A novel all-fiber micro-displacement sensor based on long period grating and tip structure

A novel high sensitivity all-fiber micro-displacement sensor is proposed and experimentally demonstrated. This sensor consists of a long period fiber gating and a fiber tip, which is achieved only by a commercial arc discharge fusion splicer, and thus possesses a lower cost. The wavelength sensitivity of the proposed sensor could be up to 934 pm/μm,which is four times higher than that of the long period fiber grating （LPFG） with an air cavity structure. The intensitychange sensitivity is - 1.973 dB/μm.     

一种基于保角变换的环形栅晶体管用作ESD防护器件的建模方法

This paper proposes a novel technique for modeling the electrostatic discharge （ESD） characteristic of the enclosed-gate layout transistors （ELTs）. The model consists of an ELT, a parasitic bipolar transistor, and a substrate resistor. The ELF is decomposed into edge and comer transistors by solving the electrostatic field problem through the conformal mapping method, and these transistors are separately modeled by BSIM （Berkeley Short- channel IGFET Model）. Fast simulation speed and easy implementation is obtained as the model can be incorporated into standard SPICE simulation. The model parameters are extracted from the critical point of the snapback curve, and simulation results are presented and compared to experimental data for verification.     

I/V特性扫描在静电放电试验中的应用

随着超大规模集成电路工艺的高速发展,特征尺寸越来越小,而静电放电(Electrostatic Discharge)对器件可靠性的危害变得越来越显著。因此,静电放电测试已经成为对器件可靠性评估的一个重要项目。I/V特性扫描是静电放电试验中必不可少的一环。文章介绍了I/V特性扫描的目的、波形、程序、扫描过程中遇到的问题和应用。     

静电放电器件充电模型CDM失效机理分析

CMOS集成电路进入纳米时代,电路的功能日趋复杂,面积也不断增加,电路自身存储的静电电荷对电路造成的损伤将不可忽视,在失效分析中,这种失效模型称为器件充电模型。详细介绍了器件充电模型与人体模型及机器模型在电路原理和电流波形上的不同之处,分析电路上存储电荷的机理和原因,主要是由于电路在生产和使用环境中受到静电源的感应以及电路和其他物体或空气的摩擦等造成。详细分析器件充电模型引起电路损伤的失效机理,器件充电模型作为一个电荷驱动型,其电流方向主要是由电路内部向外部流动,其电流大、上升速度快,会对电路的栅极造成损伤。     

MCT与Clustered IGBT在大功率应用中的比较研究

针对两种应用于大功率领域的半导体器件——栅控晶闸管(MCT)和组合式绝缘栅晶体管(CIGBT),采用数值仿真软件进行了比较研究。静态仿真结果表明MCT具有更低的正向压降,只有CIGBT的50%左右,而CIGBT得益于其电流饱和特性,具有更大的短路安全工作区。开关仿真结果表明CIGBT具有比MCT更短的关断时间和更小的关断能量,更适合应用于高频领域。同时研究了MCT和CIGBT在脉冲放电应用中的特性,结果表明MCT具有更大的脉冲峰值电流和更快的电流上升率,并首次论证了脉冲放电过程中器件物理机制的区别。     

用于真空弧等离子体放电阴极温度场测量的多光谱高温计

阴极表面温度是真空弧等离子体放电过程中一个重要参数,对真空弧等离子体的形成、电极腐蚀预测、热传导以及离子源的寿命都有重要影响。真空弧离子源的阴极具有目标小,放电过程快等特点,其温度的测量,对于时间分辨率和空间分辨率要求都很高,阴极表面温度的测量技术的欠缺,使得仅靠理论解析获得的结果难以得到验证。并且等离子体放电过程中测量仪器极易受到弧光的影响,如何避免放电过程中等离子体的辐射也是采用辐射法测量阴极表面温度要考虑的问题。这无疑给其温度场的测试研究带来困难。针对脉冲真空弧等离子体开展阴极表面温度测试实验有着重要意义,在分析了真空弧等离子体放电特性以及背景辐射特性和等离子体放电阴极测温的实际需求,本文基于高速CCD相机研制了一种新型的多光谱高温计。该高温计采用单色高速CCD相机,主要避免RGB彩色相机不能完全滤除背景辐射的弧光。为使用单色CCD相机实现多光谱辐射测温,设计了高温计的光学系统,该系统采用4孔径分光系统。将4种不同波长的滤光片嵌入到1个滤光片中。该研究设计的高温计可用于2 000~6 000 K的等离子体温度测量。并在中国工程物理研究院电子工程研究所进行现场测试,测试过程中将研制的高温计,通过外部触发形式对等离子体放电过程进行跟踪拍摄,高温计完全拍摄到等离子体放电过程。利用真空弧等离子体金属电极阴极放电的实测数据对高温计进行了验证。实验结果表明,设计的新型多光谱高温计能够用于测量真空弧等离子体放电时阴极温度场信息,测量的温度值低于放电电极的沸点温度,与等离子体放电过程中出现气化现象相符,说明高温计测的是等离子体放电阴极的温度。     

微量原位水质总碱度在线检测新方法研究

为实现原位水质总碱度快速准确检测的需求,融合顺序注射分析（sequential injection analysis, SIA）与连续光谱检测法,设计了一种小型微量原位水质总碱度在线快速检测仪,系统主要通过设计滴定池将SIA和连续光谱检测法应用于总碱度自动化滴定检测流程,并对连续光谱检测法判断滴定临界值的新方法进行实验研究。基于国标总碱度检测中工业循环冷却水及地表水总碱度的测定标准,设计了原位水质总碱度检测流程,并以顺序注射技术为控制滴定流程基础,在连续光谱扫描测量溶液检测过程的条件下,使用酚酞和甲基橙作为指示剂,对水质总碱度进行滴定分析。通过连续光谱扫描对酚酞碱度及甲基橙碱度滴定过程进行监测,以吸光度曲线552 nm处峰值归零作为酚酞碱度滴定临界值判断条件;以吸光度曲线峰值由465 nm偏移至504 nm处作为甲基橙碱度滴定临界值判断条件;分析通过滴加不同剂量酚酞和甲基橙指示剂所得溶液吸光度曲线得出最佳指示剂用量分别为0.01和0.04 mL。该系统利用最小二乘拟合算法建立总碱度测定的回归模型,并对检测系统及检测流程进行优化,实验结果表明,水质总碱度在0.20~25.00 mmol·L-1范围内与盐酸消耗量线性相关,工作曲线拟合系数≥0.994 2;测定总碱度重复性相对标准偏差（RSD）为0.207%~1.151%;废液量≤16 mL;最低检出限为0.03 mmol·L-1;样品加标回收率在97.2%~102.3%之间;与国标法对比实验结果无明显差别。利用连续光谱检测法判断滴定临界值的新方法对于提升水质总碱度检测仪的技术性能具有重要意义,可适用于系统网格化监控地表水、循环冷却水、养殖循环水等多种监测应用平台。     

多次放电的激光诱导击穿光谱信号增强

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种广泛应用于科学和工程方面的元素分析技术。LIBS测量一些微量元素时存在探测极限高的不足,因此增强LIBS信号强度,降低元素探测极限,对扩展其应用范围有着重要的意义。为了实现LIBS光谱信号的增强,提出多次放电增强激光诱导击穿光谱方法,并以固体铝合金材料为例进行了光谱信号强度增强的研究。实验发现,激光作用在铝合金材料上烧蚀样品产生等离子体并溅射到样品上方高压放电电极所在区域,该区域在等离子体产生之后50 μs之内均可以诱导高压电极放电。因此采用高频脉冲电源可以实现一次LIBS产生的等离子体诱导电极多次放电。多次放电会对等离子体进行多次激发,同时多次放电对等离子的加热作用会延缓等离子体冷却速率从而延长等离子体的持续时间,两者共同作用可以增强LIBS光谱信号强度,进而降低LIBS对微量元素的探测极限。使用频率为100 kHz的高频直流脉冲电源,利用数字延迟脉冲发生器同步激光与高压电源,在激光过后3.6 μs触发高压放电,一次LIBS产生的等离子体可以诱导电极5次放电,即对等离子体进行5次激发和加热。利用光谱仪对5次放电等离子体光谱进行积分测量。实验结果表明：使用多次放电增强之后,等离子体持续时间得到大幅延长,光谱信号强度得到大幅增强,其中,Mg Ⅱ (~279 nm)的信号强度可以增强约48倍,Al Ⅱ (~358 nm)的信号强度可以增强约72倍,微量元素Mn Ⅰ (~403 nm)的信号强度增强约6.3倍,微量元素Cu Ⅰ (~403 nm) 的信号强度增强约8.3倍。Mn Ⅰ (~403 nm)和Cu Ⅰ (~403 nm) 的探测极限分别降低为LIBS单次放电的1/6和1/8。多次放电增强激光诱导击穿光谱方法很好地增强了LIBS的光谱信号强度,降低了对微量元素的探测极限,扩展了LIBS技术的应用范围。该方法有潜力应用到贵重物品、稀有材料及文物的鉴定之中。     

一种电流型超导储能脉冲变压器的放电模式

本文针对高温超导电感储能脉冲变压器(HTSPPT)提出了一种振荡放电模式.该模式中HTSPPT的原边绕组电感与电容器组成振荡回路,放电时原边电流通过该振荡回路使电流变化量增加,使得副边绕组感应出更大的电流脉冲.在放电过程中,电容器作为能量转换器件可实现开关的零电压关断,避免了断路开关出现过电压的问题.本文对振荡放电模式的工作原理进行了理论分析,利用一个小型HTSPPT搭建了小型实验系统,成功实现了从电流100A到3.78kA的放大,证明了的该放电模式的可行性.     

基于循环队列的图像数据动态码本的数据结构研究

根据图像数据相关性及计算机体系结构中内存和cache的作用，在码本数据库和被匹配的码字之间建立一个存储结构，这个存储结构用来存储最近使用频率较高的码字。在本存储结构中引入了循环队列的概念，因而关于本存储结构的许多算法都体现了队列先进先出的特点，正好和相邻图像数据的相关性相吻合。所以这个数据结构解决了输出码字和搜索最佳码字之间的速度差异。