光通信研究
2024, 50(1): 23016201
1 中山大学 电子与信息工程学院,广州 510275
2 中山大学 广东省光电信息处理芯片与系统重点实验室,广州 510275
单边带(SSB)直接检测系统由于其低成本、简单的系统架构以及对色散的高鲁棒性,是解决80 km数据中心光互连(DCI)极具吸引力的方案。然而,信号间拍频干扰(SSBI)将是SSB直接检测系统中面临的主要问题。为了解决SSB直接检测系统中的SSBI损伤问题,文章分别对基于同相/正交(IQ)调制器和双臂马赫曾德尔调制器(DDMZM)的SSB直接检测系统展开研究。针对这两种SSB直接检测系统,分别提出了一种基于时域迭代的SSB信号重构算法和基于DDMZM的无SSBI直接检测方案。通过对算法实现原理的阐述以及仿真与实验系统的搭建,并结合仿真和实验结果,探讨了这两种方案在SSBI损伤消除方面的有效性和可行性。
数据中心光互连 单边带直接检测 信号间拍频干扰 单边带信号重构 DCI SSB direct detection SSBI SSB signal reconstruction
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 国家光栅制造与应用工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
机械刻划是以中阶梯光栅为主导的大闪耀角、高衍射级次光栅的主要加工方法,其大闪耀角特性使中阶梯光栅的刻划加工难度大幅增加。当光栅刻划刀对刃误差较大,或刀具非力平衡设计时,刻划过程中刀具会受到较大水平扭矩,易导致刀具颤振现象,从而影响光栅质量。为抑制刀具颤振,提高光栅刻划稳定性,针对光栅刻划刀弹性支撑机构的颤振抑制性能开展研究,提出了双层平行弹簧支撑机构。通过有限元仿真对比分析了新旧刀架机构的结构刚度和模态特性,并利用加速度传感器测试了两种刀架机构的刻划刀具颤振状态,对比了两种刀架对颤振的抑制效果。结果表明,双层平行弹簧刀架机构受刻划扭矩时,在刀具夹持处及柔性铰链处的变形较传统刀架结构分别减少了36%和24%,一阶模态提升了2.8倍。颤振信号在时域下基线两侧幅值分别降低了13.6%及22.5%。光栅刻划实验表明,新机构有利于刻划制造中阶梯光栅,所提出的刀架优化设计方法和颤振抑制技术可为光栅刻划制造技术提供理论指导。
机械刻划法 刻划刀架 颤振信号 中阶梯光栅 mechanical ruling method ruling tool carrier chatter signal echelle grating 光学 精密工程
2023, 31(13): 1941
1 首都医科大学生物医学工程学院,北京 100069
2 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室,北京 100069
3 首都医科大学宣武医院骨科,北京 100053
在手术导航系统辅助的椎弓根螺钉内固定术中,术前与术中点云配准精度是影响导航定位效果的重要因素。由于术前与术中点云的获取方式不同,且术中暴露位置受限,两种非同源三维点云存在初始位姿差异大、重叠率低的问题,现有的配准算法在术前术中点云配准时容易失效且精度不高。为此,本文提出了一种椎弓根螺钉内固定术中非同源低重叠率点云的配准方法。首先,对术中点云进行降采样,对术前点云进行基于最远点采样的局部区域划分,选取其中的最优局部区域,与术中点云进行采样一致性初始配准;之后,采用迭代最近点算法进行进一步优化,实现点云的准确对齐。在本文所用数据集上,所提算法在术前术中点云配准实验中的平均旋转误差为0.406°,平移误差为0.474 mm,实现了初始位姿差异大、重叠率低的非同源术前术中点云的高精度配准,与现有算法相比,配准成功率从66.67%提高至100%。
医用光学 椎弓根螺钉内固定术 非同源点云 初始位姿差异大 低重叠率 点云配准
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220344
1 连云港明达工程爆破有限公司,连云港 222021
2 中铁十二局集团国际工程有限公司,北京 100176
在阿联酋阿提哈德铁路大断面隧道项目中,为满足当地高标准建设要求和确保按期完工,采用了空孔直线掏槽爆破方法,并组建工程数学模型输出爆破参数指导施工。综合考虑现场钻头直径后,利用数学模型的计算结果设计了4个102 mm空孔和6个64 mm空孔两种空孔直线掏槽方案,理论开挖进尺分别为4.5 m和4 m,作为对比设计了理论开挖进尺为4 m的楔形掏槽方案。经T7隧道现场测试统计,4空孔方案平均每循环进尺为4.3 m,炮孔利用率为95.6%,较对比实施的楔形掏槽方案提高0.6 m每循环。经T10隧道现场测试统计,6空孔方案平均每循环进尺为3.8 m,炮孔利用率为95.0%,较对比实施的楔形掏槽方案最大单段药量降低85%,跟踪监测数据显示,最大爆破振动速度始终低于控制指标,保障了T10隧道周边燃气管线的安全。空孔直线掏槽在项目中的大量应用验证了工程数学模型的有效性,同时也表明该方法在中硬及坚硬条件下的大断面隧道中,与传统的楔形掏槽爆破方法相比可加快施工进度,降低爆破成本,并能有效地控制爆破振动,具有显著的经济价值。
大断面隧道 空孔直线掏槽 隧道爆破 爆破进尺 爆破振动 large section tunnel burn cut tunnel blasting blasting footage blasting vibration
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南省新材料制备与加工重点实验室, 昆明 650093
2 云南阿飞皮纳科技有限公司, 昆明 650093
3 成都大学机械工程学院, 高等研究院, 先进材料多尺度变形及破坏力学研究所, 成都 610106
闪烁体是X射线成像技术中的核心器件, 它能将吸收的高能射线(X射线或其他高能带电粒子)转化为可见光, 已被广泛应用于医疗诊断、辐射剂量测定和安全检查等领域。目前大多数的商用闪烁体为单晶或薄膜材料, 不仅制备工艺复杂、生长周期长、成本高, 并且辐照稳定性差, 成像效果不佳。通过在透明玻璃基体内原位析出ZnS量子点, 探索ZnS量子点微晶玻璃(GC)作为一种成本低、耐候性强的闪烁体在X射线间接成像领域的应用。实验结果表明, 在X射线辐照下ZnS GC的发射峰位于518 nm, 并利用X成像系统对鱼骨骼和芯片进行成像, 由于ZnS量子点在玻璃基体中的均匀分布, 结果显示图像轮廓清晰、物体内部结构分明, 并且成像分辨率达到18.0 lp/mm。此外, 在累积剂量高达288 J/kg的情况下, 损坏的ZnS GC闪烁体可通过简单的热处理完全恢复成像性能。ZnS GC作为闪烁体在高分辨X射线成像领域表现出广泛的应用前景。
硫化锌量子点 微晶玻璃 X射线成像 透明闪烁体 高剂量可恢复 zinc sulfide quantum dot glass-ceramics X-ray imaging transparent scintillators high-dose recoverable
辐射研究与辐射工艺学报
2022, 40(5): 050402
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 中国地质大学(北京)工程技术学院, 北京 100083
3 北京大学 集成电路学院, 北京 100091
近年来, 以嵌入式微流体液冷散热技术为代表的主动热管理因其优异的散热性能而被广泛研究。然而, 嵌入式微流体液冷散热技术常使用体积较大的外置泵、阀等构成流体回路, 以致该技术难以应用于现有的射频微系统。该文提出了一种集成压电微泵阵列的一体化自闭环微系统热管理方法, 并完成了该微系统样机的设计与研制。在常温、高温与低温环境下分别对该微系统样机供液流量及散热性能进行了测试。常温测试结果表明, 在芯片热流密度为250.9 W/cm2时, 芯片表面温升能控制在56 ℃以下, 而集成的2×2压电微泵阵列实现了高达57 mL/min的供液流量。该技术可用于解决高功率射频微系统的高效一体化热管理问题。
热管理 微系统 压电微泵 热流密度 内嵌微通道 thermal management microsystem piezoelectric pump heat flux embedded microchannel