中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
传统的车载支撑平台晃动量较大，难以满足车载光电经纬仪高精度不落地测量要求。为了兼顾轻量化、高刚度和便于制造的要求，采用离散体桁架拓扑优化方法设计了一种具有桁架蒙皮式结构的高比刚度车载支撑平台；建立了平台系统的有限元仿真模型，根据平台安装光电经纬仪的稳定性要求，分析了不同工况和载荷条件下平台系统的静力学和模态特性，搭建了支撑平台稳定性实验装置。结果表明，在经纬仪工作角加速度0.5（°）/s2~20（°）/s2范围的激励下，经纬仪基座的响应加速度为0.008~0.55 m/s2，无明显影响经纬仪跟踪性能的共振响应发生。同时，采用倾角传感器测量了平台晃动幅值，最大晃动量为7.2″。该支撑平台具有较高的支撑稳定性，适用于车载光电经纬仪高精度不落地测量。
车载光电经纬仪 不落地测量 支撑平台 稳定性 光学学报
2023, 43(21): 2112004
1 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100039
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 吉林 130033
3 丹麦技术大学，丹麦 灵比2800
传统的Zernike多项式在光机优化设计中存在着一定的局限性，如离散情况下正交性损失仅适用于与圆同胚的边界光滑平面单连通区域。利用Laplace方程得到的特征模态所具有的离散正交性和共形性质，在有限元数值离散的情况下，实现对光学曲面变形的近似表述，并对圆形光学反射镜支撑结构进行以特征基底系数极小为目标的结构拓扑优化。将特征模态的优化结果与Zernike多项式优化结果对比之后发现，特征模态可以取得和Zernike多项式近似的优化性能。在此基础上，进一步将特征模态应用于六边形曲面镜支撑结构的拓扑优化。
共形 正交特征模态 曲面变形近似 非圆反射镜 拓扑优化 光学学报
2023, 43(13): 1320002
青海民族大学, 青藏高原资源化学与生态环境保护实验室, 西宁 810007
成核作为结晶的初始阶段, 直接影响着晶体产品的结构、手性、纯度、晶型和粒径分布等性质。但由于成核具有随机性, 通过实验成核不仅耗时耗力而且很难洞悉分子间的相互作用。本文选择结构相似的对羟基苯甲酸乙酯(EP)、对羟基苯甲酸丙酯(PP)和对羟基苯甲酸丁酯(BP)为模型物质, 计算了EP、PP和BP在四种不同的有机溶剂(乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈)中单个溶质分子和单个溶剂分子的结合能。不论是EP、PP还是BP与各溶剂的相互作用大小都服从乙醇>乙酸乙酯>丙酮>乙腈。因此, 可以预测EP、PP和BP在乙醇中成核最慢, 在乙酸乙酯和丙酮中成核较慢, 在乙腈中成核最快。当溶剂相同的时候, EP最难成核, 其次是PP, BP容易成核, 预测的结果与实验结果一致。本研究证明利用溶质-溶剂(1∶1)模型可以预测成核的难易, 进而有利于筛选溶剂, 提高实验效率。
结晶 成核 结合能 溶质-溶剂模型 密度泛函理论 对羟基苯甲酸酯 crystallization nucleation binding energy solute-solvent model density functional theory paraben
1 四川师范大学 物理与电子工程学院，四川 成都 610066
2 四川大学 物理学院，四川 成都 610065
3 复旦大学 应用表面物理国家重点实验室，上海 200438
4 复旦大学 物理学系，上海 200438
研究了过渡金属硫族化合物碲化钨的近场光学响应，通过Drude-Lorentz模型拟合得到其块材在室温下的介电常数，并利用有限偶极模型计算出碲化钨样品与金刚石基底的近场散射信号比。当样品边缘未出现散射信号增强时，实验结果与理论模型符合较好；当样品边缘出现信号增强现象时，理论模型与实验观测结果不符，说明这部分样品的光学性质并不能完全由块材所描述，从而推测样品表面具有与块材无耦合作用的碲化钨纳米薄层，同时对在样品边缘很强的近场散射信号给出了可能的解释。这个工作为今后对拓扑材料的光学研究提供了参考。
碲化钨薄膜 近场光学成像 介电常数 拓扑 thin film of WTe2 near-field optical microscopy dielectric function topology 红外与激光工程
2021, 50(11): 20210484
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
随着精密制造行业对光学元件面形要求的提高, 干涉仪系统误差的标定越来越重要。其中, 采用液面基准法作为干涉仪系统误差标定的方案具有高精度, 低成本的优点。在不考虑外界因素的影响下, 理论上液体平晶曲率与地球半径相同, 可认作绝对平面进行系统误差标定。但由于液体对环境较为敏感, 不易控制, 因此如何建立一个高精度的液面基准是整个过程中最为关键的一个环节, 其直接影响了系统精度。由于液体的流动性特点使得以往的时间移相方法不再适用, 因此采用了点源异位立式斐索干涉仪进行液面的动态测量, 对液体、液盘的各项性质进行综合分析。最终完成了高精度的液面基准建立, 可用于干涉仪的系统误差标定。
干涉测量 误差标定 点源异位 动态干涉仪 液面基准 interferometry error calibration displacement of point source dynamic interferometer liquid reference
武汉大学 物理科学与技术学院, 湖北 武汉 430072
基于 130 nm互补金属氧化物半导体 (CMOS)工艺, 设计了一种高增益和高输出功率的 24 GHz功率放大器。通过片上变压器耦合实现阻抗匹配和功率合成, 有效改善放大器的匹配特性和提高输出功率。放大器电路仿真结果表明, 在 1.5 V供电电压下, 功率增益为 27.2 dB, 输入输出端回波损耗均大于 10 dB, 输出功率 1 dB压缩点 13.2 dBm, 饱和输出功率 17.2 dBm, 峰值功率附加效率 13.5%。
互补金属氧化物半导体 功率放大器 变压器耦合 功率合成 Complementary Metal Oxide Semiconductor power amplifier transformer coupling power synthesis 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 716
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
为解决棱镜等效展开为玻璃平板后因腔长固定导致的移相困难问题, 提出一种变倾角移相测量反射棱镜光学平行差的方法。通过改变光束在反射棱镜入射端面上的倾角在干涉图中引入移相量, 实现干涉图中的相位提取。采用最小二乘法拟合相位计算反射棱镜的光学平行差。在实验中, 测试了一块弦长为56.5mm的等腰直角棱镜, 得到直角偏差Δ90°为-2.1435″、锐角偏差δ45°为-4.6216″、直角边对应棱差γC为0.3554″, 而Zygo GPI干涉仪仅可得到棱镜直角偏差, 与本文方法的测量值偏差在0.15″以内。所提方法移相光路设计简便, 并可实现小尺寸反射棱镜的测量。
光学测量 变倾角移相 反射棱镜 光学平行差 optical measurement variational inclination angle reflective prism optical parallelism error
1 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
2 金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部实验室, 陕西 西安 710072
多光束激光选区熔化技术可提高传统激光选区熔化的成形效率, 实现大幅面复杂零件的直接成形。由于不同光束扫描区域之间会通过一定方式实现幅面拼接, 而拼接区的熔凝方式与其他区域不同, 这会对零件的成形特性造成影响。针对激光选区熔化区域拼接, 设计了重熔拼接和交错拼接两类拼接方式, 研究了拼接方式对TC4钛合金成形特性的影响, 分析了其表面形貌尺寸误差以及内部拼接缺陷的产生机制。结果表明在交错拼接方式下, 相邻两层之间的拼接界面彼此错开, 在保证相邻激光分区有效熔合的同时, 可有效控制激光重复扫描过程中重熔的影响范围, 成形试样表面平整, 内部无明显缺陷; 采用该拼接方式可提升的多光束激光选区熔化成形零件的尺寸精度及冶金质量。
激光选区熔化 多光束 拼接方式 成形特性 selective laser melting multi-beam overlap methods TC4 TC4 forming qualities
1 电子科技大学 光电科学与工程学院, 成都 610054
2 比利时IMEC欧洲微电子中心, 鲁文 B-3001
3 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
对GaN器件制备过程中AlN缓冲层相关的电活性缺陷进行了C-V和深能级瞬态谱(DLTS)研究。C-V研究结果表明, 制备态Ni-Au/AlN/Si MIS器件中, 靠近AlN/Si界面处的掺杂浓度为4.4×1017cm-3, 明显高于Si衬底的1.4×1016cm-3, 意味着制备态样品中Al原子已经向衬底硅中扩散。采用退火工艺研究了GaN器件制备过程中的热影响以及热处理前后电活性缺陷在硅衬底中的演变情况, 发现退火处理后, Al原子进一步向衬底硅中更深处扩散, 扩散深度由制备态的500nm左右深入到1μm附近。DLTS研究结果发现, 在Si衬底中与Al原子扩散相关的缺陷为Al-O配合物点缺陷。DLTS脉冲时间扫描表明, 相比于制备态样品, 退火态样品中出现了部分空穴俘获时间常数更大的缺陷, 退火处理造成了点缺陷聚集, 缺陷类型由点缺陷逐渐向扩展态缺陷发展。
AlN/Si界面 深能级瞬态谱 点缺陷 扩展态缺陷 AlN/Si interface C-V C-V DLTS point defect extended defect
