作者单位
摘要
无锡华普微电子有限公司无锡 214000
实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的方法会导致双GM计数管在量程交叠区域内线性拟合度较低。为了提高双GM计数管在测量量程交叠区域内的线性度,提出了一种量程控制测量方法。该方法将测量范围划分为低量程、中量程以及高量程三个区间,并且还可在三个测量量程之间进行快速自动切换,其中在中量程测量中,分别将两个GM计数管获得的数据进行加权处理。采用241Am源和60Co源进行双GM计数管探测器电路测试,初步测试结果表明:设计的双GM计数管探测器可实现在三个测量量程区间内快速自动切换。同时,双GM计数管在剂量率交叠区域1 000~10 000 μGy·h-1中的线性拟合度得到改进,使得在251~25 130 μGy·h-1的测试范围内,双GM计数管的测量线性度提高至0.999 1,有效地提高了双GM计数管的整体测量线性度。
双GM计数管 量程切换 交叠区域 Dual Geiger Miller counter tubes Range switch Overlapping region 
核技术
2024, 47(2): 020402
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室,西安 710024
针对兆伏每米(MV/m)强脉冲电场的测量需求,设计并研制了基于集成光学的共路干涉仪(CPI)小体积宽带脉冲电场传感器。基于电光效应及电光调制原理,建立了传感器的幅度和频率响应传递函数,分析了集成光学探头的接收特性,并推导了探头灵敏度和带宽随波导长度的关系。设计了适用于MV/m量级脉冲电场测量的纯光学非金属CPI传感器,提出了利用晶体宽度对测量灵敏度调控的方法,使得设计的半波电场提高了2倍以上。研制的无源探头体积小于20 mm×10 mm×5 mm、理论带宽大于4 GHz、最大测量幅度大于1.2 MV/m。研制的传感器在高空电磁脉冲(HEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)及脉冲功率等领域具有应用前景。
共路干涉仪 脉冲电场 集成光学 传感器 电光效应 common path interferometer pulsed electric field integrated optics sensor electro-optical effect 
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043011
张颖 1,2徐忠峰 2王兴 2任洁茹 2[ ... ]张小安 1,3,*
作者单位
摘要
1 咸阳师范学院离子束与光物理实验室,陕西 咸阳 712000
2 西安交通大学物理学院,陕西 西安 710049
3 中国科学院近代物理研究所,甘肃 兰州 730000
用动能为1360 keV的129Xeq+q=17,20,23,25,27)高电荷态离子分别入射到金属Al和Ti固体靶表面,测量高电荷离子与表面相互作用过程中离子俘获表面电子完成中性化所形成的激发态Xe原子和低电离态Xe离子退激辐射的近红外光谱线(800~1700 nm),以及靶原子被离化激发、退激辐射的光谱线。实验结果表明:高电荷态离子入射金属表面的过程中,携带的势能在飞秒量级的时间内沉积到靶表面,使靶原子离化激发,较强的库仑势能可使靶原子形成高离化态和复杂的电子组态、退激辐射光谱线。随着入射离子的电荷态增加,测量谱线的强度增大,该变化趋势与入射离子的势能随电荷增加的变化趋势大体一致,说明经典过垒模型在近玻尔速度能区是成立的。
原子与分子物理学 高电荷态离子 经典过垒模型 禁戒跃迁 近红外光谱 
光学学报
2024, 44(7): 0702001
作者单位
摘要
1 无锡学院 江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心,无锡 214105
2 南京信息工程大学 电子与信息工程学院,南京 210044
1 550 nm垂直腔面发射激光器具有良好的人眼安全性和透射性,但实现其高效率和高功率输出一直是难以解决的问题。以1 550 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器为研究目标,对不同结构、不同氧化孔径与输出特性关系进行仿真分析。随着氧化孔径增加,垂直腔面发射激光器芯片的激射波长发生红移现象,但氧化孔径从14 μm继续增大时,激射波长几乎不红移。对两种不同氧化限制结构的芯片进行仿真,输出功率和转换效率对比结果表明单氧化层结构性能更好。在设计多结垂直腔面发射激光器时考虑有源区之间是否增加氧化层,最终发现两种氧化限制结构均在9 μm孔径时具有较高的输出功率,单层结构100 mA时的输出功率约为177.55 mW,同时斜率效率也高达1.79 W/A,最大功率转换效率为10 μm孔径时的37.7 %,多层结构斜率效率更高达2.36 W/A。氧化限制型结构在多结垂直腔面发射激光器基础上进一步提升功率、效率等参数,可为高功率1 550 nm垂直腔面发射激光器的输出特性优化提供参考。
垂直腔面发射激光器 红移 氧化限制型 多结 功率转换效率 Vertical-cavity surface-emitting lasers Red-shift Oxide-confinement Multi-junction Power conversion efficiency 
光子学报
2024, 53(1): 0114003
作者单位
摘要
无锡学院 江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心, 江苏 无锡  214105
辐射标定因子作为半导体激光器的重要物理参数,在揭示器件性能方面一直扮演着重要角色。本文提出了一种测量辐射标定因子的实验方法,利用这一方法开展了对980 nm InGaAs/GaAs量子阱结构的辐射特性研究。该方法通过收集InGaAs/GaAs边发射结构两侧辐射的光致发光(PL)光谱,利用构建的理论公式,获得了该结构在不同注入载流子浓度下的辐射标定因子,均值波动范围约为7.16×1010 ~ 3.36×1011 W-1·eV-1·s-1。最后利用固体模型理论和载流子填充规律对该结果进行了分析,揭示了该结构在不同热平衡状态下的非平衡载流子能带填充水平,以及电子和空穴准费米能级的变化规律。该项研究提出了一种测量辐射标定因子的新方法,在揭示发光材料辐射机制和推动激光器发展方面具有较重要研究价值。
InGaAs/GaAs 辐射标定因子 光致发光光谱 能带填充水平 InGaAs/GaAs emission scaling factor photoluminescence spectra band-filling effect 
发光学报
2023, 44(12): 2258
作者单位
摘要
贵州民族大学 物理与机电工程学院,贵州 贵阳 550025
利用基于光学记忆效应的单帧散斑自相关方法,研究了光透过随机散射介质的快速成像。短的相机曝光时间内的高质量快速成像需要尽可能消除影响成像质量的因素。通过引入旋转散射片来消除光束的空间相干性,避免相干噪声对成像质量的影响。光斑对比度可衡量光束的空间相干性被消除的效果,影响光斑对比度数值的主要因素有三个:旋转散射片介质颗粒度即目数、转速、相机曝光时间。实验分析了220目数和600目数两种旋转散射片和不同转速、相机不同曝光时间的情况。结果表明,转速提高和相机曝光时间的增加均使得光斑对比度下降并提升散斑相关成像质量,相机曝光时间超过一定值后,光斑对比度和成像相关系数随散射片转速和曝光时间的变化相对较小。因此对于相机曝光时间短的单帧散斑快速成像,选择最合适的散射片转速对高质量成像非常重要。通过优化算法来提升成像质量。根据对光学传递函数约束的迭代算法,无需利用目标的先验信息即可恢复系统的点扩展函数,该点扩展函数适用于不同形状、不同大小的目标,结合单帧散斑自相关算法可实现快速成像,与仅使用单帧散斑自相关算法的情况相比成像质量显著提升。
散射成像 快速成像 点扩展函数 相位恢复算法 旋转漫射器 scattering imaging rapid imaging point spread function phase retrieval algorithm rotating diffuser 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230345
作者单位
摘要
1 中国人民解放军91439部队, 大连116041
2 中国人民解放军91251部队, 上海 200940
水下爆炸冲击载荷通常包括冲击波载荷和气泡脉动载荷, 冲击波和气泡载荷联合作用的结构整体损伤问题一直是舰船设计领域研究的热点。通常认为冲击波载荷对结构影响以局部损伤为主, 而气泡脉动载荷对结构影响以整体损伤为主。水下爆炸载荷实际毁伤舰船的过程往往是两种载荷共同作用的结果, 很难量化两种毁伤元素对舰船的毁伤贡献。为了研究两种载荷对舰船的毁伤效应, 采用变截面箱型梁模拟水面舰船结构, 对其在水下爆炸冲击载荷作用下的响应过程进行试验研究。实验工况设计既考虑了距离对冲击波作用影响, 也考虑了最大化气泡能作用的条件。结果表明受近场爆炸载荷作用, 近水面箱型梁结构形成塑性铰, 导致爆炸载荷传递到梁结构的能量主要转化为塑性铰的变形能。结构的动态应变响应从箱型梁中部到端部逐渐减小, 且残余塑性变形主要发生在结构中部附近, 箱型梁上表面采用的具有连续性大开口模式导致甲板边板及上部塑性变形较船体底部大。本文研究成果可对开展舰船设计提供一定的借鉴意义。
水下爆炸 应变响应 箱型梁 underwater explosion strain response ship hull girder 
爆破
2023, 40(3): 225
作者单位
摘要
1 长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
3 吉林珩辉光电科技有限公司,吉林 长春 130022
光电跟踪系统在运行中受到摩擦力矩的影响导致在跟踪过程中产生抖动以及爬坡等现象,严重影响跟踪精度。为提升跟踪精度,结合Stribeck摩擦力矩提出一种最小二乘法与粒子群算法(PSO)结合辨识的方法,建立摩擦模型并使用扰动分离自抗扰(DSADRC)算法进行补偿。首先对转台系统进行建模,分析摩擦对系统的扰动;其次根据Stribeck摩擦模型的特点通过恒转速—力矩实验测得数据,使用最小二乘法与粒子群算法对力矩数据进行辨识,建立起Stribeck模型并将模型等效进系统中;最后使用扰动分离自抗扰控制算法对摩擦模型进行补偿。实验结果表明:最小二乘法与粒子群算法相结合辨识得到的摩擦模型与实测数据之间的平均误差为3.4%,扰动分离自抗扰在单边最大速度误差方面相较于PID控制与经典自抗扰控制分别下降了77.72%和58.78%,在摩擦力矩抑制方面与PID控制和经典自抗扰控制相比分别提升了73.59%和60.59%。
光电跟踪系统 Stribeck摩擦模型 最小二乘法 粒子群算法 扰动分离自抗扰 photoelectric tracking system Stribeck friction model least squares method particle swarm optimization disturbance separation active disturbance rejection control 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230151
作者单位
摘要
1 兰州理工大学理学院物理系, 甘肃 兰州 730050
2 西北师范大学物理与电子工程学院, 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室, 甘肃 兰州 730070
3 兰州城市学院电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
简要回顾了早期闪电光谱的研究, 分两个阶段综述了近二十年来国内外闪电光谱研究的最新进展。 在20世纪60年代和70年代初, 利用胶片相机获取的闪电光谱虽有诸多不足之处, 但仍然取得了很多非常重要的研究成果, 既为后期闪电光谱的研究奠定了坚实的基础, 也指明了发展方向。 2001年以来, 国内首先利用普通数码摄像机组装成无狭缝光栅摄谱仪开始开展闪电光谱研究。 普通数码摄像机虽然解决了胶片相机存在的问题, 但拍摄速度较慢(50帧·s-1), 只能研究闪电回击通道在该时间范围内的整体性质。 尽管如此, 这些工作又一次推动了闪电光谱研究的发展, 国际范围开始关注闪电光谱研究。 Warner等于2011年用高速摄像机组装的无狭缝光谱仪记录到了云-地闪电梯阶先导的光谱, 大幅度提高了拍摄速度(10 000帧·s-1)。 2012年以来, 国内也开始利用以高速摄像机作为记录系统集成的无狭缝光栅摄谱仪捕获闪电光谱, 用更高时间分辨率对闪电通道不同阶段的辐射光谱开展了大量研究, 并取得了多项引人瞩目的成果, 主要包括自然闪电的梯级先导、 直窜先导和回击以及球状闪电和闪电通道核心的光谱研究。 2017年, Walker报道了时间分辨率为1.5 μs左右、 波长范围分别为380~620和620~870 nm的人工触发闪电起始阶段、 直窜先导、 回击和连续电流阶段的光谱, 但因拍摄范围太小, 获取的只是闪电通道某一局部的光谱。 由此可知, 如何获取更高时空分辨率的光谱资料是闪电光谱研究领域急待解决的问题。
闪电光谱 高速摄谱仪 球状闪电 闪电通道核心 Lightning spectrum High speed spectrograph Ball lightning Lightning channel core 
光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1661
作者单位
摘要
北京交通大学光电子技术研究所, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
硫量子点(SQDs)作为一类新的非金属元素量子点, 不但具有绿色环保无毒的优点, 而且制备简单、 成本较低、 溶解性好、 光致发光(PL)特性稳定, 引起了量子点领域研究人员极大的兴趣, 在纳米电子学、 光学、 催化化学、 生物医学以及传感器等领域都有较好的应用前景。 目前有关硫量子点的研究主要集中在硫量子点的合成及提高光致发光性能方面, 同碳量子点类似, 这类量子点在紫外灯的照射下也可以显示不同颜色的光, 但绿色荧光性能还需进一步提高。 该研究主要采用超声辅助处理液相反应等方法来制备硫量子点, 采用正十二硫醇(1-Dodecanethiol)的长链硫醇分子来提供硫源, 利用一步法高温(240 ℃)加热, 在很短的时间内(2 h)成功合成了蓝色单质硫量子点(SQDs), 并对合成的量子点进行了荧光光谱(PL)、 吸收光谱(Abs)、 拉曼光谱、 红外吸收光谱、 元素分析和形貌分析的表征。 由实验可以看出, 硫量子点从550 nm就开始逐渐出现吸收, 主要是由于量子点表面缺陷多所致; 在450 nm处出现明显的吸收边, 对应能带吸收; 在372 nm处的吸收, 归结为量子点中存在S2-8所导致的吸收。 在330 nm激发下, 所合成的量子点呈现出明显的蓝光, 主发射峰位于450 nm处, 主半峰宽大约50 nm。 而后分别改变反应温度和反应时间来合成不同量子点, 实验发现随着反应温度的升高和反应时间的延长, 所合成的硫量子点(SQDs)在330 nm激发下均呈现出从蓝色到黄绿色的变化, 荧光光谱(PL)发射峰主峰波长分别位于400、 450和525 nm, 合成的硫量子点(SQDs)的发光量子产率(PLQY)可以达到1.48%。 此外, 我们利用合成的硫量子点(SQDs)首次制备电致发光器件, 结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK/SQDs/ B4PyMPM/LiF/Al, 并测试器件的电致发光特性, 成功获得了硫量子点(SQDs)位于472 nm的蓝光发射, 通过改变电子传输层B4的厚度可以改变S-QLED器件的亮度, 这为实现硫量子点(SQDs)的电致发光具有一定的指导作用。
硫量子点(SQDs) 正十二硫醇(1-Dodecanethiol) 一步法 ulfur quantum dots 1-Dodecanethiol One-stepmethod PL PL S-QLED S-QLED 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1569

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