红外探测器用滤光片的技术现状及应用

近红外滤光片和中红外带通滤光片在航天、气象和遥感等领域都有重要的应用。红外滤光片是让红外光透过而使其他波长光截止的滤光片,它的主要指标是峰值透过率。带通滤光片的重要指标是峰值透过率和通带半宽度。光学薄膜的膜系结构和具体设计对这些指标起决定性作用。本文主要介绍这两种滤光片的几例实际运用。     

La2O3对氧化铝透明陶瓷显微结构和透光性能的影响

采用传统无压烧结工艺在氢气氛下制备Al2O3透明陶瓷。实验结果表明：MgO和La2O3复合添加时，随着La2O3掺杂量的增加体积密度总体上保持上升的趋势。随着保温时间的延长，陶瓷的致密化程度增大，残余气孔逐步排出，晶粒进一步长大。采用La2O3和MgO复合添加比单独掺入MgO陶瓷样品透过率更高，掺杂效果更好。在烧结温度为1750℃，保温时问为1h条件下，在波艮为300～800nm测试范围内，陶瓷样品的全透过率大于82％，最大值为86％。     

(Gd,Lu)3Al5O12∶Tb3+,Eu3+透明陶瓷制备与发光性能

通过简单的化学沉淀法制备了纳米前驱体,结合真空烧结工艺,制备了一系列镥稳定钆铝石榴石{(Gd, Lu)₃Al₅O₁₂∶Tb,Eu}透明陶瓷。将透明陶瓷加工成1 mm厚的圆片,对透明陶瓷样品进行了X射线衍射、光致发光、透过率和衰减时间等表征。高温烧结过后,陶瓷样品仍保持稳定的石榴石相。选定313 nm作为透明陶瓷的激发波长,可获得最强的荧光发射。此外,通过对不同样品进行紫外可见荧光测试,获得了由绿光到红光的可调节发射。在313 nm激发,543 nm和591 nm的监测波长下,透明陶瓷样品均具有Eu³⁺的毫秒级衰减时间。     

数字梯度敏感方法及其在航空透明件断裂力学中的应用

本文将数字梯度敏感方法用于航空透明件断裂力学问题研究。首先,基于透明材料的弹性-光学效应,建立了透明件应力状态与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系。在平面应力假设下,利用最小二乘拟合建立了I型裂纹尖端应力强度因子与光学偏转角的关系。其次,通过数字梯度敏感方法搭建非接触光学测试平台,开展了带单边裂纹的航空有机玻璃试件三点弯曲实验,应用数字梯度敏感方法提取了I型裂纹尖端应力强度因子。最后,通过选择不同计算子区域和步长大小,分析了数字梯度敏感方法中的子区域和步长选择对计算结果的影响。研究结果表明,数字梯度敏感方法实验所得应力强度因子与经验公式计算所得结果偏差小于10%,通过增加最小二乘拟合项数以及合理的子区域和步长选择可以减小数字梯度敏感方法计算应力强度因子误差。     

超导故障限流器的研究现状及其应用

超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limiter,SFCL)是利用超导体的基本特性,有效限制电力系统故障短路电流,提高电网安全性和稳定性的一种新型电力设备。文中在综合大量文献的基础上,对超导故障限流器进行了一种较为系统的分类。基于该种分类,结合目前国内外的研究现状,就电阻型、磁屏蔽型、饱和铁芯电抗器型、桥路型SFCL的工作原理作了详细的分析介绍,还给出了它们在电力系统中的安装位置。最后,对超导故障限流器的研究中存在的问题及其发展趋势做了说明。     

基于电调超表面及柱面反射面的相控阵天线设计

提出了一种基于电调可重构超表面的低成本相控阵天线。该天线结构由天线底部的抛物线反射面馈电网络、上层的波导缝隙阵列及在波导中加载的电调超表面3部分组成,通过抛物线反射面将馈源在天线下层平板波导中产生的柱面波转换为平面波并用来激励天线上层的波导缝隙阵列。为了实现低成本的波束扫描,在每条独立的波导缝隙天线前端加载了具有360°相位调制能力的电调超表面。通过改变变容二极管上的偏置电压的大小可改变超表面的透射相位,实现连续的波束扫描能力。该天线可实现±30°的连续波束扫描,最大副瓣电平值为-13 dB,增益变化为-2 dB。该天线的低成本、高效率的波束扫描特性使其非常适合应用在一些低成本的雷达及通信系统中。     

基于超表面的超宽带低剖面双极化天线

提出了一款基于超表面的超宽带低剖面双极化天线。该天线由2对垂直放置的偶极子和超表面阵列组成。由于采用双极化形式,能够引入附加的谐振点,从而拓展了天线的带宽。为了实现低剖面特性,偶极子天线加载了具有同相反射相位的超表面阵列。此外,通过超表面阵列的切角设计,改善高频段的电压驻波比和辐射方向图。该天线剖面高度仅为38 mm(0.1λ),在0.81～2.35 GHz(97.4%)频带内,电压驻波比(VSWR)小于2,端口隔离度大于15 dB,增益为5～11 dBi。     

二氧化钒的相变调控特性及可重构超表面天线应用研究

对二氧化钒(VO₂)薄膜的相变调控特性及方法进行了理论分析和实验探索。采用电激励方式研究了不同电极对相变程度的影响,发现电极尺寸和形状与绝缘状态下电阻的变化密切相关,从而影响相变程度。此外,相变程度也受不同调控方式的影响,可以用焦耳热原理解释。进一步将VO₂薄膜与超表面结构相结合,设计实现了大范围频率可重构的超表面天线。相比传统开关,VO₂薄膜在毫米波频段具有隔离度高、损耗低的优势,可为进一步研制高性能可调器件和天线提供重要的技术指导。     

Memory behavior of multi-bit resistive switching based on multiwalled carbon nanotubes

Multiwalled carbon nanotube (MWCNT) displays peculiar electrical behavior, with its nano-configuration consisting of exceptional graphene flakes. As for MWCNTs blended into polymethyl methacrylate (PMMA), sandwiched Ni/MWCNTs(2 wt%):PMMA/ITO was manufactured to investigate into the multi-bit resistive switching regarding the turn-on compliance current as well as the thickness of the active layer. It bears ternary write-once read-many-times (WORM) memory, whose current proportionality between ON-state and OFF-state can exceed 10⁷. Moreover, the memory performance, covering the long-term retention (>10⁶ s), better endurance (>10¹² cycles) and device-to-device profiles, confirms the excellent ternary memory of MWCNTs:PMMA. Concentration on multi-bit resistive switching in respect of MWCNTs underlies performance enhancement, higher integration and advanced architecture.     

Highly transparent cerium doped gadolinium gallium aluminum garnet ceramic prepared with precursors fabricated by ultrasonic enhanced chemical co-precipitation

Cerium doped gadolinium gallium aluminum garnet (GGAG:Ce) ceramic precursors have been synthesized with an ultrasonic chemical co-precipitation method (UCC) and for comparison with a traditional chemical co-precipitation method (TCC). The effect of ultra-sonication on the morphology of powders and the transmittance of GGAG:Ce ceramics are studied. The results indicate that the UCC method can effectively improve the homogenization and sinterability of GGAG:Ce powders, which contribute to obtain high transparent GGAG ceramic with the highest transmittance of 81%.