效率和工作带宽。对设计的倍频器进行流片、装配和测试, 测试结果显示: 倍频器在 204~ 234 GHz频率范围内, 转化效率大于 15%; 226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为 90.5 mW, 转换效率为 22.6%。设计的 220 GHz倍频器输出功率高, 转化效率高, 工作带宽大。
倍频器 太赫兹 肖特基二极管 结电容 单片 frequency doubler tearhertz Schottky barrier diode junction capacitance Microwave Monolithic Integrated Circuit 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1080
贾锐 1许靖 2张振伟 1,2,*黄辉 3[ ... ]赵跃进 2
作者单位
摘要
1 首都师范大学 物理系,北京 100048
2 北京理工大学 光电学院,北京 100081
3 北京芯宸科技有限公司,北京 100029
4 北京航天计量测试技术研究所,北京 100076
伴随着6G 通信的发展,雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展,获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR 迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数,分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz 频段(Y 频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f 准光系统,实现散射参数S 2 1 的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S 2 1 之间的关系式, 利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱,与其他文献报道的结果一致,验证了系统和方法的有效性。
复介电常数 矢量网络分析仪 迭代法 太赫兹 自由空间法 complex permittivity Vector Network Analyzer iterative method terahertz free space method 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 759
作者单位
摘要
1 浙江大学 海洋学院 光通信实验室,浙江 舟山 316021
2 中航光电科技股份有限公司,河南 洛阳 471000
水下无线光通信(UWOC)是一种新兴的高速水下通信技术,因其拥有传输带宽高、抗电磁干扰能力强、功耗低和体积小等优点,在学术界和工业界逐渐引起广泛关注。尽管光作为信息载体在水下传输时存在较大衰减,但其传输距离仍然可达百米级别,足以满足传感器数据传输的距离要求。然而,目前UWOC技术仍处于早期发展阶段,大部分UWOC系统的实验仅在实验室水箱开展,且性能测试方法各不相同,缺乏统一的性能测试模型和方法。为更客观地评估UWOC系统的性能,文章尝试提出UWOC系统的一般测试方法,建立测试模型,并总结系统评价指标,以促进UWOC技术的发展。
水下无线光通信 测试模型 评价指标 测试方法 水下测试 UWOC testing model evaluation indicators testing method underwater testing 
光通信研究
2023, 49(4): 42
作者单位
摘要
华东师范大学 通信与电子工程学院,上海 200241
针对自由空间光(FSO)通信系统易受大气湍流效应影响的问题,为降低系统在饱和湍流情况下的误码率(BER),并且考虑到实际工程中需要在有限信噪比(SNR)下得到最大的分集增益,需要对系统的分集性能进行研究,以得到分集增益与SNR和系统链路数量等参数的关系。文章选择采用多输入多输出(MIMO)技术,设计了基于正交振幅调制(QAM)的MIMO-FSO通信系统,分析了系统在负指数分布信道模型下的性能表现,推导出系统的BER计算公式与分集增益相关参数(如分集阶数(DO)、分集阶数增量(IDO)和收敛速度(SOC)等)的闭式表达式,并利用数学软件Matlab进行仿真实验,通过蒙特卡洛仿真来验证所推导公式的准确性。仿真结果表明,MIMO技术在不增加发射功率和接收孔径面积的情况下,可以大幅度降低FSO通信系统的BER,且在饱和湍流信道下,系统链路数量越多或湍流强度越低时,DO随SNR增长到理论最大值的速度越快。MIMO技术有效地抑制了大气湍流对系统的负面影响,大幅提高了系统性能。在条件允许的情况下,尽量使用多的发射机和接收机可以使得系统在有限SNR下获得的分集增益更高,但是也需要考虑到实际工程中的部署成本和安装难度来选择合适的链路数量。
自由空间光通信 正交振幅调制 多输入多输出技术 误码率 分集阶数 FSO communication QAM MIMO technology BER DO 
光通信研究
2023, 49(5): 23
Author Affiliations
Abstract
1 Optical Communication Laboratory, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
2 Hainan Institute of Zhejiang University, Sanya 572000, China
3 Key Laboratory of Ocean Observation-Imaging Testbed of Zhejiang Province, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
This paper presents an improved method for imaging in turbid water by using the individual strengths of the quadrature lock-in discrimination (QLD) method and the retinex method. At first, the high-speed QLD is performed on images, aiming at capturing the ballistic photons. Then, we perform the retinex image enhancement on the QLD-processed images to enhance the contrast of the image. Next, the effect of uneven illumination is suppressed by using the bilateral gamma function for adaptive illumination correction. The experimental results depict that the proposed approach achieves better enhancement than the existing approaches, even in a high-turbidity environment.
quadrature lock-in discrimination clear vision scattering retinex uneven illumination 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101102
作者单位
摘要
1 长春理工大学 计算机科学技术学院,吉林长春30022
2 长春理工大学 人工智能学院,吉林长春1300
3 长春理工大学 中山研究院,广东中山52840
为有效解决高精度视觉定位测量系统中激光随机散斑导致的光斑质心定位精度降低问题,对散斑机理及抑制方法进行研究。从激光光斑的成像过程分析了激光随机散斑出现的原因,并推导出空间中任意一点总波扰表达式。建立了成像介质吸光性、粗糙度和表面出射光信噪比与随机散斑强度的关系模型,得出增加成像介质粗糙度和吸光性来提高出射光信噪比,进而降低随机散斑强度的结论。通过改变成像介质的物理特性进行对比实验,获得光斑质心位置稳定性随成像介质物理特性变化的趋势,验证了关系模型的正确性。实验结果表明,当激光功率为50 mW时,选取吸光性强、粗糙度与厚度适中的成像介质作为成像靶面,激光光斑质心的提取精度稳定在0.04个pixel之内,实现了对激光散斑的抑制,提高了光斑质心的定位精度。
激光光斑 动态散斑 光的散射 分子运动论 微表面模型 laser spot dynamic speckle scattering of light molecular motion theory microfacet model 
光学 精密工程
2023, 31(13): 1900
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
Broad-spectrum absorption and highly effective charge-carrier separation are two essential requirements to improve the photocatalytic performance of semiconductor-based photocatalysts. In this work, a fascinating one-photon system is reported by rationally fabricating 2D in-plane Bi2O3/BiOCl (i-Cl) heterostructures for efficient photocatalytic degradation of RhB and TC. Systematic investigations revealed that the matched band structure generated an internal electric field and a chemical bond connection between the Bi2O3 and BiOCl in the Bi2O3/BiOCl composite that could effectively improve the utilization ratio of visible light and the separation effectivity of photo-generated carriers in space. The formed interactions at the 2D in-plane heterojunction interface induced the one-photon excitation pathway which has been confirmed by the experiment and DFT calculations. As a result, the i-Cl samples showed significantly enhanced photocatalytic efficiency towards the degradation of RhB and TC (RhB: 0.106 min−1; TC: 0.048 min−1) under visible light. The degradation activities of RhB and TC for i-Cl were 265.08 and 4.08 times that of pure BiOCl, as well as 9.27 and 2.14 times that of mechanistically mixed Bi2O3/BiOCl samples, respectively. This work provides a logical strategy to construct other 2D in-plane heterojunctions with a one-photon excitation pathway with enhanced performance.
photocatalysis CAU-17 Bismuth oxyhalides one-photon excitation pathway 2D in-plane heterojunction 
Journal of Semiconductors
2023, 44(5): 052701
作者单位
摘要
清华大学机械工程系,北京 100083
三维重建在自动驾驶、元宇宙等工业领域有着重要的应用前景。其中,透明刚体的三维重建由于其复杂的成像规律在重建过程中存在一定挑战。本综述回顾了透明刚体的三维重建技术,重点介绍了基于优化可视外壳的方法和基于深度学习的方法,讨论了基于可视外壳重建的原理和各类优化方法,还讨论了基于深度学习的RGB-D深度补全和多视图方法,并介绍了目前透明物体的数据集,最后对可能的发展方向进行了讨论和展望。
三维重建 透明物体 可视外壳 深度学习 
激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811004
作者单位
摘要
1 中铁二十五局集团第五工程有限公司, 青岛 266101
2 同济大学材料科学与工程学院, 上海 201804
为顺应当今建筑工业化和固废资源化趋势, 工程界提出了采用真空去水压制成型新工艺, 以实现机制砂混凝土的高效预制生产。本文研究了真空去水压制成型时间对不同初始水灰比(W/C)机制砂混凝土性能的影响, 结果表明: 与天然砂混凝土相比, 真空去水压制能更显著提升机制砂混凝土的强度, 主要是由于在高密实成型条件下, 机制砂充分发挥了嵌锁效应, 经真空负压-0.07 MPa及压制15 MPa处理100 s后, 机制砂混凝土初始W/C从0.58降低至0.32, 抗压强度提升了44.6%, 延长处理时间性能提升效果减弱, 尤其是对W/C较小的混凝土; 压汞测孔(MIP)发现真空去水压制后混凝土硬化体孔隙率大幅降低, 尤其是大于50 nm的有害孔, 与压制前相比, 其比例下降均超过70%, 孔径分布得到了改善, 且水化程度均提高至0.6以上; 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表明, 经真空去水压制处理后, 混凝土内硬化浆体变得更密实, 定向排列的针状钙矾石及片状Ca(OH)2含量减少, 而界面过渡区(ITZ)黏结性能提高。采用真空去水压制成型机制砂混凝土, 符合现代预制混凝土构件生产的绿色、节能、环保发展要求。
机制砂混凝土 预制构件 真空去水 压制 孔结构 微观组织 machine-made sand concrete precast member vacuum water-removal compression pore structure microstructure 
硅酸盐通报
2023, 42(2): 478

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