高功率横流CO2激光器的锥面反射镜谐振腔

根据针-板放电5kW横流CO2激光器的结构特点,设计并实验研究了直角锥面镜作为全反射镜的谐振腔。在菲涅耳-基尔霍夫理论的基础上,引入柯林斯公式并考虑增益影响,推导了锥面谐振腔的衍射积分方程,并进行了相应的模拟计算。研究结果表明,在高功率横流CO2激光器中锥面反射镜与平面输出镜相配合使用组成稳定腔,获得了TEM30的低阶模输出;由于锥面反射镜受加工精度的影响中心残留有加工盲孔,导致TEMmn(m=0,n≠0)的模损耗较大不易耦合输出;而镜面中心场分布很弱的其他低阶模因损耗小,则会优先输出。     

平面火花隙三电极开关研制及性能测试

 研制了一种适用于平行板传输连接的平面火花隙三电极开关，开关正负电极为半圆形状，触发电极为细条状。将之替代立体式（半球形电极）火花隙三电极开关并应用于爆炸箔起爆装置中，装置回路参数将得以优化。实验测试了空气间隙为4.12， 3.14和2.2 mm的平面火花隙三电极开关的性能。结果表明，在开关间隙间距一定的情况下，随着电压的升高，开关间隙的放电时延和分散时间呈指数降低，开关电感小于15 nH；对于不同范围内的应用电压，使用不同间隙间距的开关，其分散时间不大于10 ns。该开关应用于较低充电电压（小于10 kV）的脉冲功率装置中，与立体式火花隙三电极开关相比，回路电感降低了约50 nH，放电周期缩短近1/3，峰值电流增加约1/3。     

磁控溅射制备的W,WSi2,Si单层膜和W/Si,WSi2/Si多层膜应力

采用直流磁控溅射技术制备了厚度约100 nm的W,WSi2,Si单层膜和周期约为20 nm,Si膜层厚度与周期的比值为0.5的W/Si,WSi2/Si周期多层膜.利用台阶仪对镀膜前后基底表面的面形进行了测试,计算并比较了不同膜系的应力值.结果表明:W单层膜表现出较大的压应力,而W/Si周期膜则表现为张应力.WSi2单层...     

建筑风压场数值模拟中压力波动的平抑

在以同位网格为基础的简单流场压力计算中,通常采用动量插值方法来平抑流场中的压力波动现象;但是对于建筑风场等复杂的钝体绕流问题,由该平抑方法得到的收敛风压场仍可能存在小幅波动。为彻底解决同位网格格式下的压力波动,除采用动量插值方法外,本文提出了在压力校正方程的界面流速中添加压力梯度差值项的方法。算例分析表明,该方法计算得到的建筑风压场完全避免了压力波动现象,风压解与试验结果吻合良好。     

资源共享，影像伴随成长——访中国科协青少年科技中心科普项目处处长姜景一

经过了三年多的筹备工作,“青少年科学DV活动资源包”系列丛书在第24届全国青少年科技创新大赛上与广大师生见面。这套丛书共五本,包括：《学生手册》、《教师手册》、《选题参考》、《技术100问》和《样片赏析》。“青少年科学DV活动资源包“系列丛书的出版,不仅将助力青少年科学DV活动的开展和普及,它还对在我国青少年中普及影像知识有着重要的意义。为此,本刊特别采访到负责本套丛书开发工作的中国科协青少年科技中心科普项目处处长姜景一女士,请她向大家介绍“青少年科学DV活动资源包”的各方面情况。     

一种高性能的亚阈值CMOS电压基准

基于0.18 μm CMOS工艺设计了一种高性能的亚阈值CMOS电压基准。提出了一个电压减法电路,将两个具有不同阈值电压且工作在亚阈值区晶体管的栅源电压差作为电压基准输出。所提出的电压减法电路还可以很好地消除电源电压变化对输出基准的影响。后仿仿真结果表明,所设计的电压基准在0.55~1.8 V电源电压范围内,线性灵敏度为0.053%/V~0.121%/V;在-20 ℃~80 ℃范围内,温度系数为9.5×10-6/℃~3.49×10-5/℃;在tt工艺角、0.55 V电源电压下,电源抑制比为-65 dB@100 Hz,功耗为3.7 nW。芯片面积为0.008 2 mm²。该电路适用于能量采集、无线传感器等低功耗应用。     

一种自适应层进式Savitzky‐Golay光谱滤波算法及其应用

可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）利用半导体激光器的可调谐和窄线宽特性,通过选择特定气体的单条吸收线,排除其余气体的干扰,可以实现高精度、高选择性的气体浓度测量,在气体浓度检测系统中具有广泛的应用前景。在不同的应用条件和环境下,需要解决相应的硬件和数据处理方面的技术问题。主要研究TDLAS技术机动车尾气CO组分浓度遥测系统中的光谱数据处理问题,该系统利用路面漫反射回波信号遥测行驶中的机动车尾气CO组分浓度。由于激光扫描光谱回波信号受到漫反射面情况变化、空气环境变化、尾气湍流影响等因素影响,探测器收集到的信号不仅较弱同时也夹杂着多种噪声, 即测量光路信噪比较差, 故提出一种自适应层进式Savitzky-Golay(S-G)平滑滤波算法,实现了对光谱进行滤波处理从而更加准确地反演CO浓度。S-G滤波算法因其原理简单、功能强大、只需设置两个参数（窗口大小、拟合阶数）等优点,已广泛应用于光谱处理。如何正确设置S-G算法参数使滤波效果在去噪不足和过度滤波之间找到平衡点,是该滤波算法应用的一大难题。设计的检测系统中,测量光路光谱信号为非平稳信号,噪声和有效信号幅度时变,最佳窗口大小和多项式阶数随信号动态而变化,且变化区间较大,使用固定参数的S-G滤波器难以达到最佳效果。提出的自适应层进式S-G平滑滤波算法,通过逐层将测量光路光谱信号经过S-G滤波后,与参考光路的光谱信号设置的参考段比对信号相关系数和信号一阶导相关系数的和,以自适应得到逐层最优参数。通过对信噪比从9.81～29.77的10组不同带噪光谱分析验证了该算法的有效性,自适应层进式S-G算法能较好地去除噪声并还原带噪信号所携带的待测气体浓度信息,与带噪光谱对比,吸收光谱峰值最大误差由25.152%降至5.917%,积分吸光度最大误差由18.1%降至3.9%。在实现的系统中,使用自适应层进式S-G算法对测量光路进行滤波处理,并对不同车型、不同排量、燃烧不同油品的机动车在怠速和缓速通过(5 km·h-1)系统时其排放的CO浓度进行实时在线监测。     

LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

基于考虑了Fe-3d电子间的库仑作用U和交换作用J的GGA+U方案,应用第一性原理计算方法系统研究了LiFePO₄的对位缺陷,以及对位缺陷的形成对材料的电导率和离子扩散速率的影响.结果表明,Li/Fe交换缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe—O键变长,扩宽了Li离子传输通道,有利于Li离子在通道中的扩散,对材料电化学性能的改善起到了一定的作用.     

活体声荧光成像研究

声荧光应用于生物组织成像研究是最近二年发展起来的新兴领域,本文报道利用高灵敏度的致冷CCD探测系统获取了活体声荧光图像,同时利用一种能在活体内增强声荧光的化学发光试剂FCLA（Fluoresceinyl Cypridina Luminescent Analog,海荧荧光素类似物）,成功地实现了在动物在体成像,这种方法可望在医学影像诊断中得到广泛的实际应用。     

一种用于电视调谐器的宽带CMOS低噪声放大器设计

介绍了一种宽带CMOS低噪声放大器设计方法,采用噪声抵消技术消除输入MOS管的噪声贡献.芯片采用TSMC 0.25μm 1P5M RF CMOS工艺实现.测试结果表明:在50～860MHz工作频率内,电压增益约为13.4dB;噪声系数在2.4～3.5dB之间;增益1dB压缩点为-6.7dBm;输入参考三阶交调点为3.3dBm.在2.5V直流电压下测得的功耗约为30mW.