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弹光调制器动态参数测量与高效驱动匹配研究 被引量：2
1
作者 刘坤 李克武 +2 位作者 王爽 王志斌 张易琨 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期415-421,共7页
为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振... 为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振驱动电压与各个参数的关系,并设计了针对PEM动态测试的测量系统与验证方法。对谐振频率为44.822 kHz的PEM进行各项特性曲线的理论仿真与试验比较,验证了动态测量系统的可靠性,并通过数值仿真得到PEM最优匹配参数。在最优匹配参数附近选取不同匹配参数,测量实际谐振驱动电压,测量结果与仿真曲线相关性达0.996 4,变化趋势在10μF前基本吻合,且在理论最优匹配参数下,实际谐振驱动电压峰值达510 V,优于其他驱动匹配方法,接近理论最大值,相对误差小于1.16%。通过PEM等效动态参数推算的最优匹配参数,可使PEM达到最大驱动效率。 展开更多
关键词 弹光调制器 驱动效率 动态参数 阻抗匹配
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三维孔道NiMn-MOF电极材料制备及电化学性能研究 被引量：3
2
作者 刘新 毛喜玲 +2 位作者 闫欣雨 王俊强 李孟委 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期361-369,共9页
针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF... 针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF的合成以及暴露出更多的活性位点,通过不断优化工艺参数(水热温度和水热时间),进行对比获得了高比容的NiMn-MOF电极材料。同时借助扫描电子显微技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)、X射线衍射技术(XRD)对电极材料的形貌和晶体结构进行详细的表征,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)进行电化学性能分析。在6 mol/L的KOH电解液中进行三电极测试,结果表明当电流密度为0.5 A/g时,其比容量高达1023.5 F/g。以双金属NiMn-MOF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器,在电流密度为0.5 A/g时,其比容量为94.37 F/g,并使用该器件成功点亮红色LED灯,表明所制备的双金属NiMn-MOF纳米片具有良好的电化学性能,为超级电容器电极材料的制备提供了新的思路。 展开更多
关键词 镍锰过渡金属有机框架材料 电极材料 超级电容器 电化学性能
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基于视场压缩的快照式光谱成像技术
3
作者 张杰 薛鹏 +1 位作者 张瑞 吴倩楠 《应用光学》 北大核心 2025年第3期555-562,共8页
针对快照式成像芯片和成像光学元器件视场角度敏感问题,设计了一款基于视场压缩的快照式光谱成像系统。该系统由前置视场压缩系统、光阑、后置成像镜头组和光谱成像芯片四部分组成,通过前置光学系统的Zemax光学设计,实现了450 nm~800 n... 针对快照式成像芯片和成像光学元器件视场角度敏感问题,设计了一款基于视场压缩的快照式光谱成像系统。该系统由前置视场压缩系统、光阑、后置成像镜头组和光谱成像芯片四部分组成,通过前置光学系统的Zemax光学设计,实现了450 nm~800 nm波长范围内将±10°视场压缩为±3°,最大波相差小于1/4波长;设计的后置镜头组用于校正光学系统的色差、球差等像差;整个光学系统各个视场的RMS(root meam square)半径接近面阵探测器的像元尺寸,且相对畸变小于2.138%;最后通过实验验证了该视场压缩光学系统的可行性,并通过搭建的成像系统对不同颜色字母目标和外景目标物进行成像。实验结果表明:红色R中心波长为610 nm,绿色G中心波长为500 nm,蓝色B中心波长为460 nm;红色地面和绿色地面中心波长分别为613 nm、517 nm,进一步验证了该系统的准确性。 展开更多
关键词 光谱检测 快照式光谱成像 视场压缩光学设计
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宽光谱多参数激光告警探测研究 被引量：7
4
作者 张瑞 杨雪梅 +5 位作者 石金 张子暄 丁鑫 李晓 王志斌 李孟委 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2581-2587,共7页
随着激光技术的发展,激光武器得到了快速发展,针对来袭激光的威胁,激光告警也成为目前各国发展的重点,不同的激光告警系统探测不同的参数,根据告警参数采取相应的躲避和反击措施;目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、俯仰角、激... 随着激光技术的发展,激光武器得到了快速发展,针对来袭激光的威胁,激光告警也成为目前各国发展的重点,不同的激光告警系统探测不同的参数,根据告警参数采取相应的躲避和反击措施;目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、俯仰角、激光波长、激光脉冲宽度等,但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测,且光谱范围窄、视场小、探测俯仰角和方位角为相对角度、无法获得绝对来袭方向。为此本文提出宽光谱波段、大视场、多参数激光告警新方法,可实现450~1700 nm宽光谱来袭激光波长、绝对方位角、绝对俯仰角、脉冲宽度多参数的高精度综合测量,该方法主要由激光脉冲宽度测量、绝对角度及激光波长测量、控制及数据处理三大部分组成。其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、多带通窄带滤光片、高速光电探测器组成,实现来袭脉冲激光的高速光电转换;绝对角度及激光波长测量模块由光栅、大视场宽波段消色差镜头、多带通窄带滤光片、宽波段面阵探测器、三维电子罗盘组成,通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、相对方位角和相对俯仰角信息,结合三维电子罗盘测得的方位角、俯仰角以及横滚角,进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光,有效滤除背景光的影响,降低系统虚警、漏警。理论分析推导具体测量方法和参数,设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机,并进行实验可行性验证。实验结果表明,该系统的方位角视场120°、俯仰角视场96°、角度测量精度优于1°、中心波长测量精度优于10 nm、脉宽测量精度优于3 ns。该技术将为海、陆、空、天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础,有望提高复杂战场的生存能力。 展开更多
关键词 多参数激光告警 宽光谱 激光波长 激光方向 激光脉冲宽度 电子罗盘
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基于短波红外偏振成像的集成电路芯片污染缺陷检测
5
作者 贺泽斌 陈昌 +4 位作者 杨君聖 杨秉林 王爽 李克武 吴倩楠 《应用光学》 北大核心 2025年第2期388-394,共7页
针对集成电路芯片污染缺陷高速、高精度的检测需求,设计并研制了一种基于短波红外显微成像技术与偏振测量技术相结合的高精度短波红外偏振显微成像系统。检测光源透射穿过样品,样品偏振光经过显微镜收集,入射到由波片和检偏器构成的偏... 针对集成电路芯片污染缺陷高速、高精度的检测需求,设计并研制了一种基于短波红外显微成像技术与偏振测量技术相结合的高精度短波红外偏振显微成像系统。检测光源透射穿过样品,样品偏振光经过显微镜收集,入射到由波片和检偏器构成的偏振分析装置,从而完成样品偏振图像测量。利用偏振图像融合技术将测量得到的图像进行融合,完成样品偏振图像特征提取,从而实现对集成电路芯片污染的缺陷检测。采用Op-Amp集成芯片对芯片的边缘和中心进行了测试实验。实验结果显示,本系统所测试的缺陷特征清晰、数量完整,能够提供重要依据,确保了集成电路芯片污染缺陷检测的准确性。 展开更多
关键词 短波红外 偏振成像 集成电路芯片 偏振图像融合 缺陷检测
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倒装膜结构MEMS石墨烯压力传感器设计
6
作者 张群 王俊强 +3 位作者 曹咏弘 李泽滨 李云飞 李孟委 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期118-121,127,共5页
针对传统MEMS压力传感器性能难以提升且结构复杂等问题,基于石墨烯压阻效应及氮化硅对石墨烯再防护技术提出了一种倒装式膜结构石墨烯压力传感器。通过理论计算和有限元仿真相结合的方法对氮化硅弹性膜片进行了尺寸设计和仿真优化。结... 针对传统MEMS压力传感器性能难以提升且结构复杂等问题,基于石墨烯压阻效应及氮化硅对石墨烯再防护技术提出了一种倒装式膜结构石墨烯压力传感器。通过理论计算和有限元仿真相结合的方法对氮化硅弹性膜片进行了尺寸设计和仿真优化。结果表明:在0~400 kPa范围内,弹性膜片最优尺寸为120μm×120μm、厚度为1.3μm,且最大应变为0.509%,并根据最大应变分布确定在弹性膜片根部40μm的范围内石墨烯条带采用回折型布置。本文设计的倒装膜结构石墨烯压力传感器以其小巧体积、高度集成及卓越的灵敏度等特点,为石墨烯压力传感器的研发提供了可行性的解决方案。 展开更多
关键词 石墨烯 压阻效应 压力传感器 倒装膜结构
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弹光调制器延迟量幅值分布测量
7
作者 昝薛博 李克武 +2 位作者 陈玉龙 薛紫阳 王志斌 《应用光学》 北大核心 2025年第2期404-411,共8页
为了获得弹光调制器延迟量幅值在整个通光孔径上的分布,进行了其延迟量分布规律理论和仿真分析,并在此基础上搭建了实验测量系统进行了验证实验。测量系统首先通过带有偏振器件的光路生成调制信号,其次通过数字锁相器将接收到的信号与... 为了获得弹光调制器延迟量幅值在整个通光孔径上的分布,进行了其延迟量分布规律理论和仿真分析,并在此基础上搭建了实验测量系统进行了验证实验。测量系统首先通过带有偏振器件的光路生成调制信号,其次通过数字锁相器将接收到的信号与本地参考信号进行精确的频率和相位匹配,从而实现信号的解调,最后将解调后的信号传输到上位机,以计算出相关的相位延迟量参数;同时使用精密二维位移平台来实现弹光调制器全孔径的移动,进而实现对所有位置进行测量。实验最后,上位机把每个坐标下的相位延迟参数保存下来,将数据导入到绘图软件中,从而实现相位延迟量的直观可视化,并且使用仿真软件进行理论仿真对比。将实验结果与理论值进行对比,测量误差为0.13%,并且得到了弹光调制器延迟量在整个通光孔径上的二维分布,且其分布规律与理论和仿真结果吻合;同时给出了弹光调制器整个通光孔径上的精确定标方法,为大通光孔径、高精度偏振调制以及探测提供了参考。 展开更多
关键词 弹光调制器 延迟量 二维分布 定标测量
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一种采用斜波比较的精细步进延时系统
8
作者 卫晨博 张敏娟 +2 位作者 胡媛媛 刘文艳 王旭阳 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期155-160,共6页
为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构,步进延迟脉冲信号的产生成为顺序等效时间采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此,对精细延时方法进行研究,采用斜波比较的方法设计了一种精细步进延时系统,该系统基于微波三... 为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构,步进延迟脉冲信号的产生成为顺序等效时间采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此,对精细延时方法进行研究,采用斜波比较的方法设计了一种精细步进延时系统,该系统基于微波三极管的开关特性,结合恒流源、充放电电路、高速电压比较器以及可编程DAC产生可调步进延迟时间的触发序列。对该系统进行仿真分析以及实验测试。实验结果表明,电容放电的线性区域下降沿时间为10 ns,幅度为4~7 V,与DAC比较后输出延迟脉冲的步进范围为10 ns,单位步进延迟精度可达1 ps。该斜波比较精细步进延迟系统可应用于取样示波器、矢量网络分析仪等测试仪器中,实现通信、雷达等信号探测与分析,对于高频信号的获取与分析具有重要意义。 展开更多
关键词 高频信号 波形重构 等效时间采样 高精度步进延迟 斜波比较 微波三极管
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静态干涉型高温温度场成像探测方法研究
9
作者 张瑞 徐承雨 +3 位作者 王志斌 唐维平 薛鹏 李孟委 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期796-801,共6页
为了实现航空航天发动机尾焰、燃烧、爆炸等高温温度场的非接触高精度测量,对静态干涉型高温温度场探测方法展开研究。首先,设计静态干涉型高温温度场探测系统,理论分析高温温度场测量原理,研究高温干涉信号强度最低点光程差与温度的关... 为了实现航空航天发动机尾焰、燃烧、爆炸等高温温度场的非接触高精度测量,对静态干涉型高温温度场探测方法展开研究。首先,设计静态干涉型高温温度场探测系统,理论分析高温温度场测量原理,研究高温干涉信号强度最低点光程差与温度的关系;其次,针对常用温度范围及可见光面阵探测器的响应波段,设计静态干涉具Savart棱镜,结合一维扫描实现温度场成像;最后,设计光学系统,拟合获得干涉最弱光程差与温度的对应关系,并获得线性拟合公式,仿真验证温度场经过系统后到达面阵探测器的干涉信号图像。结果表明,该静态干涉型高温温度场探测方法可实现1000 K−3000 K温度的高精度探测,且在线性区域,温度测量分辨率为1.4 K,温度测量相对误差优于0.8%。本文研究为军民领域的高精度高温温度场成像提供参考。 展开更多
关键词 高温温度场 干涉信号 静态干涉具 温度分辨率
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L~Ka波段MEMS单刀七掷开关的设计与研究
10
作者 吴倩楠 范丽娜 李孟委 《电子测量技术》 北大核心 2022年第8期7-13,共7页
针对目前MEMS单刀七掷开关体积大、插入损耗及隔离度较差的问题,设计了一种基于“米”字型功分器的单刀七掷MEMS开关,通过HFSS软件对射频MEMS开关单元和“米”字型功分器进行设计,对开关的S参数、驻波比进行了仿真研究,并采用COMSOL软... 针对目前MEMS单刀七掷开关体积大、插入损耗及隔离度较差的问题,设计了一种基于“米”字型功分器的单刀七掷MEMS开关,通过HFSS软件对射频MEMS开关单元和“米”字型功分器进行设计,对开关的S参数、驻波比进行了仿真研究,并采用COMSOL软件对射频MEMS开关单元进行机械性能分析。结果表明,在1~40 GHz频段内,单刀七掷MEMS开关各个端口的插入损耗≤0.45 dB@40 GHz,隔离度≥29.5 dB@40 GHz,驻波比≤1.45,且体积仅有0.65 mm×0.5 mm×0.5 mm。此设计可与滤波器、衰减电阻、天线等集成,应用于多通道可调谐MEMS器件中,在卫星通信、雷达、和微波测试领域中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 单刀七掷开关 MEMS 米字型功分器 小体积 低插损
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基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究 被引量：5
11
作者 黄进楠 张敏娟 +2 位作者 赵宇 刘震 李晋华 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期124-128,共5页
为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法。系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储。通过USB2.0接口将数据... 为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法。系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储。通过USB2.0接口将数据稳定传输至上位机,对光谱数据进行中值与小波混合算法去噪处理,最终获取光谱曲线。系统使用标准卤钨灯进行测试,测试结果表明,系统能够实现光谱信息采集、传输和显示。通过对比中值滤波、均值滤波、小波阈值去噪和混合去噪算法的去噪效果,混合算法信噪比分别提高了3.9%、2.5%和1.8%。 展开更多
关键词 线阵CCD 数据采集 光谱测量 小波去噪
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二维激光告警中的激光脉宽测量技术研究 被引量：7
12
作者 石金 张瑞 +3 位作者 吴琼 杜伟豪 杨雪梅 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第9期33-37,共5页
针对二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计一种分辨率达到皮秒级别的激光脉宽测量系统。设计了光电探测电路及高精度时间数字转换电路,通过高速光电探测器及其放大电路将激光脉冲信号转换成电信号,后经高精度时间数字转... 针对二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计一种分辨率达到皮秒级别的激光脉宽测量系统。设计了光电探测电路及高精度时间数字转换电路,通过高速光电探测器及其放大电路将激光脉冲信号转换成电信号,后经高精度时间数字转换电路来测量激光脉冲宽度,采用专用芯片TDC-GPX2来实现时间数字转换,该测量系统可测量出激光器发出的最小脉宽5 ns,脉冲上升时间4 ns。最后,通过与其他激光脉冲宽度测量方案对比,表明该系统稳定性和脉宽测量精度均能达到了实际应用要求。 展开更多
关键词 光电转换 激光脉冲宽度 TDC-GPX2 光电探测器
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基于FPGA的激光告警中激光脉宽测量系统研究 被引量：6
13
作者 石金 张瑞 +4 位作者 程亚昊 吴琼 杜伟豪 牛家麒 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第10期51-55,共5页
激光脉宽作为二维激光告警系统中的一个重要参数,便捷准确获得激光的脉宽信息在光电测量技术的研究中变得越来越重要。高速光电探测器的响应时间以及时间数字转换电路(TDC)的分辨率等参数指标直接影响着激光脉宽测量系统的测量精度和灵... 激光脉宽作为二维激光告警系统中的一个重要参数,便捷准确获得激光的脉宽信息在光电测量技术的研究中变得越来越重要。高速光电探测器的响应时间以及时间数字转换电路(TDC)的分辨率等参数指标直接影响着激光脉宽测量系统的测量精度和灵敏度。针对微小型二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计了高速光电探测电路,并且基于Xilinx Artix-7系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片设计了以进位链为延时单元的皮秒级别分辨率的时间间隔测量系统来实现激光脉冲信号时间间隔的测量,该系统分别测量了脉冲激光器发出的从50 ns到2 000 ns的脉冲宽度,测量精度达到纳秒级别,测量波段800 nm~1 700 nm,时间数字转换电路最小延时单元66 ps。最后,通过与其他激光脉冲宽度测量方案对比体积小、结构简单,且该系统稳定性和脉宽测量精度均能达到了实际应用要求,可应用于微小型二维激光告警系统。 展开更多
关键词 脉宽测量 时间数字转换电路 光电探测 激光告警
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基于FPGA的微机械陀螺频响特性测试方法研究 被引量：2
14
作者 郭春宏 金丽 +2 位作者 唐维平 张瑞 李孟委 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第12期62-65,70,共5页
为了研制具有高灵敏度的微机械陀螺,需要对陀螺的驱动/检测模态品质因数以及谐振频率进行实时测试。传统的扫频测试方法测试效率低,操作与实现较复杂,因此需要设计具有高效率、可自动化的微机械陀螺性能测试系统以满足测试需求。文中设... 为了研制具有高灵敏度的微机械陀螺,需要对陀螺的驱动/检测模态品质因数以及谐振频率进行实时测试。传统的扫频测试方法测试效率低,操作与实现较复杂,因此需要设计具有高效率、可自动化的微机械陀螺性能测试系统以满足测试需求。文中设计了一种基于FPGA的微机械陀螺频响特性测试系统,通过直接数字频率合成器(DDS)产生扫频信号来驱动陀螺,利用锁相放大原理实现幅值的解调与放大,在上位机实时显示频响特性曲线,并自动显示驱动/检测模态的品质因数和谐振频率大小,极大地提高了测试效率。 展开更多
关键词 微陀螺 直接数字频率合成器 锁相放大 FPGA
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基于隧道磁阻效应微陀螺双闭环驱动电路研究 被引量：1
15
作者 金丽 郭春宏 +3 位作者 易进 张瑞 辛晨光 李孟委 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第7期21-25,共5页
由陀螺谐振频率变化引起的陀螺灵敏度漂移和测量稳定性下降是进一步提升微陀螺性能需要解决的问题,文中提出一种基于自动增益控制和锁相环的双闭环驱动回路方法。研究了隧道磁阻微陀螺的幅频和相频特性,并利用Simulink搭建了陀螺驱动模... 由陀螺谐振频率变化引起的陀螺灵敏度漂移和测量稳定性下降是进一步提升微陀螺性能需要解决的问题,文中提出一种基于自动增益控制和锁相环的双闭环驱动回路方法。研究了隧道磁阻微陀螺的幅频和相频特性,并利用Simulink搭建了陀螺驱动模态以及自动增益控制和锁相环双闭环控制系统模型。结果表明,当驱动模态的幅值和微陀螺的固有频率发生变化时,采用双闭环驱动电路系统可以实现恒幅控制和频率的实时跟踪,达到稳态的振荡时间在ms量级,远小于传统闭环驱动电路的响应时间,这一方法将对进一步提高微陀螺测量稳定性和高灵敏度起到关键性的作用。 展开更多
关键词 双闭环驱动电路 自动增益控制 锁相环 微陀螺 隧道磁阻效应 陀螺灵敏度
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石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性研究 被引量：3
16
作者 齐越 王俊强 +2 位作者 朱泽华 武晨阳 李孟委 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第4期620-627,636,共9页
化学气相沉积法生长的单层石墨烯具有卓越的力学、热学和电学特性,成为新一代纳米器件的首选材料。对石墨烯电子特性的理论研究有利于推动纳米器件的发展与应用。本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,系统地研究了石墨烯... 化学气相沉积法生长的单层石墨烯具有卓越的力学、热学和电学特性,成为新一代纳米器件的首选材料。对石墨烯电子特性的理论研究有利于推动纳米器件的发展与应用。本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,系统地研究了石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性。结果表明,在高对称K点,带隙为零。在50~400 K范围内,由于费米面的电声子散射作用,单层石墨烯的迁移率随着温度增加呈现显著下降趋势。此外,通过对不同层间距的石墨烯/氮化硼结构的能带、态密度、电子密度等特性分析,发现随着层间距增加,能带间隙减小,导带与价带间的能量差减小。随着原子个数的增加,石墨烯/氮化硼超胞结构与原胞结构的带隙开度变化规律一致,这对石墨烯基器件的结构设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 石墨烯 氮化硼 密度泛函理论 化学气相沉积 迁移率 层间耦合 电子结构 二维材料
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抑制交叉轴干扰的纳米光栅加速度计 被引量：1
17
作者 宫美梅 王策 +2 位作者 金丽 辛晨光 李孟委 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第3期20-23,31,共5页
为了解决纳米光栅加速度计交叉轴干扰的问题,提出了一种原理可行、工艺可行的加速度计结构设计及加工方法。首先,介绍了双光栅加速度计的工作原理及结构组成,通过Ansys结构仿真和COMSOL双光栅仿真,验证了交叉轴干扰对双光栅离面加速度... 为了解决纳米光栅加速度计交叉轴干扰的问题,提出了一种原理可行、工艺可行的加速度计结构设计及加工方法。首先,介绍了双光栅加速度计的工作原理及结构组成,通过Ansys结构仿真和COMSOL双光栅仿真,验证了交叉轴干扰对双光栅离面加速度计性能测试不可忽略的影响。其次,提出了一种抗交叉轴干扰、且工艺简单的加速度计结构。仿真结果表明:该结构能有效避免交叉轴干扰,且具有较高的结构灵敏度。最后,基于SOI片对双光栅离面加速度计的加工方案进行完整描述,验证了这种加速度计加工方法的可行性及易操作性,为抗交叉轴干扰的离面加速度计设计和制作提供了思路。 展开更多
关键词 加速度计 纳米光栅 交叉轴干扰 结构设计 工艺加工
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太赫兹石墨烯贴片式高温传感器的设计与研究
18
作者 翟荣锭 吴倩楠 +2 位作者 王俊强 苏宁宁 李孟委 《电子测量技术》 北大核心 2023年第3期6-11,共6页
设计了一种太赫兹石墨烯贴片式高温传感器,可解决现有温度传感器测温量程小、尺寸较大和灵敏度较低的问题。该传感器由六边形石墨烯薄膜、氧化铝衬底和金三层结构组成。通过优化石墨烯结构尺寸、氧化铝衬底厚度,得到大量程、高灵敏度的... 设计了一种太赫兹石墨烯贴片式高温传感器,可解决现有温度传感器测温量程小、尺寸较大和灵敏度较低的问题。该传感器由六边形石墨烯薄膜、氧化铝衬底和金三层结构组成。通过优化石墨烯结构尺寸、氧化铝衬底厚度,得到大量程、高灵敏度的太赫兹MEMS高温传感器的特征尺寸。结果表明:该温度传感器在3.0~5.0 THz频段内,测温范围可从25℃~1050℃,灵敏度为0.259 GHz/℃,整体体积为20μm×21μm×14.5μm。该传感器具有优异的传感性能和较大的测温量程,可为高温环境下的航空发动机、火箭发射系统、恶劣环境监测等系统的测温提供一种技术方法。 展开更多
关键词 石墨烯 氧化铝薄膜 温度传感 太赫兹
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弹光调制器谐振特性研究及其谐振频率自跟踪
19
作者 李坤钰 李克武 +1 位作者 刘坤 王志斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期87-94,共8页
弹光调制器是一种由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的高品质因数热机电耦合器件,广泛用于偏振测量、光谱测量等诸多领域。但是在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化出现漂移,导致弹光调制器的相位调制幅值不稳定以及驱动效率... 弹光调制器是一种由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的高品质因数热机电耦合器件,广泛用于偏振测量、光谱测量等诸多领域。但是在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化出现漂移,导致弹光调制器的相位调制幅值不稳定以及驱动效率降低。针对该问题,首先对弹光调制器谐振频率特性进行分析,建立了弹光调制器及其高压谐振驱动电路的复合谐振网络模型,提出了利用谐振网络的幅频特性进行频率跟踪的实现方法,并设计了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的控制测试系统,实现了谐振频率跟踪以及调制幅度的测量。通过测试验证了该方案可有效进行谐振频率跟踪,提高了弹光调制器的稳定性以及驱动效率,测试时长大于90 min,相位调制幅度的标准偏差为0.83%rad。 展开更多
关键词 弹光调制器 频率跟踪 相位调制幅度 幅频特性
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基于石墨烯压力传感器的能带理论研究 被引量：1
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作者 张腾 王俊强 +1 位作者 齐越 李孟委 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第5期6-9,共4页
石墨烯作为力敏膜片已被广泛应用于压力传感器中,但石墨烯压力传感器理论模型尚未完善,极大地制约了石墨烯压力传感器的设计及制作。石墨烯压力传感器压阻效应是外部压力引起石墨烯电阻变化的现象,外界压力作用于石墨烯压力传感器时,石... 石墨烯作为力敏膜片已被广泛应用于压力传感器中,但石墨烯压力传感器理论模型尚未完善,极大地制约了石墨烯压力传感器的设计及制作。石墨烯压力传感器压阻效应是外部压力引起石墨烯电阻变化的现象,外界压力作用于石墨烯压力传感器时,石墨烯产生应变从而使石墨烯能带结构发生改变,产生带隙,影响费米能级以及费米速度。利用密度泛函理论及第一性原理仿真软件分析得到费米能级及跳跃速度随应变的增加而减小,且带隙是石墨烯电阻发生改变的直接影响因素,比较扶手椅型方向与锯齿型方向石墨烯带隙变化情况,得出沿不同拉伸方向石墨烯带隙变化情况近似相等,应变与带隙的关系为|E_(g)|∝1.2ε。 展开更多
关键词 石墨烯 压力传感器 能带 带隙 密度泛函理论 第一性原理仿真
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