1 武汉纺织大学 电子与电气工程学院, 武汉430200
2 武汉六博光电技术有限责任公司, 武汉 430072
为了有效解决水下激光通信系统的激光光斑检测困难的问题, 针对水质衰减系数约为5.5 dB/m、发射源与采集端相距5~10 m的低可视度复杂的水下环境, 提出了一种简单实用的水下激光光斑检测算法。首先, 通过图像去雾操作, 增强图像中的目标光斑与背景的对比度; 其次, 经过高斯滤波, 消除图像噪点; 然后, 选取合适阈值进行二值化,提取目标激光光斑; 最后, 通过改进的灰度重心算法计算光斑中心。实验结果表明: 该算法不仅计算简单, 且在低可视度高衰减的水质情况下能较准确地识别出目标激光光斑, 并获取其中心坐标, 使得水下激光通信系统能够根据光斑位置进行调整, 实现正常通信。
低可视度 图像增强 光斑识别 光斑中心 图像处理 low visibility, image enhancement, spot recognitio
1 武汉纺织大学 电子与电气工程学院, 武汉 430200
2 武汉六博光电技术有限责任公司, 武汉 430072
3 湖北师范大学 物理与电子科学学院, 武汉 435000
针对光电探测器检测微弱光信号时输出信号幅度小且易失真的问题, 设计了可见光波段的大面积雪崩光电二极管(APD)接收电路。该电路包括大面积的APD探测器、跨阻放大器(TIA)和后续微弱信号处理电路。实验结果表明: 设计的大面积APD接收电路可以实现60 Mb/s的可见光信息采集, 灵敏度低至-35 dBm;微弱信号处理电路具有较好的跟随和整形恢复能力。
光通信 雪崩光电二极管 跨阻放大 限幅放大器 光功率 optical communication avalanche photo diode trans-impedance amplifier limiting amplifier optical power
1 湖北师范大学,湖北 黄石 435002
2 武汉纺织大学 电子与电气工程学院,湖北 武汉 430200
3 武汉船舶通信研究所,湖北 武汉 430205
4 武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉 430072
5 武汉六博光电技术有限责任公司, 湖北 武汉 430000
随着海洋探测研究的不断深入,水下无线通信技术已成为制约其发展的关键。针对水下高速、远距离无线通信的需求,设计了一种面向海洋商用的水下双向链路通信系统。系统在发射端采用激光LD及LED双发射源,提出了双发射光源的系统设计方案,并通过设计相应的驱动电路验证了方案的可行性;在接收端利用5 mm大面积APD及高灵敏度PMT双接收探测器接收光信号,适用于远距离、高速通信;系统的信息处理部分由FPGA完成,通过网络通讯方式与PC端进行信息交互;最后完成整个系统设计并进行了商用工程化。开展的水下模拟实验表明,系统在通信距离5 m、误码率10−7时,通信速率可达60 Mbps;在远距离通信60 m、误码率10−7时,通信速率达10 Mbps。
水下光通信 激光LD LED 双向链路通信 underwater optical communication LD LED bidirectional link communication 红外与激光工程
2021, 50(9): 20200445
1 常州大学 数理学院 电子科学与技术系, 江苏 常州 213164
2 中科院安徽光学精密机械研究所 环境光谱研究室, 合肥 230031
为研究α-蒎稀的光电离解离机制, 采用同步辐射光电离质谱, 在7.9~15.5 eV能量范围内研究了α-蒎稀的紫外光电离解离, 对α-蒎稀的电离解离能及其碎片离子的出现势进行了理论分析.实验测得光电离效率曲线, 从光电离效率曲线中获得α-蒎稀C10H16的电离能和碎片离子C9H+13, C7H+10, C3H+6 及CHH+3的出现势.用Gaussian 03理论方法计算了C10H16和主要的光解离碎片的总能量, 用高级能量计算方法计算了C10H16的电离能和部分碎片离子的出现势及主要的解离通道的离解能.根据实验和理论计算结果, 分析了产生碎片离子的主要的解离通道.分析表明实验测得的结果与理论计算提出的C10H16的光解离通道获得的解离能符合得较好.
α-蒎稀 光电离 光离解 离子出现势 同步辐射 α-Pinene Photoionization Photodissociation Appearance energy of ions Synchrotron radiation
中国电子科技集团公司第五十五研究所, 江苏 南京 210016
作为半导体生产 中的一种重要设备, 快速退火炉需要实现精确、可靠的温度控制。 它通常使用辐射式高温计来检测温度。在使用过程中, 由于诸 多原因, 需要对高温计进行校温。基于某型进口快速退火 炉, 分析了其高温计的校温方法。介绍了热电偶和熔点测 试采样方法, 并采用这两种方法丰富了采样数据。通过 线性计算估算了1000 ~ 1500℃范围内的校温数据; 基于曲线 拟合进行了数据采样, 得到了更加准确的校温结果。通过比 较, 分析了两种校温方法各自的优缺点。结果表明, 线性计算校温法更适 用于1100℃以下的校温; 曲线拟合校温法更适用于1100℃以 上的校温。
高温计 快速退火炉 校温 pyrometer RTA temperature calibration
1 常州大学 数理学院 电子科学与技术系, 江苏 常州 213164
2 中科院安徽光学精密机械研究所 环境光谱研究室, 合肥 230031
通过自制的烟雾腔系统研究羟基启动的异戊二烯光解形成二次有机气溶胶(SOA)过程中环境因素的影响.使用气溶胶粒径光谱仪测量了SOA的粒径分布, 通过光解实验研究了光照时间、反应物浓度以及CH3ONO浓度对异戊二烯光解形成SOA的影响.结果表明, 异戊二烯光解形成的SOA空气动力学直径在0.4 mm~1.4 mm之间, 这些粒子的直径小于2.5 μm的微细粒子很容易沉积在人体肺泡内, 对人体健康产生很大危害; 不管是SOA粒子的粒子数浓度还是质量数浓度都随着反应时间的增长、光照强度的增强和反应物浓度的增加而增加.该研究为大气颗粒物排放源的外场测量提供了非常有用的信息.
光谱探测 异戊二烯 羟基自由基 二次有机气溶胶 粒径分布 Spectrum detection Isoprene hydroxyl radical Secondary organic aerosol Size distribution 光子学报
2017, 46(12): 1201001
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 核科学技术学院, 安徽 合肥 230029
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
氢分子是宇宙中结构最简单的分子,而它的团簇是分子团簇科学的研究模型。 目前,氢分子团簇的结构和 动力学仍是基础科学研究的热点之一。氢分子团簇的实验和理论研究主要集中在三个方面:团簇的形成 条件和尺度分布;团簇的电离能和出现势;以及氢分子团簇的量子化学计算研究。主要介绍了国外 氢分子团簇实验和理论研究的现状,同时也对我们在氢团簇的光电离研究方面取得的进展进行了介绍, 希望能为以后氢分子团簇的基础和应用研究提供一些参考信息。
光谱学 质谱分布 电离 氢分子团簇 量子化学计算 spectroscopy mass distribution ionization hydrogen clusters quantum chemistry calculation
1 常州大学数理学院, 江苏 常州 213164
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
采用红外傅里叶变换光谱仪测量了异戊二烯与羟基反应产物的红外光谱,并结合量子化 学理论密度泛函方法对异戊二烯与羟基自由基的反应机理进行了理论研究。使用密度泛 函B3LYP/6-31G(d,p)方法计算了异戊二烯羟基加成反应中每个反应物和产物的频率, 实验与理论结果符合的很好。研究发现了破坏羟基进攻异戊二烯的反应通道,并从 机理上探讨了阻断该关键反应通道的方法。
光谱学 振动光谱 量子化学 异戊二烯 生物源挥发性有机污染物 spectroscopy vibrational spectroscopy quantum chemistry isoprene biogenic volatile organic compounds