自由大气紫外光学通信的研究

本文对紫外日盲区光谱在近距离、保密通信中的应用进行了探讨 ,并建立了紫外光学通信原理实验系统。所描述的系统是以日盲区紫外光作为信息载体的 ,用被调制的低压汞蒸汽紫外放电灯作为发射器件 ,以日盲型滤光片和光电倍增管或日盲型紫外光电倍增管作为接收器件 ,以达到在任何时间和在任何气候下完成窄频带模拟或低速数字信号的传输。由于近地表大气臭氧层的吸收 ,所以传输距离被限制在一个较小的范围内 ,构成了短距离的、秘密的、安全的和抗干扰的通信系统 ,并且不需要传统意义上的天线。由于地球大气上层臭氧的吸收作用 ,阳光中的日盲区 (2 0 0～ 2 80 nm)辐射几乎无法到达地球表面 ,因此 ,采用这个波段的光学通信系统几乎不会受到太阳光的干扰。典型的大气臭氧浓度高度分布大约在距地表 2 5 km处达到最高值 ,在海平面处有一个较低的值。相对较低的浓度值来说 ,虽然紫外辐射传输有限 ,但是具有足够远的距离 ,同时可达到安全、秘密和抗干扰的目的     

Majorana fermions induced fast- and slow-light in a hybrid semiconducting nanowire/superconductor device

We investigate theoretically Rabi-like splitting and Fano resonance in absorption spectra of quantum dots(QDs)based on a hybrid QD-semiconducting nanowire/superconductor(SNW/SC)device mediated by Majorana fermions(MFs).Under the condition of pump on-resonance and off-resonance,the absorption spectrum experiences the conversion from Fano resonance to Rabi-like splitting in different parametric regimes.In addition,the Fano resonances are accompanied by the rapid normal phase dispersion,which will indicate the coherent optical propagation.The results indicate that the group velocity index is tunable with controlling the interaction between the QD and MFs,which can reach the conversion between the fast-and slow-light.Fano resonance will be another method to detect MFs and our research may indicate prospective applications in quantum information processing based on the hybrid QD-SNW/SC devices.     

B原子的掺杂对富勒烯C32的电子传输特性与负微分电阻效应的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼原子的掺杂对于富勒稀C32分子的电子传输特性与负微分电阻效应的影响．结果显示硼原子的掺杂明显改变了C32分子的电子传输特性和负微分电阻效应．同时研究了掺杂的硼原子的个数多少对C32分子的影响．     

高精度光学对准测量装置的设计

设计了一套光学对准测量装置,该装置主要由面阵CCD相机、光学镜头、图像处理模块、LED红光光源、球面反光镜组成。介绍了测量原理,测量目标采用等腰三角形排列,通过面阵CCD对目标所反射的图像进行采集,由图像处理模块对该图像进行实时处理,能够同时得到X、Y、Z以及旋转角度等四维坐标数据。推导了光斑图像坐标和被测平面距离等计算公式,并进行了对准精度分析。结果表明,该装置位置误差〈1mm,角度误差为0．24°,实现了高精度、自动、快速对准测量。     

Effects of Y incorporation in TaON gate dielectric on electrical performance of GaAs metal–oxide–semiconductor capacitor

In this study, GaAs metal–oxide–semiconductor (MOS) capacitors using Y‐incorporated TaON as gate dielectric have been investigated. Experimental results show that the sample with a Y/(Y + Ta) atomic ratio of 27.6% exhibits the best device characteristics: high k value (22.9), low interfacestate density (9.0 × 10¹¹ cm^–2 eV^–1), small flatband voltage (1.05 V), small frequency dispersion and low gate leakage current (1.3 × 10^–5A/cm² at V_fb + 1 V). These merits should be attributed to the complementary properties of Y₂O₃ and Ta₂O₅:Y can effectively passivate the large amount of oxygen vacancies in Ta₂O₅, while the positively‐charged oxygen vacancies in Ta₂O₅ are capable of neutralizing the effects of the negative oxide charges in Y₂O₃. This work demonstrates that an appropriate doping of Y content in TaON gate dielectric can effectively improve the electrical performance for GaAs MOS devices.

Capacitance–voltage characteristic of the GaAs MOS capacitor with TaYON gate dielectric (Y content = 27.6%) proposed in this work with the cross sectional structure and dielectric surface morphology as insets.     

基于形态学水线区域的深度图像分割

深度图像分割是基于特征关系图匹配的曲面物体识别中的关键技术之一,针对已有深度图像分割方法存在的问题,提出了一种基于二值形态学的水线区域增长算法对深度图像进行分割。首先用结构元素迭代腐蚀深度图像形成距离图像;然后根据距离图像计算极限腐蚀的集合,提取出目标的种子点;最后用条件粗化从种子点开始生长回到原尺寸但不使各区域相连,完成深度图像的分割。实验证明,算法的分割结果与人的主观视觉感知具有良好的一致性。     

一种大功率窄脉冲半导体激光器测试台的研制

大功率窄脉冲半导体激光器主要光电性能参数为:输出峰值光功率、阈值电流、正向电压、上升时间、峰值波长、光谱半宽、半强度角.根据激光制导系统对大功率窄脉冲激光器参数的特殊测试要求,研制一种大功率窄脉冲激光器测试平台,将小型化大功率激励器功放模块、大范围可调DC-DC模块、信号源板、激光器座、光学准直镜集成在一个平台上,与峰值功率计、光谱仪、CCD摄像机等仪器配合,可测出大功率窄脉冲激光器的峰值功率、峰值波长及波长随温度变化的漂移特性、发光芯均匀性等参数.介绍了大功率窄脉冲激光器测试台的特点,并对测试结果作了论述.     

非即变相位共轭反馈对半导体激光器动态特性的影响

从四波混频产生相位共轭的物理原因出发,定义了相位共轭镜（PCM）的响应时间．建立起非即变相位共轭反馈条件下半导体激光器的外腔模型。以响应时间及频率失调为参变量,对其分岔及噪声等动态行为进行数值分析。结果表明,不考虑噪声影响时,增加相位共轭镜响应时间会使混沌带出现的次数和范围得到较大的抑制,当响应时间增大到1．5ns时,混沌带消失,半导体激光器保持稳定的单周期状态;考虑噪声影响后,随若响应时间的相对强度噪声（RIN）可减小几dB甚至十几dB,产生突变需要的反馈量也增大一个数量级以上,且其频谱的峰值向高频方向移动;另外,由于共轭反馈引起的频率失调低于半导体激光器激射频率3个数量级以上．它只对分岔特性有影响．对相对强度噪声的影响几乎为零。     

光锥导光装置耦合效率分析与测试

介绍了光锥导光装置的优势,分析了影响光锥导光装置耦合效率的主要因素,得出了影响光锥导光装置耦合效率的理论模型误差曲线。以光锥端面反射损耗及光纤辐射损耗为主要误差源,测试了光锥导光装置的耦合效率及误差对耦合效率的影响;采用分光比标定的方法测量导光装置的耦合效率,消除了由于激光器输出能量变化给试验中脉冲能量测量环节带来的影响;根据试验测量数据,拟合出误差对耦合效率的影响曲线,通过与理论误差曲线进行对比,验证了理论模型的正确性,同时测得该耦合装置的耦合效率为70．26％。在激光束的入射角度误差〈5°,且在光纤耐受弯折允许范围内甩动光纤的情况下,总误差对耦合效率的影响〈10％,满足实际工程误差的允许范围。该耦合装置已经应用到实际工程中。     

空地激光通信系统中捕获子系统仿真

针对空地激光通信系统,推导了复合光栅螺旋扫描捕获方法所需的最大捕获时间、平均捕获时间和捕获概率的计算公式,建立了捕获性能仿真模型,分析了捕获时间和捕获概率的关系,以及空中平台的相对速度对捕获系统的影响和抑制方法.仿真结果表明,当通信终端的捕获不确定区域为50mrad,扫描重叠因子为0.12时,捕获探测器的信噪比大于6时,空地激光通信系统总的捕获概率优于95%,最大捕获时间约为36s,平均捕获时间约为12s.