基于伴随法逆向设计的硅基分模器

基于伴随优化设计算法逆向设计了一种高集成度硅基分模器。通过优化设计得到横电模TE₀和TE₁双模分模器的尺寸仅为5.5μm×4μm,其可在不改变模阶数的情况下实现模式高效分离。理论结果显示：当输入TE₀模式时,中心波长处的插入损耗和串扰分别为0.14 dB和-23.8 dB;当输入TE₁模式时,插入损耗和串扰分别为0.48 dB和-22.45 dB;工作带宽覆盖150 nm时,TE₀和TE₁模式的插入损耗分别低于0.44 dB和1.16 dB。基于全矢量三维有限时域差分法分析了±15 nm制备容差,两种模式的插入损耗低于0.79 dB,串扰低于-18.37 dB。所提出的紧凑型硅基分模器可应用于片上模分复用系统,为大容量片上光通信和光互联提供可行器件。     

高光谱和集成学习的鸭梨黑斑病潜育期快速识别方法

鸭梨黑斑病在感染早期阶段引起感染区域外观的变化很微小,肉眼难以观察,因此对其早期识别仍然是困难的。结合高光谱成像技术和Stacking集成学习算法,实现了鸭梨黑斑病的潜育期识别检测。首先,获取健康和不同腐败程度黑斑病鸭梨样品的原始高光谱图像,基于图像选取感兴趣区域(ROI),然后对提取的平均光谱数据进行一阶导数(FD)、二阶导数(SD)、标准正态变量变换(SNVT)及组合SNV-FD和SNV-SD预处理后,采用竞争性自适应权重取样法(CARS)提取特征波长的光谱信息。最后基于筛选出的特征信息分别建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)、 K最邻近法(KNN)、随机森林(RF)和线性判别分析(LDA)分类模型。其中,预测效果最好的组合为SNV-FD-LSSVM,SNV-KNN和SNV-FD-RF,准确率分别达到94%, 88%和88%。四种算法建立的模型中,测试集准确率不低于85.00%的个数分别为5、 3、 2和0,因此优选出LS-SVM、 KNN和RF三个分类器用于后续的集成学习。为提高模型准确率,以优选出的LS-SVM、 KNN和RF三种模型作为基分类器构建Stacking学习框架,...     

TPL与C语言的混合编程方法研究

TPL是IEEE Std 1641 标准提出的新一代面向信号测试语言。与ATLAS不同,TPL是一种嵌入式语言,需要与载语言混合编程使用;文章首先分析了TPL语言的特点和实现难点;接下来,提出了TPL与C语言的混合编程实现方法,设计并实现了一个TPL-C翻译器;最后,文章开发了一个预编译组件,将TPL-C翻译器集成到商业的测试软件开发环境——LabWindows/CVI中;实际应用结果表明,文章设计的TPL-C翻译器和预编译组件实现了TPL与C语言的混合编程,为面向信号测试程序开发提供了一个友好的混合编程环境。     

能量收集传感器网络中改进的能耗管理方案研究

能量收集传感器平台为网络协议的设计开辟了新的领域。为了支持网络的运行,能耗率不得高于能量收集率,否则,传感器节点会最终耗尽它们的能量。与资源处于静态的传统网络资源分配问题相比,充电速率的时间可变性带来了新的挑战。在本文中,我们首先研究了一种基于高效对偶分解和次梯度策略的算法QuickFix,计算出数据采样率和路由。然而,再次充电发生波动时的时标可能会快于传统方法的收敛时间,进而导致电池断电和溢出,这会造成采样丢失和能量收集机会丢失。为了解决这一动态问题,我们提出一种本地算法SnapIt,通过对采集率进行调节以维持电池电量在目标水平上。基于TOSSIM模拟器的性能评估表明,QuickFix和SnapIt联合起来可以跟踪网络瞬时最优效用,同时维持电池电量处于目标水平。与基于余压的IFRC相比,本文方法使总体数据速率平均提升42%,同时显著提升了网络效用。     

基于AI-ESTATE标准的贝叶斯网络诊断模型研究

贝叶斯网络在解决复杂装备中不确定性和关联性引起的故障中具有很大优势,建立符合AI-ESTATE标准的贝叶斯网络模型,对实现其通用性至关重要;首先介绍了AI-ESTATE标准的主要内容、体系结构和六种信息模型;其次,在对贝叶斯网络进行分析的基础上,研究如何将公共元素模型扩展为贝叶斯网络模型,详细介绍了拓展过程并给出了拓展框图,同时对各实体和属性进行了说明;最后,针对标准中采用的EXPRESS描述语言编辑工具少、通用性差等问题,采用XML语言对其交换文件进行描述,使得诊断信息具备更好的可移植性和互操作性。     

基于ATEasy的通用射频测试系统研究与实现

针对引进现代电子装备及系统中射频模块故障频发的问题,为实现对引进电子装备及系统射频模块的自动测试及故障诊断,达到降低外送维修成本、缩短维修周期、提高维修效率等目的,研制通用射频测试系统。通用射频测试系统硬件基于GPIB及VXI总线技术集成精密测试仪器仪表实现,利用VXI矩阵开关构建模块串并回路,设计系统通用接口适配器,提出自动测试射频模块工作电流及电压的电路设计;软件架构及测试程序采用美国GEOTest公司的ATEasy8.0。目前基于ATEasy集成开发环境开发射频模块测试程序,已实现20余种射频模块的自动测试及故障诊断。经验证,测试结果有效。该系统为引进现代电子装备及系统射频模块的测试开辟新的途径,提供新的支持。     

圆弓形散射元构建的耦合波导的慢光特性研究

选取高品质因数的圆弓形散射元微腔构建耦合波导,通过改变散射元参数和耦合腔散射元平移等方法,得出光子晶体耦合腔波导结构的慢光变化规律,并实现很好平带下的极高群折射率。模拟结果显示,不同微腔个数的耦合波导,通过调整短轴/长轴之比和散射元平移等方式,不仅可以获得各种平带慢光曲线,还可以获得群折射率从4.10×104到1.35×105的超低慢光结构。     

冲突条件下最优行动策略选择分析——基于序贯决策博弈方法

基于国家战略选择高度,构建了一个处于冲突条件下的国与国之间资源分配模型,从动态均衡角度出发,分析一国最优的行动策略选择问题.通过比较先后行动与同时行动博弈之间的收益,验证行动策略对冲突均衡的影响.从结论上看:无论是对于防卫国,还是对于掠夺国来说,选择先行动策略,将使本国与同时行动博弈相比获得更大收益,总是一国最优的博弈策略.     

基于表面等离激元的金属波导全光开关设计

利用金属表面等离激元(SPP)对光波的束缚和局域增强作用,设计了一种基于金属-电介质-金属波导布拉格光栅的全光开关。根据波导的电介质材料及其结构对有效折射率的调制作用,确定了开关各结构组成部分的材料和尺寸。通过引入金属波导滤波结构对抽运光和信号光进行了有效地分离,防止了抽运光对信号光及后续光路的干扰。使用时域有限差分算法(FDTD)对开关性能进行仿真,结果表明:新设计的全光开关在抽运光的光强为50 MW/cm2时其消光比达到7.32 d B,开关响应时间小于2 ps,结构的横向尺寸约为400 nm。     

硅基光源的研究进展

随着人们对大容量、高速和低成本的信息传播的要求越来越迫切, 近年来硅基光电子学得以蓬勃发展, 但硅基光源一直没有得到真正的解决, 成为制约硅基光电子学发展的瓶颈. 硅的间接带隙本质给高效硅基光源的实现带来很大困难, 实用化的硅基激光是半导体科学家长期奋斗的目标. 本文分别介绍了硅基发光材料、硅基发光二极管和硅基激光的研究进展, 最后总结了目前各种硅基光源面临的问题和未来的发展方向.