可调频高功率宽谱微波的产生和辐射

设计了一种可调谐频率的高功率宽谱微波辐射装置,装置由可调谐长度的1/4波长低阻同轴谐振器、环形开关、电容耦合器和宽谱辐射天线组成,中心频率调谐为200～400 MHz。低阻传输线与环形开关构成1/4波长短路谐振器,它产生的宽谱微波振荡通过耦合器耦合到宽谱辐射天线上辐射,而耦合器由集中电容与分布电感组成,实现宽谱微波在频率调谐范围内以较为一致的耦合度提取微波能量。通过转动螺杆滑动安装在同轴谐振器内芯上的环形开关,达到改变谐振频率的目的。最后,将可调频宽谱辐射装置与输出电压为500 kV的Tesla变压器脉冲功率源联试,得到200～400 MHz宽谱微波辐射,辐射因子为95～130 kV,频谱百分比带宽为10%～30%。     

全光网的关键器件——光交叉连接器与光分插复用器

全光网（AON,all-optical network）以波长路由光交换技术和波分复用传输技术（WDM）为基础,它的网络节点由光分插复用器和光交叉连接器构成,能在光域上实现高速信息流的传输、交换、路由和故障恢复等功能。光交叉连接器（OXC）与光分插复用器（OADM）是全光网中最重要的网络器件,是真正实现全光网关键性功能的必要前提,也是目前国内外光通信器件厂商研究和开发的热点。本文结合全光网的发展,介绍了光交叉连接器（OXC）与光分插复用器（OADM）的基本原理、性能指标,对不同的节点结构进行了比较与讨论,并介绍与比较了目前国内外厂商的主要产品。     

微环共振器光开关在高速互连中的应用

在高性能计算机系统中, 极低延迟高吞吐量的光交换网络具有很多优势, 而光开关作为全光交换网络中的关键器件, 它的性能直接影响到光交换网络的交换能力, 是近年光通信领域的研究热点。半导体微环共振器作为近年提出的一种新的光开关解决方案, 在功耗、延迟、体积等方面具有优势, 目前吸引了越来越多研究机构的注意, 并先后提出了一些比较有价值的微环共振器光开关设计方案。结合目前国内外微环共振器光开关的最新进展, 分析了微环共振器光开关在高性能计算机和光交换网络中的应用, 需要进一步改进的研究重点, 以及微环共振器作为低延迟光开关的发展前景。     

含三苯胺基团的二噻吩乙烯光致变色化合物的合成及性能研究

以5-氯-2-甲基-3-乙酰基噻吩和二苯氨基苯甲醛为原料,经Aldol反应、Michael反应及McMurry反应,将光致变色单元和三苯胺基团结合起来,合成了三种二噻吩乙烯类光致变色化合物1a～1c,并通过MS,¹H NMR和¹³C NMR对其结构进行了表征.与以往主要从两侧噻吩环引入不同功能性基团的研究不同,本文将具有荧光性的三苯胺基团通过单键桥连至环戊烯β位上,在保持光致变色反应活性的同时,也避免其它功能性基团对二噻吩乙烯骨架的影响.通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其在溶液及聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的光致变色性能和荧光性能.在302 nm紫外光照射下,1a～1c的溶液和薄膜由无色变为黄色,并能快速达到光稳态;用450 nm蓝光照射时,能在较短时间内恢复至无色.在紫外光的激发下,1a～1c的最大荧光发射波长随着取代基R供电子效应的增强而增大;1a～1c在正己烷、甲苯和乙酸乙酯中具有较强的荧光,在乙腈中荧光较弱,而在氯仿中几乎没有荧光.在302 nm紫外光照射下,1a～1c的三苯胺基团和二噻吩环戊烯基团之间发生荧光共振能量转移,其荧光强度随着光照时间的延长逐渐降低,表明其具有作为荧光分子开关的潜力.     

氮气开关流柱形成过程的理论研究

使用蒙特卡罗-粒子模拟方法对氮气开关中的流柱形成过程进行模拟, 并结合计算结果对其进行理论分析. 发现在流柱击穿发生前(即空间电荷场远小于本底电场), 等离子体的电离频率、电子平均能量及其迁移速度等都近似为常数, 因此可以解析求解电子数密度方程对等离子体的演化行为进行分析. 在击穿发生后, 随机碰撞过程会破坏初始等离子体区域分布的对称性, 并出现分叉的等离子体区域结构. 在放电过程中, 随着等离子体密度增加, 其内部基本保持电中性且电场不断减小, 靠近阴阳极两端电荷分离产生的净电荷密度不断增加, 场强也不断增加, 且靠近阳极端的电荷密度(绝对值)和场强都大于阴极端. 通过改变极板间电压发现, 平均电子能量随极板间场强增加而增加, 电子迁移速度随着场强近似线性增加, 电离频率随场强的变化快慢介于E⁴与E⁵之间.     

基于信号检测的行人过街安全装置

随着城市交通的发展不断提高,机动车与行人争夺道路时空资源而产生的冲突日益剧增,其中行人过街时带来的人车之间冲突最为突出的,且行人的主观意识、心理等存在差异,导致行人通过人行横道时有很大的随意性,违章而产生的不安全行为时有发生。针对这一交通现象本文提出一种以51单片机为主控制芯片,结合红外光电开关、语音模块及LED"光墙"模块构成的行人过街安全装置,该装置充分利用声光的双重提示,降低因行人闯红灯的违章行为带来的交通事故,保证行人和机动车在道路上安全的同时,也提高了道路通行能力。     

基于压电俘能器的免电池学习型遥控开关

传统的电气开关（尤其是照明开关）的安装布线耗时费力,而且成本高;控制方式也过于单一;使用遥控器又需要经常更换电池。为克服这些缺点,研制了一种基于压电俘能器的免电池学习型的射频遥控开关。其特点是利用压电俘能器为整个发射器供电,通过无线射频技术与接收器通信,由接收器给用电设备发出控制信号,并可以储存发射器与接收器的对应关系。整套系统可以很方便地实现无线智能遥控,而且环保免电池维护,可靠性高,具有很高的实用价值。     

便携式宽带电磁骚扰自动检测系统设计与实现

针对自然环境中电子信息设备和系统的电磁环境效应、感知与防护问题,研发了一套便携式宽带电磁骚扰自动检测系统,实现了电磁骚扰强度、频谱和方位的自动测量。系统由全自动信号采集平台和数据分析处理平台两部分构成,基于μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系统,采用LabVIEW软件控制上位机。通过交互式界面键入命令来控制频谱仪读取并显示测量数据,同时系统自动控制射频开关、云台等硬件设备,实现测量姿态的闭环控制与数据采集以及天线的最佳姿态自动调控,具有全方位扫描功能。实验结果表明,系统测量频率范围300 MHz～3.5 GHz,电场强度的相对误差均小于6.2%,方位角误差小于1.5°。该系统荣获了第十六届全国研究生电子设计竞赛西北赛区团队一等奖。     

外粒子源注入下气体放电过程的模拟研究

利用Geant4程序建立外源注入式、低气压气体开关物理模型,通过模拟计算电子增益与极板间电场强度、电子增益与极板间隙距离的函数关系验证了模型的正确性。计算了气体种类、气体压强对电子增益的影响,分析得到形成自持放电所需最小入射电子数,计算结果表明：在相同的气压及电场条件下,氮气的电子增益远大于氦气,这与氦气的高电离能性质相吻合; 随气压增大,电子增益呈非线性增长; 为实现自持放电,外源注入电子数面密度为1×10⁵~2×10⁵ /cm²。     

半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应

实验用波长1064 nm,触发光能为1.0 mJ的激光脉冲触发电极间隙为4 mm的半绝缘GaAs光电导开关,当光电导开关的偏置电压达到3800 V时,开关进入非线性(lock-on)工作模式,在偏置电场和触发光能不变的条件下,开关输出稳定的非线性电脉冲,1500次触发后GaAs开关表面出现因丝状电流引起损伤的痕迹.分析认为:在一定触发光能和电场阈值条件下,开关芯片内存在两种瞬态热效应:热弛豫效应和光激发电荷畴-声子曳引效应.热弛豫时间很短,在皮秒甚至亚皮秒量级,热弛豫过程导致了热传导的弛豫行为;当光激发电荷畴以10⁷ cm/s的速度从阴极向阳极渡越时,在这两种效应的作用下使得开关芯片瞬态温度变化发生了弛豫振荡现象.光激发电荷畴-声子曳引效应在位错运动方向上传播,声子流携带的热能集中在移动的平面内,使得移动区域温度升高,移动轨迹经多次叠加累积呈现出丝状的损伤痕迹. 关键词： 半绝缘GaAs光电导开关 热弛豫效应 光激发电荷畴-声子曳引效应 丝状电流