高灵敏度级联长周期光纤光栅温度与应变传感的理论研究

根据长周期光纤光栅(LPFG)的温度和应变特性,从理论上设计一种具有更高灵敏度的传感器。将两个具有不同包层参数和周期的长周期光纤光栅串联起来,构成光纤光栅传感器;并对其进行数值模拟,结果表明此传感器具有更高的温度和应变灵敏度,同时能实现双参数测量。对影响传感器灵敏度的因素进行了进一步分析表明光栅包层参数、周期对灵敏度都有一定影响,在其他参数不变的情况下高阶模次的灵敏度高于低阶模次,这一结果能进一步提高灵敏度。     

短螺距手性液晶热敏旋光特性的研究

利用Berreman 4×4矩阵建立理论模型对短螺距手性液晶的旋光率进行求解,使用MATLAB计算得到了手性液晶旋光角随入射角、螺距、盒厚等外界因素变化规律的仿真结果,且通过实验验证了此方法的准确性。对手性液晶旋光效应作为热敏材料的使用进行了实验探究,使用旋光仪测量螺距为250~310nm的手性液晶旋光角,得到手性液晶的热敏旋光特性。结果显示,螺距不同时,液晶的旋光角随温度具有不同程度的变化,但每种螺距下,手性液晶旋光率随温度的变化明显且规律。验证了旋光率热敏效应的稳定性,结果证明将手性液晶作为一种潜在的热敏材料应用的可行性,为手性液晶在温度传感器中的应用提供了实验依据。     

一种改进的各向异性扩散超声图像去噪算法

针对传统的各向异性扩散算法中扩散系数函数的平滑效果不好,扩散过程中扩散门限K的选取依靠经验确定,扩散过程对图像细节保护不足的问题,提出了一种改进的各向异性扩散算法。介绍了几种当前比较典型的各向异性扩散去噪算法;在典型算法分析的基础上提出了一种基于自适应中值滤波的改进扩散模型;根据扩散系数应满足的3个条件及经典的扩散系数函数,提出了改进的扩散模型中的改进扩散系数函数;提出了一种扩散门限K的自适应选取的方法。通过在改进的扩散模型中使用改进的扩散系数函数并结合扩散门限K的自适应选取,对超声图像进行去噪。实验结果表明,所提算法优于PM模型、Catte模型、王常虹算法等,去噪后图像的FOM值比PM模型高出3.34%,PSNR值比PM模型高出0.250 6。该算法在去除散斑噪声的同时有效保护了图像的细节及边缘,有助于医务人员对患病区域的准确诊断。     

负荷跟踪发电系统自适应控制方法

随着智能电网的建设,电力系统要求发电机组既能快速响应负荷变化,又能保证自身安全经济地运行。发电系统中锅炉蒸汽温度控制过程的动态特性随负荷的大小而变化,并且存在控制量和操作量产生相互干扰等问题。文中提出了一种能够进行负荷跟踪的模型参考自适应控制系统,并利用梯度法推导出可以快速调节误差的参量调整机构,以确保系统的稳定性和抗干扰性。并进行了数据仿真,其仿真结果表明,采用模型参考自适应控制系统能够得到动态性能参数和控制效果,具有一定的理论指导意义和应用前景。     

有铝激光器和无铝激光器特征温度对比研究

为了测量两种有源区材料半导体激光器的温度灵敏度,文中对InGaAsP/GaAs无铝和AlGaInAs/AlGaAs/GaAs有铝的808 nm大功率半导体激光器,采用阈值电流法衡量两种有源区材料激光器的特征温度。在各种温度下实验性地测量激光器的P-I曲线,并采用线性拟合法得到阈值温度线性关系,实验结果表明有铝激光器温度性能明显优于无铝激光器。     

黑曲霉孢子灭活前后红外消光特性

黑曲霉孢子是生物气溶胶的重要组成部分,质量消光系数是研究黑曲霉孢子电磁衰减特性的重要参数。采用压片法测量了灭活前后黑曲霉孢子2.5~15 um 波段的反射光谱,并利用Krames-Kronig(K-K)关系计算了黑曲霉孢子红外波段的复折射率。基于Mie 散射理论求出了灭活前后黑曲霉孢子红外波段的质量消光系数,并对结果进行了分析和讨论。分析结果表明:3~5 um 波段,灭活后平均质量消光系数降低了4.6%,8~14 um 波段,灭活后平均质量消光系数降低了89.5%,由此可知,保持活性对于提高黑曲霉孢子的电磁衰减能力具有重要的意义。     

一种LC-VCO 1/f3相位噪声优化方法

建立了差分互补型电感电容压控振荡器(LC-VCO)的等效分析模型.采用有效截止频率厂T.e.来表征MOS管的充放电能力,结合振荡器起振后共模输出电压下降的现象,提出了优化1/f3相位噪声的方法.采用该方法并结合跨导效率gm/ID设计方法,实现了LC-VCO 1/f3相位噪声的优化,并在0.18 μm CMOS工艺上获得验证.结果表明,该优化方法可以使频偏在1 kHz以内的相位噪声改善2～3 dB,可用于开环LC-VCO作为本振的低功耗无线收发机及高性能晶体振荡器的电路设计中.     

基于导航系统的低功耗全集成频率综合器设计

针对双模卫星导航接收系统对集成度、功耗和面积的需求,研究了频率综合器的电路结构和频率规划,分析了频率综合器环路的参数设计,实现了片上集成环路滤波器,版图采用MIM和MOS电容堆叠的方式节省了面积,电容电阻采用了加权的方式,使环路带宽可调.采用高速TSPC结构的D触发器构成双模预分频器,降低了整体电路的功耗.利用基于0.18 μmRF CMOS工艺实现了低功耗全集成的频率综合器,芯片面积0.88 mm2,功耗18.5 mW,相位噪声-94 dBc/Hz@100 kHz,杂散-68 dBc.测试结果证明了该电路系统参数设计和结构改进是合理和有效的,各参数性能满足系统要求.     

电极对薄膜体声波谐振器性能的影响

采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics仿真了三维结构的谐振器,探讨了不同的顶电极形状对谐振器性能的影响。有效机电耦合系数(k2teff)随电极-压电层厚度比增大而减小,其中电极形状为三角形的谐振器在厚度比为0.05时获得最大k2teff(5.73%)。品质因数Q值变化趋势与k2teff相反,由三角形电极在厚度比为0.25时,获得最大Q值为1 314。不同电极形状的谐振器的优值随电极-压电厚度比先增大后减小,最大值为65.4,由正方形电极在比值为0.15时获得。