应用于太赫兹天文探测的微波动态电感探测器研究进展

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作者 石佩玲 贺青 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期147-162,共16页

太赫兹波是介于微波和远红外区域之间的毫米/亚毫米波,波长从3 mm到30μm。自宇宙开始以来发射的所有可探测光子中,98%落在太赫兹和远红外区域,其中许多光子来自宇宙微波背景辐射,其他重要的发射来自大量的受激分子,这些分子在太赫兹范... 太赫兹波是介于微波和远红外区域之间的毫米/亚毫米波,波长从3 mm到30μm。自宇宙开始以来发射的所有可探测光子中,98%落在太赫兹和远红外区域,其中许多光子来自宇宙微波背景辐射,其他重要的发射来自大量的受激分子,这些分子在太赫兹范围内具有明亮的光谱发射特征。基于太赫兹的天文观测技术在天体物理和宇宙学的研究中扮演着愈加重要的作用,对星际原子、分子和尘埃的太赫兹观测可以洞察宇宙星际介质的内部条件,并提供对恒星、行星、星系和宇宙本身起源和演化的独特观察窗口。近年来,许多大型天文望远镜不断部署基于微波动态电感探测器(MKID)的太赫兹探测器,MKID成为了太赫兹天文探测领域重要的技术手段。主要阐述MKID的基础原理和应用在太赫兹探测领域的研究进展,通过MKID在多个太赫兹天文探测项目的应用总结,厘清MKID探测器的工作原理和架构,梳理MKID取得的突破,并对其发展进行展望。 展开更多

关键词 太赫兹 电感探测器 天文探测 超导谐振器

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铽镓石榴石晶体的脉冲激光损伤

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作者 李俊 周强 +4 位作者 王涛 蒋行 肖礼康 刘进 邱荣 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期21-28,共8页

通过泵浦探测超快成像技术,采用固体激光器输出的1 064 nm激光对铽镓石榴石(TGG)磁光元件的入射面、出射面进行了辐照损伤测试,研究了铽镓石榴石晶体镀膜元件在基频1 064 nm脉冲激光辐照下的损伤特性及损伤后的动力学特性。结果表明,镀... 通过泵浦探测超快成像技术,采用固体激光器输出的1 064 nm激光对铽镓石榴石(TGG)磁光元件的入射面、出射面进行了辐照损伤测试,研究了铽镓石榴石晶体镀膜元件在基频1 064 nm脉冲激光辐照下的损伤特性及损伤后的动力学特性。结果表明,镀膜元件在出射面表现出较低的损伤阈值,而入射面和出射面损伤差异主要受激光诱导的等离子体效应影响。通过超快阴影成像研究发现,铽镓石榴石晶体入射面初始损伤主要来源于膜层杂质缺陷,在高能下会发生膜层的剥离;出射面损伤主要以基底材料中的杂质缺陷诱导损伤为主,损伤坑的尺寸随着激光能量的增加而逐渐增大。 展开更多

关键词 铽镓石榴石 激光损伤 损伤阈值 超快成像

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MEMS三轴加速度计误差标定与补偿方法研究 被引量：6

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作者 刘有彬 闫欢 +2 位作者 彭根斋 白雪 杨勤 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第11期58-61,65,共5页

为了提高微机电系统(MEMS)三轴加速度计的测量精度,建立了MEMS三轴加速度计卡尔曼滤波模型,根据MEMS三轴加速度计的输出误差模型,推导了基于六位置法的误差补偿数学模型,并给出了数学模型中补偿参数的解算方法。最后基于自主研发的电子... 为了提高微机电系统(MEMS)三轴加速度计的测量精度,建立了MEMS三轴加速度计卡尔曼滤波模型,根据MEMS三轴加速度计的输出误差模型,推导了基于六位置法的误差补偿数学模型,并给出了数学模型中补偿参数的解算方法。最后基于自主研发的电子罗盘进行了实验验证,实验结果表明:经过卡尔曼滤波后,MEMS三轴加速度计输出噪声减小了74%;经过六位置法标定后,MEMS三轴加速度计的测量精度提升了1个数量级,解算得到的倾斜角精度由5.9°RMS提高到0.3°RMS。 展开更多

关键词 微机电系统三轴加速度计 卡尔曼滤波 六位置法 标定与补偿 电子罗盘

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纳米MgO对ZnO紫外光电转换涂层中载流子复合的抑制作用

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作者 仝钰枫 曾世杰 +7 位作者 杨洪旺 温才 唐金龙 陈敏 李晓宇 徐状 魏源 任勇 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期164-174,共11页

利用MgO的钝化作用以抑制ZnO电子传输层中缺陷对载流子的复合。将MgO纳米颗粒掺入ZnO中,制作成含有混合氧化物粉末的悬浊液,将其旋涂在P型钝化发射极背面电池的发射极表面,再通过高温热处理的方式将颗粒固化成涂层。ZnO-MgO纳米颗粒涂... 利用MgO的钝化作用以抑制ZnO电子传输层中缺陷对载流子的复合。将MgO纳米颗粒掺入ZnO中,制作成含有混合氧化物粉末的悬浊液,将其旋涂在P型钝化发射极背面电池的发射极表面,再通过高温热处理的方式将颗粒固化成涂层。ZnO-MgO纳米颗粒涂层硅基太阳能电池在光照下有更高的短路电流密度。ZnO-MgO纳米颗粒涂层使电池的整体效率从17.10%提高到了19.22%,相比于单ZnO纳米颗粒涂层,对晶硅电池衬底的光电转换效率提升比例增加了4.68%。分析表明,ZnO-MgO纳米颗粒涂层使太阳能电池有更高的载流子浓度,以及在失去光照后更平缓的光电流衰减,表明载流子复合过程受到抑制,同时ZnO-MgO纳米颗粒涂层在织构型发射极表面形成的纳米球状形貌,具有一定的陷光效应,也有助于光吸收的增强和光电转换效率的提高。 展开更多

关键词 太阳能电池 紫外光电转换 纳米颗粒 ZNO MGO 载流子复合 抑制作用

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Sm/Gd-Nd协同置换对高介电常数石榴石微波铁氧体性能的影响

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作者 谢斌 杨菲 任仕晶 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期232-237,253,共7页

采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用... 采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对铁氧体的物相组成和微观形貌进行了表征,确认均为单一的石榴石相结构。该铁氧体良好地复合了高介电常数与高功率特性,且具有tan δ<2×10^(-4),T_(c)>260℃等良好性能。两种高介电常数高功率铁氧体具有不同的烧结特性,在1 090℃、1 100℃烧结的Sm-Nd协同置换的铁氧体出现过烧,电磁性能恶化;而Gd-Nd协同置换的铁氧体则在整个烧结温度内均有较稳定的性能。 展开更多

关键词 高介电常数 高功率 石榴石铁氧体 电磁性能 烧结温度

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面向磁光应用的CeF_(3)晶体生长与性能表征 被引量：1

6

作者 吴振 李慧芳 +5 位作者 张中晗 张振 李阳 蓝江河 苏良碧 武安华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期296-302,共7页

随着高功率激光和光通信技术的迅速发展,如何消除光学系统内部产生的反射噪声是一个至关重要的问题。磁光隔离器是依据法拉第效应设计而成的磁有源器件,能够有效隔离大部分反射光以保证光学系统稳定工作,而法拉第磁光材料作为磁光隔离... 随着高功率激光和光通信技术的迅速发展,如何消除光学系统内部产生的反射噪声是一个至关重要的问题。磁光隔离器是依据法拉第效应设计而成的磁有源器件,能够有效隔离大部分反射光以保证光学系统稳定工作,而法拉第磁光材料作为磁光隔离器的核心部件,其研究和应用推动了磁光隔离器的更新与发展。CeF_(3)晶体具有高透过率、宽透过区间和高Verdet常数等优点,近年来获得了广泛关注,但是其传统生长方法存在成本高、周期长等缺点。本研究通过坩埚下降生长技术,优化温场结构和生长工艺,采用多孔坩埚成功获得多根CeF_(3)晶体。与商用TGG(Tb3Ga5O12)晶体相比,CeF_(3)晶体的透过率得到明显提高,最高达到92%,并且在近红外波段两者的Verdet常数相当。CeF_(3)晶体的比热较高,表明晶体拥有较强的抗热冲击能力和较高的抗激光损伤能力。本研究使用多孔坩埚技术生长CeF_(3)晶体,实现了规模化和低成本生产;生长的CeF_(3)晶体物理性能优良,具有应用于近红外波段磁光隔离器的巨大潜力。 展开更多

关键词 CeF_(3) 磁光晶体 晶体生长 多孔坩埚技术

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应用水冷散热的多通道星载SAR热真空试验设计 被引量：2

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作者 杜剑波 朱明月 +5 位作者 高何 刘杰 于海锋 彭亏 王梓名 袁兴武 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期141-149,共9页

对于大功率反射面天线体制多通道高分辨率星载合成孔径雷达(SAR),传统风冷散热热真空试验存在多通道幅相一致性难以保证,以及微放电隐患较大、可验证性低的问题。为此,文章提出应用水冷散热的星载SAR热真空试验设计。首先,设计水冷散热... 对于大功率反射面天线体制多通道高分辨率星载合成孔径雷达(SAR),传统风冷散热热真空试验存在多通道幅相一致性难以保证,以及微放电隐患较大、可验证性低的问题。为此,文章提出应用水冷散热的星载SAR热真空试验设计。首先,设计水冷散热星载SAR热真空试验测试模式和测试系统;然后,梳理多通道成像和测试安全性等热真空试验特点;最后,从测试设备特性、系统链路、热控设计等多个方面重点分析多通道幅相一致性和大功率传输及散热等设计关键点。通过设备测试检验和热控仿真分析进行验证,结果表明:热真空试验设计能够满足星载SAR热真空试验测试的通道幅相要求,同时可以提高测试安全性,证明了水冷散热应用于星载SAR热真空试验的可行性和优势。 展开更多

关键词 星载合成孔径雷达 热真空试验 水冷散热 多通道 幅相一致性

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四注行波管周期永磁聚焦系统的优化设计 被引量：4

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作者 程玲莉 王林梅 +3 位作者 王敬东 王磊 袁涛 谭福明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期51-57,共7页

根据电子注参数、布里渊磁场公式及周期聚焦系统轴向磁通密度峰值经验公式,计算出永磁聚焦系统轴向峰值磁通密度,利用Ansoft Maxwell 3D软件建立了四注行波管周期永磁聚焦系统仿真模型,对模型结构尺寸进行了参数化分析,研究了周期永磁... 根据电子注参数、布里渊磁场公式及周期聚焦系统轴向磁通密度峰值经验公式,计算出永磁聚焦系统轴向峰值磁通密度,利用Ansoft Maxwell 3D软件建立了四注行波管周期永磁聚焦系统仿真模型,对模型结构尺寸进行了参数化分析,研究了周期永磁聚焦系统结构尺寸对聚焦系统通道内磁通密度的影响,确定了磁聚焦系统结构最佳尺寸配合,优化设计出了四注行波管周期永磁聚焦系统。其电子注通道中心轴线上轴向磁通密度峰值B z=309 mT,横向磁通密度B t=2.86 mT,B t/B z=0.92%。 展开更多

关键词 四注行波管 周期永磁聚焦系统 电子注通道 磁通密度

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HA-PLA和Zn掺杂HA-PLA的界面结构及性能模拟 被引量：4

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作者 袁秋华 石鑫 +6 位作者 万磊 林亚宁 徐安平 张自强 陈泽汇 邓立波 倪卓 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期603-610,共8页

人工合成的锌掺杂羟基磷灰石(Zn-doped hydroxyapatite,ZnHA)具有良好的生物亲和性、生物相容性、生物活性和骨传导作用,可作为一种优良的硬组织替代材料,但因有断裂韧性低、脆性高和抗疲劳强度差等缺点,限制了其临床应用,因此通常在Zn... 人工合成的锌掺杂羟基磷灰石(Zn-doped hydroxyapatite,ZnHA)具有良好的生物亲和性、生物相容性、生物活性和骨传导作用,可作为一种优良的硬组织替代材料,但因有断裂韧性低、脆性高和抗疲劳强度差等缺点,限制了其临床应用,因此通常在Zn HA中加入第二相或多相(聚合物,如聚乳酸(polylactic acid,PLA))以增强其力学性能.为分析HA-PLA界面间的相互作用,采用分子动力学法研究HA、缺陷HA和ZnHA的3个晶面(001)、(100)和(110)与PLA复合之后的体系,分析其力学性能.结果发现,Zn的掺入会使HA-PLA的弹性性能有所下降;与缺陷HA-PLA相比,Zn掺杂的HA-PLA仍具有较好的稳定性与弹性性能,且(110)晶面的弹性性能比其他两个晶面更好. 展开更多

关键词 生物材料学 羟基磷灰石 聚乳酸 分子动力学 界面作用 聚合物

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基于YIG单晶薄膜的陷波器设计

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作者 王大勇 燕志刚 +3 位作者 安弟曦 李俊 张平川 刘颖力 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第1期25-28,共4页

针对基于环球耦合谐振的钇铁石榴石(YIG)小球陷波器装配调试工艺复杂、不利于多通道集成的问题,提出了一种采用静磁波技术来实现YIG单晶薄膜陷波器结构与设计方法。该文通过对单晶薄膜陷波器工作原理的分析,静磁反向体波的角频率与波数(... 针对基于环球耦合谐振的钇铁石榴石(YIG)小球陷波器装配调试工艺复杂、不利于多通道集成的问题,提出了一种采用静磁波技术来实现YIG单晶薄膜陷波器结构与设计方法。该文通过对单晶薄膜陷波器工作原理的分析,静磁反向体波的角频率与波数(ω-k)色散特性与微带激励谐振换能器的静磁波激励特性的数值计算及器件仿真优化,设计了调谐工作频段为6~8 GHz的实用化YIG单晶薄膜陷波器。设计仿真与实验结果表明,在6~8 GHz内调谐频段陷波器均能保证良好的通带插损、阻带深度及30 dB阻带带宽等技术指标。 展开更多

关键词 陷波器 钇铁石榴石(YIG)单晶薄膜 静磁反向体波 色散 辐射电阻

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Cu^(2+)掺杂调控NiZn铁氧体的P波段吸波性能 被引量：2

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作者 王殿杰 鲜聪 +4 位作者 罗建成 唐敏 黄小忠 孔伟 张远 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期369-376,共8页

目的研究离子掺杂对NiZn铁氧体电磁特性的影响,提高NiZn铁氧体的P波段吸波性能。方法以NiO、ZnO、Fe_(2)O_(3)、CuO等为原料,采用高温固相反应法,通过球磨、预烧、造粒以及烧结等工艺,制备Cu^(2+)掺杂的Ni_(0.22)Zn_(0.66)CuxMn_(0.04)C... 目的研究离子掺杂对NiZn铁氧体电磁特性的影响,提高NiZn铁氧体的P波段吸波性能。方法以NiO、ZnO、Fe_(2)O_(3)、CuO等为原料,采用高温固相反应法,通过球磨、预烧、造粒以及烧结等工艺,制备Cu^(2+)掺杂的Ni_(0.22)Zn_(0.66)CuxMn_(0.04)Co_(0.08)–xFe_(2)O_(4)(x=0.04、0.05、0.06、0.07)铁氧体样品。通过XRD、VSM和SEM分别表征样品的晶格特征、磁学特性和微观形貌,利用阻抗分析仪对样品的电磁特性进行测量。结果Cu^(2+)掺杂量的增加引起NiZn铁氧体的A-B超交换作用减弱和磁晶各向异性降低,样品的Ms、Hc和Mr都呈现出减小的趋势。样品的复磁导率与其磁特性关系密切,随着Cu^(2+)的增加,实部μ’减小,而虚部μ"增大。此外,Cu^(2+)掺杂量的增加对Fe^(2+)与Fe^(3+)之间的电子迁移率产生影响,使得复介电常数实部ε’增大,而ε"增大的主要原因是Cu^(2+)掺杂量的增加导致铁氧体内部产生了晶格缺陷。Cu^(2+)的掺杂量对样品的P波段吸波性能影响显著,随着Cu^(2+)掺杂量的增加,NiZn铁氧体的阻抗匹配特性明显改善,电磁衰减能力显著提高,这进一步降低了样品的最佳吸波匹配厚度。掺杂量x=0.07的NiZn铁氧体样品,在厚度为6.6 mm时,实现了有效吸波带宽完全覆盖P波段。结论通过调节Cu^(2+)的掺杂量可以调控NiZn铁氧体的P波段吸波性能,增加Cu^(2+)掺杂量对于降低样品的P波段吸波匹配厚度有积极作用。 展开更多

关键词 NIZN铁氧体 电磁波吸收 阻抗匹配 电磁特性 P波段

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HA-CS复合物界面作用与力学性能模拟 被引量：1

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作者 袁秋华 万磊 +5 位作者 石鑫 林亚宁 徐安平 张自强 陈泽汇 张培新 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期299-306,共8页

羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)-壳聚糖(chitosan,CS)复合材料在很大程度上可实现HA与CS两者优势互补,有望成为一种理想的骨替换材料.本研究采用分子动力学(molecular dynamics,MD)方法研究HA的3个晶面(001)、(100)和(110)分别与CS复合... 羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)-壳聚糖(chitosan,CS)复合材料在很大程度上可实现HA与CS两者优势互补,有望成为一种理想的骨替换材料.本研究采用分子动力学(molecular dynamics,MD)方法研究HA的3个晶面(001)、(100)和(110)分别与CS复合后混合体系的相互作用,分析HA这3个晶面分别与CS复合后的力学性能.结果表明,3个晶面所对应结合能大小顺序为HA(110)>HA(100)>HA(001).其中,HA(110)面与壳聚糖复合后的力学性能最佳,复合结构的剪切模量由29.2 GPa升至42.4GPa;x、y、z方向上杨氏模量分别由92.0、62.7和57.0 GPa升至95.6、102.2和97.5 GPa,3个方向上的杨氏模量差量最大值由46.7%降为7.0%,由此克服了因材料各向异性导致的材料缺陷. 展开更多

关键词 生物材料学 羟基磷灰石 壳聚糖 分子动力学 结合能 力学性能 骨修复材料

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