GaN压电半导体杆的非线性动态响应研究

利用有限元分析方法,研究了p型GaN压电半导体杆在简谐力作用下的拉伸振动问题,得到了位移、电势和空穴浓度非线性动态响应的数值解,并分析了简谐力对p型GaN压电半导体杆力电耦合性能的调控作用。研究结果表明,简谐力显著地影响压电半导体杆内力电场的分布情况:由于电流密度中的电非线性项,电场和空穴浓度的分布失去对称性或反对称性;力电场在简谐力驱动下表现为周期性变化,但空穴浓度的动态响应表现为明显的非对称波动。     

不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析

硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier, SiPM）具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其他单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符（R²>0.95）。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。     

多分辨率融合输入的U型视网膜血管分割算法

针对视网膜血管拓扑结构不规则、形态复杂和尺度变化多样的特点,该文提出一种多分辨率融合输入的U型网络(MFIU-Net),旨在实现视网膜血管精准分割。设计以多分辨率融合输入为主干的粗略分割网络,生成高分辨率特征。采用改进的ResNeSt代替传统卷积,优化血管分割边界特征;将并行空间激活模块嵌入其中,捕获更多的语义和空间信息。构架另一U型精细分割网络,提高模型的微观表示和识别能力。一是底层采用多尺度密集特征金字塔模块提取血管的多尺度特征信息。二是利用特征自适应模块增强粗、细网络之间的特征融合,抑制不相关的背景噪声。三是设计面向细节的双重损失函数融合,以引导网络专注于学习特征。在眼底数据用于血管提取的数字视网膜图像(DRIVE)、视网膜结构分析(STARE)和儿童心脏与健康研究(CHASE_DB1)上进行实验,其准确率分别为97.00%, 97.47%和97.48%,灵敏度分别为82.73%, 82.86%和83.24%,曲线下的面积(AUC)值分别为98.74%, 98.90%和98.93%。其模型整体性能优于现有算法。     

不同形变配准对头颈部CT图像的剂量评估研究

形变图像配准(deformable image registration, DIR)是自适应放射治疗(adaptive radiotherapy, ART)中轮廓推衍和剂量累积的关键过 程。 本研究比较3种不同形变配准算法在自适应放疗过程中轮廓推衍和剂量累积的变化。选择头 颈部癌症患者的放疗影像数据图像进行这项研究,刚性配准后采用B样条弹性配准和LCC- Demons配准算法,其中B样条弹性算法研究了两种优化指标:归一化互相关、归一化互相 关结合弯曲能量惩罚(bending energy penalty, BEP) 正则化。剂量评估采用剂量参数D₉₅、Dmin、D_mean、Dmax和均 匀性指数(homogeneity index, HI)来评价累积剂量与初始剂量的差异。几何评估使用Dice 相似性系数(Dice similarity coefficient, DSC)和 Hausdorff距离(Hausdorff distance, HD)来评价体积之间的重叠度。经过实验,几何评估所得的PTV(planning target volume)靶区、左腮腺、 右腮腺Dice系数在B样条弹性配准的两种优化算法和LCC-Demons算法中分别为:0. 82、 0.83、0.86,其中在LCC-Demons算法下得到的Dice系数达到了最大值0.91, 所得的Hausdorff距离均在1—3 mm之间,DSC重叠度结果与表明偏差 距离均在临床可接受的 范围内。对于剂量评估,相应的HI值分别为:1.089、1.082、1.081,LCC-Demons同样达到 了最小值1.081,本实验中LCC-Demons在轮廓推衍和剂量映射中均取 得了较好的效果,同 时也为临床环境下对配准质量的评估提供了一定的借鉴。     

Nb∶SrTiO3阻变单元及1T1R复合结构的电离辐射总剂量效应研究

开展了Nb∶SrTiO_(3)阻变单元及1T1R复合结构的X射线总剂量效应实验研究。结果表明,Nb∶SrTiO_(3)阻变单元在累积剂量达到10 Mrad(Si)时依然能够保持良好的阻变特性,高、低阻态未发生逻辑混乱。1T1R复合结构中的NMOS选通晶体管对电离辐射较为敏感,在栅氧化层中辐射感生氧化物陷阱电荷的作用下,NMOS器件阈值电压逐渐向负方向漂移,泄漏电流逐渐增加,进一步导致关态条件下(V_(G)=0 V)对阻变存储单元的错误读写。通过选用抗辐射加固NMOS选通晶体管,可显著提升1T1R复合结构的抗总剂量能力。     

基于铌酸锂薄膜的Y波导集成调制器设计

近年来,基于薄膜铌酸锂（TFLN）平台的高性能电光调制器以其小体积、低能量损耗等特点受到广泛关注。本文提出了一种新的具有垂直电极结构的Y波导铌酸锂薄膜电光调制器。研究了调制器的半波电压与缓冲层厚度之间的关系,优化了Y波导的设计参数,最后设计得到插入损耗<5 dB, 半波电压<1.5 V的高性能调制器。本文不仅为基于TFLN平台的小型化波导的设计和实现提供了思路,而且为制造高性能和多功能的电光调制器提供了实验依据。     

溅射法制备n型碲化镉薄膜的光电化学特性研究

采用溅射法制备了n型碲化镉薄膜。研究了不同沉积时间制备的n型碲化镉薄膜的形貌、结构和光学性质,以及薄膜厚度和退火工艺对n型碲化镉薄膜光电化学特性的影响。实验结果表明,溅射时间为25 min的碲化镉薄膜具有较好的PEC性能。退火工艺可以提高沉积的n型碲化镉薄膜的光电化学性能。当用饱和氯化镉溶液涂覆碲化镉薄膜并在真空中400 ℃退火时,n型碲化镉薄膜的光电化学性能最佳,光电流达到301 μA/cm²。     

舰载激光武器作战运用研究北大核心CSCD

舰载激光武器以其独特的制胜机理将成为未来海上防空反导作战的利器,能够在复杂战场环境下灵活运用,打击不同作战对象的薄弱环节。结合作战任务,分析梳理舰载激光武器的典型作战模式,并在此基础上总结归纳舰载激光武器的运用策略。为相关领域研究提供一定参考。