1 中国科学院 上海高等研究院，上海 201210
2 中国科学院大学，北京 100049
基于菲克定律和电子漂移理论，对离子注入和扩散全过程进行深入理论分析，提出了一种高效的任意梯度掺杂分布的实现方法。以实现线性梯度掺杂分布为例，分别通过模拟计算和工艺仿真验证了该方法的正确性。通过该方法，可以精确地计算离子注入能量、注入剂量，以及热扩散需要的时间等工艺参数，进而针对目标掺杂分布设计特定结构的光刻掩模板，只通过一次离子注入，即可制造具有任意分布函数的掺杂区域。应用该方法设计了一个具有梯度掺杂Photodiode的5 μm CMOS图像传感器像素，与同条件下传统工艺的像素进行对照实验，实验结果表明具有梯度掺杂Photodiode的像素内部光生电荷传输效率提升显著；在控制除了Photodiode以外的其他区域结构完全一致的条件下，应用本文方法设计的像素与传统工艺设计的像素相比，在复位阶段对相同栅极电压的响应速度提升了10倍，满阱容量与动态范围提升了20%。
梯度掺杂 像素 CMOS图像传感器 热扩散 电荷转移 Gradient doping Pixel CMOS image sensor Thermal diffusion Charge transfer
1 微纳含能器件工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学化工学院, 江苏 南京 210094
纳米材料具有特殊的化学特性,在光电子、催化、医药、**等领域展现出了广阔的应用前景。激光液相烧蚀法(PLAL)是当前纳米粒子制备领域的研究热点之一,其利用脉冲激光在液相中创造出超高温、超高压的环境,通过改变脉冲激光的波长、脉宽、频率以及溶剂、靶材的种类等,来达到控制纳米粒子形态和尺寸的目的。本文介绍了激光液相烧蚀法的基本原理,综述了激光液相烧蚀法制备金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、合金纳米粒子以及非金属纳米粒子的最新研究进展,总结了纳米粒子制备过程的影响因素和产物的性能。基于国内外研究进展,提出了激光液相烧蚀法制备纳米粒子的改进方向。
材料 纳米粒子 激光液相烧蚀法 基本原理 研究进展
1 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230601
3 安徽至博光电技术有限公司, 安徽 合肥 230088
4 安徽工程大学数理学院, 安徽 芜湖 241000
5 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室, 安徽 淮南 232001
6 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
声传感器和光声池是激光光声光谱技术的核心组件。结合光纤迈克耳孙干涉仪、相位载波解调技术和纵向共振光声池,提出一种共光声池腔的芯轴型空气衬底光纤麦克风。光纤麦克风中的铜毛细管被用作光声池的共振腔,传感臂由10 m长的超细光纤缠绕在铜毛细管上构成,参考臂为5 cm长的短臂且已进行隔声隔振处理。基于结构共振频率稳定的特点,优化光纤麦克风的共振频率,使其略低于光声池的一阶纵向共振频率,以实现准双共振。实验结果表明,麦克风在共振频率为1443 Hz处的最小可检测声压为0.69 μPa/Hz 1/2。在1 kHz处,声压电压响应线性度为99.98%(5 mPa~3 Pa),动态范围为112.52 dB。该光纤麦克风适用于高温、易爆和高电磁干扰等特殊环境下痕量气体的高精度检测。
光纤光学 麦克风 光声光谱 纵向共振光声池 光纤迈克耳孙干涉仪 相位载波解调
1 陆军工程大学训练基地工程装备系, 江苏 徐州 221004
2 北京中科智易科技有限公司, 北京 100084
针对传统拼接技术对图像信息利用率不足的问题,提出一种基于图像与数据双层融合的高光谱图像拼接技术。对于图像层,采用尺度不变特征变换算法对图像进行特征提取,使用欧氏距离确定特征匹配范围,根据坐标转换关系对特征进行匹配,完成图像层的拼接;对于数据层,首先将数据拆分高、低位数据,然后采用加权和法计算数据的新值并对其进行拼接,最后通过位移运算合并高、低位数据,完成数据层的拼接;最后将图像与数据按照BIL方式进行存储,完成图像与数据的双层融合。在某地域进行高光谱图像拼接实验,实验结果表明图像层和数据层的平均拼接精度分别为0.9214和0.9663,说明该技术具有有效性和准确性。
图像处理 高光谱 图像拼接 图像与数据 双层融合 激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0210016
近地面探测技术重点实验室，江苏 无锡 214035
激光光谱技术能够提供炸药的光谱“指纹”信息，具有远距离快速探测能力，近年来得到国内外的广泛关注。重点阐述了激光拉曼光谱和激光诱导击穿光谱应用于远距离炸药探测的基本原理、技术特点和发展现状及趋势，并在此基础上，分析了激光光谱远距离炸药技术的应用前景。
光谱 拉曼光谱 激光诱导击穿光谱 炸药探测 远距离探测 spectroscopy Raman Spectroscopy Laser Induced Breakdown Spectroscopy explosive detection standoff detection 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(1): 54
安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室,安徽 合肥 230039
通过光电反馈电路对掺铒光纤激光器的中低频噪声进行了抑制。根据速率方程理论, 分析了影响掺铒光纤激光器强度噪声的因素,通过电路仿真分析优化反馈电路参数,重点讨论反馈信号的 相位对噪声抑制的影响。实验表明:激光器的低频(小于20 kHz)强度噪声平均降低了10 dB, 中频弛豫振荡峰处(30 kHz附近)抑制达35 dB,并且克服了光电反馈抑制强度噪声使弛豫振荡峰向高频移动, 导致高频噪声增大的问题。优异的噪声特性使光纤激光器在光传感领域具有很高的实用价值。
激光技术 掺铒光纤激光器 强度噪声 光电反馈 laser techniques erbium doped fiber laser intensity noise optoelectronic feedback
第三军医大学西南眼科医院眼科,重庆市,400038
目的 分析准分子激光原位角膜磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK)矫治儿童高度近视性屈光参差术后角膜地形图的动态变化.方法 对35例患儿(6～14岁)36只高度近视性屈光参差眼LASIK术后1、3、6及12个月进行屈光度及角膜地形图的随访.结果 模拟角膜镜度数(simulated keratoscope reading,Sim k)的等效值和球镜屈光度LASIK术后第1个月较术前分别平均减少6.75 D和8.30D,术后3个月之内均表现一定的回退,术后3～6个月部分回退,6～12个月趋于稳定.Sim k的差值与柱镜屈光度的变化相符:术后较术前明显减少,术后各阶段相比较无统计学差异.术后切削区角膜地形图的形态以平滑型居高术后偏心切削占55.56%.结论 LASIK矫治儿童高度近视性屈光参差术后恢复快、疗效可靠,角膜地形图的检查可准确显示术后角膜的形态变化,对手术设计的改进和手术疗效的预测具有重要的临床意义.
高度近视 屈光参差 儿童 角膜地形图 LASIK
目的 评价术前预留屈光度对不同年龄LASIK手术患者术后远期疗效和视觉症状的影响,并比较不同年龄近视患者行LASIK手术后的有效性、可预测性和稳定性,并观察术前预留屈光度对术后长期疗效和近距离工作的影响.方法 对224例(448只眼)近视LASIK手术患者进行回顾性分析.所有病例按年龄分成3组:Ⅰ组(全矫组)205只眼,年龄18～27岁(21.73±2.65岁);Ⅱ组(预留-0.25 D组)147只眼,年龄28～36岁(32.08±2.66岁);Ⅲ组(预留-0.50 D～-0.75 D组)96只眼,年龄36～50岁(39.17±2.84岁).主要观察指标:手术后裸眼视力裸眼远视力、等值球镜屈光度,近距离工作疲劳症状评分主观视觉症状.随访时间≥5年.结果 术后裸眼视力裸眼远视力≥1.0的Ⅰ组有172只眼(83.9%),Ⅱ组有121只眼(82.3%),Ⅲ组有69只眼(71.9%),其中Ⅰ组与Ⅱ组比较差异无显著意义(P＞0.05),Ⅲ组与Ⅰ、Ⅱ组比较差异有显著意义(P＜0.05).术后裸眼远视力≥0.5的Ⅰ组有199只眼(97.2%),Ⅱ组有142只眼(96.6%),Ⅲ组有83眼(86.5%),Ⅰ组与Ⅱ组比较差异无显著性意义(P＞0.05),Ⅲ组与Ⅰ、Ⅱ组比较差异有显著意义(P＜0.05).术后平均等值球镜屈光度:Ⅰ组(-1.08±0.93) D,Ⅱ组(-1.17±0.96)D,Ⅲ组(-1.40±0.85) D,Ⅰ组与Ⅱ组比较差异无显著意义(P＞0.05),Ⅲ组与Ⅰ、Ⅱ组比较差异均有显著意义(P＜0.05).术后5年残余屈光度在-0.5～+0.5 D之间Ⅰ组有117只眼(57.1%),Ⅱ组有87只眼(59.2%),Ⅲ组有29只眼(30.2%);在-1.00～+1.00 D之间Ⅰ组的有187只眼(91.2%),Ⅱ组分别有138只眼(93.9%),Ⅲ组有69只眼(71.9%).术后5年近距离工作疲劳症状评分:Ⅰ组2.10±2.11,Ⅱ组3.02±2.38,Ⅲ组5.94±3.46.Ⅰ组和Ⅱ组相比差异无显著意义(P＞0.05),Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组比较差异均有显著意义(P＜0.05).结论 对年龄较大特别是近距离用眼多的患者,术前预留一定量的屈光度可减轻其术后疲劳感,合适量的预留屈光度并未对不同年龄的患者术后行LASIK手术后都可获得较好的有效性,可预测性和稳定性产生明显影响.
年龄 屈光不正 远长期疗效 LASIK
目的应用准分子激光微切削脉络膜获得视网膜神经上皮及色素上皮联合移植片.方法将PN 1-6广西巴马猪眼球冰浴下祛除巩膜、前节和玻璃体,环钻制成视网膜神经上皮-色素上皮-脉络膜复合体.将复合体脉络膜面向上平铺于直径7 mm圆形明胶片上,置于无菌培养皿中.采用准分子激光鹰视酷眼系统,准分子激光角膜原位磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK)和光治疗性角膜切削术(phototherapeutic keratectomy,PTK)模式发射,切削区域直径为6.5 mm.LASIK模式矫正范围-2.64～-4.44 D;PTK模式切削深度45～75μm.将切削后的标本浸泡于4%多聚甲醛中固定2～3 d,石蜡包埋、切片、HE染色.结果使用LASIK模式矫正-4.44 D相当于PTK模式切削深度67 μm,可见被切削的脉络膜边缘到达RPE基底膜;而使用LASIK模式矫正-3.00D或PTK模式切削45μm时,都仅能祛除脉络膜主体.在判断切削终点上,PTK模式较LASIK模式容易.结论准分子激光切削脉络膜可获得较好的视网膜神经上皮和色素上皮联合移植片,避免了用酶消化对视网膜神经上皮的破坏.LASIK和PTK模式都可以到达所需切削的脉络膜深度,但PTK模式更适合这种取材方法.切削深度的变化应当考虑固定方法、组织的含水量及个体间脉络膜厚度的变化等因素.
激光 脉络膜微切削 视网膜神经上皮-色素上皮联合移植片
目的评价准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)矫治儿童单纯远视性屈光参差的临床疗效.方法采用Summit公司的SVS Apex plus准分子激光系统,对22例远视儿童患者(7～15岁)绝对散光值低于1.25 D的22只眼进行LASIK手术,最大预矫值+6.00 D.术后1个月开始行弱视治疗.随访时间12个月以上.结果术前,球镜屈光度:+5.50～+9.00(+6.25±0.43)D,柱镜屈光度:0.00～-1.25(-0.73±0.33)D,两眼等值球镜屈光度差值:+4.25～7.75(+6.13±0.51)D,裸眼远视力:0.05～0.3(0.12±0.10)D,裸眼近视力:0.1～0.5(0.19±0.14)D,矫正远视力:0.05～0.4(0.20±0.13)D,矫正近视力:0.1～0.6(0.27±0.16)D.术后12月,球镜屈光度:-0.50～+0.75(+1.02±0.51)D,柱镜屈光度:0.00～-1.75(-0.52±0.51)D,两眼等值球镜屈光度差值:0.00～1.75(0.86±0.55)D,平均裸眼远视力:0.1～0.5(0.25±0.13)D,平均裸眼近视力:0.1～1.2(0.53±0.38)D,平均矫正远视力:0.1～0.6(0.29±0.17)D,平均矫正近视力:0.1～1.2(0.56±0.37)D.所有于术眼均未见最佳矫正视力丢失.结论LASIK矫治儿童单纯远视性屈光参差是安全、有效的,可明显减少双眼屈光参差度.术后辅以弱视治疗疗效显著.
远视 屈光参差 儿童 准分子激光原位角膜磨镶术
