分析介质光波导传播特性的Cole—Hopf变换法

采用Cole-Hopf变换法，将平板光波导导模所满足的二阶常微分方程（Helmholtz方程）变换成一阶常微分方程（Riccati方程），用较简单且有效的方法分析导模的特性。给出了多层阶跃型及渐变型平板波导导模的精确解析解和数值解法及实例；给出了非线性平板波导传播特性的数值计算法及实例。     

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。     

皮秒拍瓦激光的参数测量系统可靠性分析

皮秒参数测量系统用于提供皮秒拍瓦激光系统的各项状态参数,协助激光系统达到预期的技术指标。针对皮秒拍瓦激光系统的技术指标,皮秒参数测量系统将提供压缩脉冲的能量、脉宽、远场、信噪比等参数。为了判断参数测量系统的工作性能,采用均方根(RMS)误差来描述测量系统的可靠性。经过实验测试,能量测量单元的测量范围为10～1000J,标定实验数据的RMS误差为2.2%。脉宽测量单元的时间测量范围为0.5～18.0ps,时间分辨率为0.07ps,测试数据的RMS误差为3%。远场测量单元的空间测量范围为150倍衍射极限(DL),空间分辨率为0.3倍DL,测试数据的RMS误差为0.15%。信噪比测量单元的时间测量范围为30ps,时间分辨率为0.3ps,动态范围为106。基于拍瓦实验提供的测试数据表明,皮秒参数测量系统能够稳定可靠地提供以上参数的实时测试数据,实现拍瓦装置的运行状态诊断功能。     

一种低调谐增益变化的宽带电感电容压控振荡器

设计了一个应用于数字电视调谐器的宽带电感电容压控振荡器.该振荡器包含了一个开关可变电容阵列,用以抑制调谐增益的变化.整个电路采用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明:压控振荡器的频率范围从1.17GHz至2.03GHz(53.8%);调谐增益从69MHz/V变化至93MHz/V,其变化幅度与最大值相比为25.8%;最差相位噪声为-126dBc/Hz@1MHz;在1.5V电源电压下,压控振荡器的功耗约为9mW.     

Wollaston棱镜分束角的光谱特性

提要:为了了解Wollaston棱镜分束角随入射光波长的变化规律,我们对其分束角的光谱特性从理论上进行了分析,并进行了实验测试,结果表明:入射光波长对Wollaston棱镜的分束角有一定的影响,其规律为:棱镜的结构角越大,入射光波长对分束角的影响越大:紫外光谱区的影响大于可见和红外光谱区。对于Wollaston棱镜分束角的对称性,其特点为:棱镜结构角越大,入射光波长越短,对称性越差。     

n-on-p结构深台面延伸波长InGaAs探测器的ICPCVD钝化工艺

采用ICP刻蚀(inductively coupled plasma etching)工艺制备了深台面n-on-p结构的可响应到2.4μm的延伸波长8×1元线列In Ga As探测器.器件表面采用ICP源激发的N2等离子体进行处理,然后再使用ICPCVD(inductively coupled plasma chemical vapor deposition)沉积一层Si Nx薄膜的钝化工艺.不同面积光敏元器件的电流—电压特性分析显示器件在常温和低温下侧面电流均得到有效抑制,激活能分析显示了器件优异的暗电流特性,在-10 m V偏压下,在200 K和300 K温度下暗电流密度分别为94.2 n A/cm2和5.5×10-4A/cm2.     

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。     

InGaAs探测器片上集成滤光膜的微结构与性能

为了适应未来红外焦平面探测器系统小型化、集成化和高精度的发展要求,采用了热蒸发方法分别在InP衬底和InGaAs探测器上实现了中心波长为1.38μm滤光膜的片上集成。利用偏光显微镜、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)以及红外傅里叶光谱(FTIR)等实验手段研究了滤光膜的表面界面形貌和光学性能,结果显示,滤光膜为法布里-珀罗三谐振腔结构,与膜系设计一致;滤光膜中心波长为1.38μm,透射率在60%左右。对集成滤光膜InGaAs器件的电学和光学性能测试分析表明,滤光膜制备工艺对器件的电流电压特性和噪声基本没有影响;而集成滤光膜器件的响应要优于滤光膜分离器件的性能。     

InGaAs近红外线列焦面阵的研制进展

研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件.焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装.光敏芯片在Inp/InGaAs/InP(p-i-n)双异质结外延材料上采用台面结构实现,并与128×1或512×1元CTIA结构的读出电路耦合.焦平面器件置于双列直插金属管壳中,采用平行缝焊的方式进行封装.介绍了高均匀性长线列InGaAs焦平面组件的关键技术和主要性能结果,为更长线列焦平面组件的研制提供了坚实的基础.