光子学报
2023, 52(12): 1214001
1 首都师范大学 物理系，北京 100048
2 北京理工大学 光电学院，北京 100081
3 北京芯宸科技有限公司，北京 100029
4 北京航天计量测试技术研究所，北京 100076
伴随着6G 通信的发展，雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展，获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR 迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数，分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz 频段(Y 频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f 准光系统，实现散射参数S 2 1 的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S 2 1 之间的关系式， 利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱，与其他文献报道的结果一致，验证了系统和方法的有效性。
复介电常数 矢量网络分析仪 迭代法 太赫兹 自由空间法 complex permittivity Vector Network Analyzer iterative method terahertz free space method 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 759
1 国网智能电网研究院有限公司, 北京102209
2 2.国网公司电力智能传感技术实验室，北京102209
3 国网北京电力科学研究院，北京100075
4 4.现场检测技术标准验证实验室，北京102209
5 国网智能电网研究院有限公司, 北京102209河北工业大学 机械工程学院，天津 300401
提出了一种利用铁电偶极子提高摩擦发电机表面电荷密度的方法。利用聚偏氟乙烯(PVDF)的铁电特性，在摩擦电层形成正电荷陷阱，增强摩擦电材料的发电性能，从而提高摩擦电纳米发电机的表面电荷密度。采用铸造工艺和单轴拉伸工艺制备了PVDF薄膜，并将其集成到具有垂直分离结构的摩擦电纳米发电机中。系统地研究了PVDF膜的埋置方向、厚度和极化强度对摩擦纳米发电机输出功率的影响。结果表明，当压电膜厚度为100 μm，最大极化电场为90 MV/m时，摩擦电纳米发电机的峰值功率提高了2.6倍。这项工作为调节摩擦电纳米发电机的性能提供了新的见解。The Influence of Ferroelectric Dipoles on the Output Performance of Triboelectric
多功能复合材料 薄膜 电气性能 摩擦纳米发电机 multifunctional composites thin films electrical properties triboelectric nanogenerator
1 西安工程大学电子信息学院，陕西 西安 710048
2 广西科技师范学院职业技术教育学院，广西 来宾 546199
实例学习是一种有效的单帧图像超分辨率重建技术，关键在于如何建立低分辨率与高分辨率图像之间的映射关系。许多研究表明，当面对复杂多样的自然图像时，类型单一的回归模型难以重建出理想的高分辨率图像。为此，以A+算法为基础，提出一种基于Boosting集成学习的超分辨率算法，通过不断增强回归模型的互补性，超分辨率重建模型能较好地适用于不同内容的图像。该算法首先利用Boosting思想训练多组具有互补性的子回归器；然后对各组子回归器进行组合，生成泛化能力更强、重建性能更好的集成模型；最后利用级联残差回归策略，采用由粗到精的方式逐渐合成高分辨率图像，以进一步提高超分辨率重建图像的质量。在5个标准数据集上对所提方法和4种基于实例学习的主流超分辨率方法进行了比较，结果表明，所提超分辨率重建方法能够重建出图像边缘更加清晰和纹理细节更加丰富的高质量图像。
图像处理 图像超分辨率重建 A+算法 Boosting集成学习 级联残差回归 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0810018
1 荆州市中心医院眼科, 湖北 荆州434020
2 长江大学第二临床医学院, 湖北 荆州, 434100
视网膜动脉炎伴多发性瘤样动脉扩张(IRVAN)是一种临床上少见的疾病, 治疗上比较棘手, 自然预后较差。报道一位55岁女性患者,因“双眼视力下降2年余, 右眼视物变形约50天”入院。眼底可见双眼视网膜表面大量黄白色片状硬性渗出, 右眼颞上方及左眼视盘可见血管瘤样扩张, 右眼黄斑区可见膜状皱褶。该患者主要诊断为双侧视网膜动脉炎伴多发性瘤样动脉扩张。予双眼视网膜无灌注区行局部激光光凝治疗。激光术后, 患者视力提高、黄斑水肿减轻、硬性渗出减少。经过近2年的随访, 患者病情稳定。激光治疗IRVAN 综合征是一种有效的方法。
视网膜动脉炎伴多发性瘤样动脉扩张 激光治疗 病例报告 idiopathic retinal vasculitis aneurvsms and neuror laser photocoagulation case report
1 全球能源互联网研究院有限公司, 江苏 南京 210003
2 国家电网公司电力智能传感技术与应用联合实验室, 北京 102209
隧道结(TJ)是高压垂直多光伏电池(HVVMPC)的关键技术之一。开展了基于掺硅和掺碲AlGaAs/GaAs TJ制备的HVVMPC的性能对比研究。构建测试系统, 对两种器件在不同光功率和温度下的输出性能进行了比较研究, 分析得到两种器件的功率系数和温度系数, 结果表明掺Te的HVVMPC具有较高的效率。在此基础上, 还讨论了不同偏压下的串联电阻、不同掺杂浓度和亚电池厚度对HVVMPC外量子效率(EQE)的影响, 以及电流失配特性与温度的关系。基于相关分析和讨论, 为对包含更多子单元的HVVMPC进行优化提供了思路。
隧道结 掺杂Te 掺杂Si 高压垂直多光伏电池 tunnel junction Te-doped Si-doped HVVMPC
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室, 中国科学院纳米科学卓越创新中心, 国家纳米科学中心纳米加工实验室, 北京 100190
表面增强拉曼散射(SERS)是一种无损、 高灵敏、 快速检测痕量重金属离子的光谱技术。 通过调控和优化纳米结构图案和尺寸可显著增强局域表面等离子体共振(LSPR)与表面等离子体激元(SPP)的耦合以提升电磁场强度, 是获得高性能SERS芯片的重要新途径。 提出一种用于检测痕量汞离子的新型金属/介质三维周期纳米结构高性能SERS芯片。 利用新型应力分化式双层模板纳米压印方法实现了大面积高均一纳米结构SERS芯片的低成本、 批量制备。 该芯片成功用于痕量汞离子的高灵敏快速检测。 采用有限元方法对压印过程界面微区应力进行模拟, 通过调控压印模板纵向结构和横向尺寸对模板进行设计。 模拟结果表明, 纵向有台阶结构的双层模板图案区域呈现高、 低两个应力分区, 其中, 高应力区占图案~72%的面积, 其应力均匀性比单层模板提升17%; 低应力区分布在图案边缘~28%的区域, 可有效减小脱模切应力。 当模板横向尺寸从15 mm缩减至7 mm, 界面应力整体提升1~2个数量级, 将显著提高压印成功率。 使用不同横向尺寸的单、 双层模板进行压印实验结果表明, 尺寸为7 mm的压力分化式双层模板实现了大面积高均一纳米结构的高质量制备, 这与模拟结果高度一致。 在压印胶纳米结构上构筑金纳米颗粒得到金属/介质三维周期纳米结构SERS芯片。 此芯片对罗丹明6G分子的检测极限为2.08×10-12 mol·L-1, 增强因子达3×108, 检测均一性RSD为8.07%。 该芯片对汞离子的探测限浓度仅为10 ppt(5.0×10-11 mol·L-1), 浓度线性工作范围为5.0×10-11~5.0×10-5 mol·L-1, 跨度达6个数量级, 呈现良好的线性关系(R2=0.966), 在目前汞离子检测技术中具有显著优势。 提出一种通用的高灵敏快速检测痕量物质的SERS芯片设计和制备方法。 这种基于光学原理芯片“结构设计-批量制备-实际应用”的研究范式将连接芯片设计和批量制备两个关键点, 推动其实际应用。
表面增强拉曼散射(SERS) 痕量检测 纳米压印(NIL) 三维纳米结构 有限元分析 Surface enhanced Raman scattering (SERS) Design and fabrication of 3D SERS chips Finite element analysis (FEA) Nanoimprint lithography (NIL) Trace detection 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3782
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 国家纳米科学中心纳米加工实验室,中国科学院纳米科学卓越创新中心,北京100190
3 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
为了通过光学元件结构设计实现高效非线性转换,提出了一种由金纳米圆环、开口金谐振环和四个砷化镓纳米柱构成的结构单元,来形成纳米环盘谐振腔和开口谐振环混合结构超表面。利用开口谐振环和纳米环共同激发Fano共振效应增强局域电场,并将具有高二次非线性极化率的GaAs介质纳米柱作为二次谐波转换器,从而降低吸收损耗,提高非线性转化效率。此外,在基频和倍频处偶极子共振形成的模式匹配进一步增强非线性转化。数值模拟计算得到的二次谐波转换效率高达0.15%。该研究为具有高非线性转化效率的新型纳米光学元器件的探索和设计提供了新思路。
非线性光学 超表面 谐波振荡 Fano共振 光学学报
2021, 41(12): 1219002
1 江西理工大学 信息工程学院, 江西 赣州 341000
2 深圳大学 信息工程学院, 广东 深圳 518060
为解决传统彩色图像去噪算法容易出现细节模糊、伪色彩及去噪效果不佳等问题, 文中提出了一种基于本征图像分解的稀疏表示彩色图像去噪算法。利用本征图像分解良好的色彩保持和细节恢复等优点, 将含噪彩色图像分解成反映图像真实颜色特征的反射率部分和反映图像亮度特征的光照率部分。一方面, 反射率部分仅含有部分孤立噪声点且是具有分段平滑特性的彩色图像, 因此文中采用在去除彩色图像轻度污染方面表现良好的基于稀疏表示的彩色图像去噪算法对其进行处理。另一方面, 光照率部分包含了主要噪声成分且是具有较强稀疏性的灰度图像, 因此文中采用能够保持图像细节的非局部集中稀疏表示灰度图像去噪算法对其进行处理。为了有效地求解所提算法, 文中结合正交匹配追踪法和软阈值法设计了一种新的数值解法。数值实验结果表明, 新算法明显优于经典的彩色图像去噪算法。以256×256的Boat图像为例, 在噪声方差等于20时, 新算法的PSNR值比K-SVD算法和NCSR算法分别提高了1.7 dB和067 dB, SSIM值比K-SVD方法和NCSR算法分别提高了0.11和0.09。文中所提算法在提高彩色图像去噪效果的同时能够有效地保留图像细节, 在视觉效果和客观评价指标等方面均优于传统的ROF算法、K-SVD算法和NCSR算法。
彩色图像 图像去噪 本征图像分解 稀疏表示 非局部集中 color image image denoising intrinsic image decomposition sparse representation non-local concentration
1 北京理工大学 毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室,北京 100081
2 中国计量科学研究院,北京 100029
3 河北半导体研究所,河北 石家庄 050051
研制了一种T型栅长为90 nm的InP基In0.52Al0.48As/In0.65Ga0.35As赝配高电子迁移率晶体管(PHEMTs).该器件的总栅宽为2×25 μm,展现了极好的DC直流和RF射频特性,其最大饱和电流密度和最大有效跨导分别为894 mA/mm和1640 mS/mm.采用LRM+ (Line-Reflect-Reflect -Match)校准方法实现系统在1~110 GHz全频段内一次性校准,减小了传统的分段测试多次校准带来的误差, 且测试数据的连续性较好.在国内完成了器件的1~110 GHz全频段在片测试,基于1~110 GHz在片测试的S参数外推获得的截止频率ft和最大振荡频率fmax分别为252 GHz和394 GHz.与传统的测试到40 GHz外推相比,本文外推获得的fmax更加准确.这些结果的获得是由于栅长的缩短,寄生效应的减小以及1~110 GHz全频段在片测试的实现.器件的欧姆接触电阻率减小为0.035 Ω·mm.
磷化铟 赝配高电子迁移率晶体管 在片测试 单片集成电路 InP PHEMTs InAlAs/InGaAs InAlAs/InGaAs on-wafer measurement monolithic microwave integrated circuits (MMICs)
