检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第8期44卷 109-117页

作者：高全明张瀚文侯宇丹张嘉宸嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130061 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰,严重影响了数据的解释精度。针对这一问题,提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号,然后针对信号分离后的幅值不... 详细信息

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰,严重影响了数据的解释精度。针对这一问题,提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号,然后针对信号分离后的幅值不确定性问题,基于最大化非高斯性和最小畸变准则构建优化约束模型,最后利用CS搜索算法迭代求解分离矩阵的最优参数值。仿真结果显示,本文方法在信噪比和均方误差指标上均优于PCA、WA和ICA方法,消噪后信号的信噪比提高了16.6 dB。现场实验表明,本文方法对多种环境电磁噪声均具有良好的抑制效果,消噪后观测信有效时间提高了近4倍。观测信号质量得到了显著改善,视电阻率成像解释深度达1000 m,充分验证了本文方法的有效性和实用性。

关键词：超导电磁探测技术电磁噪声信噪分离幅值不确定性问题

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基于4.3 THz量子级联激光器的微米级无损厚度测量

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 354-358页

作者：李弘义谭智勇万文坚曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049

构建和描述了一种用于获取硅片厚度的零差检测系统。利用4.3-THz激光束的传输相变与机械旋转台控制的入射角之间的关系,可以使用标准残差法精确推导被测样品的厚度值。结果表明,样品的厚度拟合值与光学显微镜的精确测量结果仅相差2.5~3... 详细信息

构建和描述了一种用于获取硅片厚度的零差检测系统。利用4.3-THz激光束的传输相变与机械旋转台控制的入射角之间的关系,可以使用标准残差法精确推导被测样品的厚度值。结果表明,样品的厚度拟合值与光学显微镜的精确测量结果仅相差2.5~3μm,实现了微米级精度的太赫兹无损厚度测量。实验验证了太赫兹量子级联激光器在非接触无损测量中的有效性。

关键词：太赫兹量子级联激光器零差探测无损检测非接触测量

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基于源偶极子的扫描近场光学显微镜的数值模拟

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红外与毫米波学报 2023年第5期42卷 643-651页

作者：吴昌林王长曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049

红外和太赫兹范围内的扫描近场光学显微镜能够突破衍射极限,实现更小的空间分辨率,在纳米尺度结构的光学特性分析检测方面具有重要应用。为了进一步理解探针与样品的相互作用,对探针近场的分析和数值描述是必不可少的。基于真实的探针... 详细信息

红外和太赫兹范围内的扫描近场光学显微镜能够突破衍射极限,实现更小的空间分辨率,在纳米尺度结构的光学特性分析检测方面具有重要应用。为了进一步理解探针与样品的相互作用,对探针近场的分析和数值描述是必不可少的。基于真实的探针形状的解析模型,结合数值模拟的开发了源偶极子模型(SDM),能够直接获得近场检测信息,提高计算效率。基于模拟结果,解释了天线效应、尖端半径影响和电荷量的影响,并将SDM模型结果与全波仿真(FWS)结果进行了比较。为进一步理解近场光学显微镜中的针尖-样品结提供了新的视角。

关键词：太赫兹近场显微技术数值模拟偶极模型光学性质

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超导单光子探测器在生物领域中的应用进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 18-30页

作者：吕超林尤立星覃俭徐光照蒋燕阳史经浩赋同量子科技(浙江)有限公司浙江嘉兴314100 中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050

自2001年被发明以来,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)迅速成长为近红外波段的明星光子探测器,其在近红外波段如1550 nm处系统探测效率超过95%,暗计数率低于1 cps(counts per second),时间抖动优于10 ps,探测速率高于1 GHz,并广泛应用在... 详细信息

自2001年被发明以来,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)迅速成长为近红外波段的明星光子探测器,其在近红外波段如1550 nm处系统探测效率超过95%,暗计数率低于1 cps(counts per second),时间抖动优于10 ps,探测速率高于1 GHz,并广泛应用在量子信息领域。近年来,研究人员开始将SNSPD引入到生物领域,以替代在近红外波段具有低信噪比、多后脉冲的半导体单光子探测器。本文将介绍SNSPD的探测原理和性能指标,并系统地阐述SNSPD在生物领域中的应用现状和发展前景。

关键词：超导纳米线单光子探测器共聚焦显微镜单线态氧检测漫反射光谱荧光寿命成像

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基于条件生成对抗网络的手语样本骨架缺失关节点修复

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计算机辅助设计与图形学学报 2023年第3期35卷 423-433页

作者：彭冲张金艺楼亮亮上海大学特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444 中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室上海200050

计算机视觉技术由于受到遮挡、视角和光照等因素的影响,对手语样本骨架关节点的检测通常存在缺失,导致手语识别准确率降低.为此,提出基于条件生成对抗网络(CGAN)的手语样本骨架缺失关节点修复方法.首先,通过分析手语样本残缺骨架中关节... 详细信息

计算机视觉技术由于受到遮挡、视角和光照等因素的影响,对手语样本骨架关节点的检测通常存在缺失,导致手语识别准确率降低.为此,提出基于条件生成对抗网络(CGAN)的手语样本骨架缺失关节点修复方法.首先,通过分析手语样本残缺骨架中关节点的缺失分布情况,构建缺失关节点分布概率模型;其次,对完整骨架引入分布概率模型生成的缺失关节点,将这些残缺骨架用于CGAN框架中生成器和判别器的训练,通过CGAN框架训练好的生成器能够以残缺骨架为条件生成没有缺失的骨架;最后,用生成骨架去补全残缺骨架,即完成了修复.在中国手语数据集CSL上开展实验,生成器迭代训练80次后,生成骨架与完整骨架的平均均方根误差从0.019减小到0.001;在修复骨架缺失关节点的手语样本上,搭建手语识别网络迭代训练120次,与未进行修复相比,其识别准确率从90.6%提升为99.6%.实验结果表明,该方法能够有效地修复缺失关节点,极大地提升手语识别准确率.

关键词：手语样本缺失关节点条件生成对抗网络分布概率模型手语识别

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低信噪比环境下的多通道语音端点检测算法

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中国科学院大学学报（中英文） 2023年第5期40卷 687-693页

作者：肖思龚杰李宝清中国科学院大学微电子学院北京100049 中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海201800

传统的端点检测算法仅利用信号的时频信息,在低信噪比环境下,尤其是非平稳噪声环境,会出现准确率下降的问题,而多通道语音信号具有丰富的空间信息,可以对时频域的信息进行补充,从而提高检测的准确率。因此在多通道空间特征研究的基础上... 详细信息

传统的端点检测算法仅利用信号的时频信息,在低信噪比环境下,尤其是非平稳噪声环境,会出现准确率下降的问题,而多通道语音信号具有丰富的空间信息,可以对时频域的信息进行补充,从而提高检测的准确率。因此在多通道空间特征研究的基础上,利用接收阵列信号的协方差矩阵,提出一种全新的基于多通道协方差矩阵最大特征值的多通道语音端点检测算法。首先通过提取每一帧信号的协方差矩阵的最大特征值作为端点检测的特征参数,从而对语音信号进行跟踪,然后采用双门限阈值法判断当前帧是否为语音帧。实验结果表明,在VCTK及实验室语料库上,与梅尔能量比及新能零熵算法相比,所提出的算法具有更高的检测准确率,并且对于-5 dB的低信噪比环境及非平稳噪声环境具有更好的鲁棒性。

关键词：语音端点检测麦克风阵列协方差矩阵低信噪比

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芯片级多轴集成微陀螺方案对比与发展趋势分析

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中国惯性技术学报 2023年第9期31卷 932-939,954页

作者：魏雯强鲁征浩陈方申冲石云波曹慧亮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 苏州大学微纳传感技术研究中心苏州215006 中科院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050

微机械陀螺仪作为检测载体角速率信息的器件,在姿态控制平台和惯性导航领域有着广泛应用。首先结合国内外发展动态及研究成果,分析了三类芯片级多轴集成微机械陀螺集成方法:三单轴陀螺正交集成法、单片单结构三轴陀螺法及单片多结构陀... 详细信息

微机械陀螺仪作为检测载体角速率信息的器件,在姿态控制平台和惯性导航领域有着广泛应用。首先结合国内外发展动态及研究成果,分析了三类芯片级多轴集成微机械陀螺集成方法:三单轴陀螺正交集成法、单片单结构三轴陀螺法及单片多结构陀螺阵列法。其次,通过对当前方案的总结与分析,比较了各方案的优缺点,设计了一种频差小、抗冲击能力强的单片三轴轮环式陀螺结构。仿真实验表明该结构能承受20000 g冲击,轮结构频差为180.3 Hz,环结构频差为3 Hz。最后,分析了未来芯片级多轴集成微陀螺仪的改良方向。

关键词：微机械陀螺仪敏感结构单结构三轴正交集成陀螺阵列

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基于运算放大器的SNSPD低温直流耦合读出电路

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物理学报 2024年

作者：陈志刚张伟君张兴雨王钰泽熊佳敏洪逸裕原蒲升吴玲王镇尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海市超导集成电路技术重点实验室中国科学院大学

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点，在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用。SNSPD的最大计数率（探测速度）会受前级读出电路的影响，为了提升最大计数率，通常需要... 详细信息

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点，在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用。SNSPD的最大计数率（探测速度）会受前级读出电路的影响，为了提升最大计数率，通常需要使用一个宽带宽的低温直流耦合读出电路。本文报道了基于商用高速运算放大芯片OPA855搭建的SNSPD低温直流耦合放大读出电路。研究中，本文系统表征了该电路从室温300 K到低温4.2 K下的性能参数。通过提升OPA855的工作电压，解决了电路在低温下带宽损失的问题。进一步的，将OPA855放大电路安装在40 K温区，使用它实现了SNSPD探测性能的实验评估。相对于常规室温交流耦合电路，SNSPD的最大计数率提升了约1.3倍。本研究为OPA855芯片在高速SNSPD等低温领域提供相关参考信息。

关键词：运算放大器(OPA) 低温读出电路直流耦合超导纳米线单光子探测器(SNSPD)

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以金属有机框架材料HKUST-1为固定相的微型气相色谱柱

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分析化学 2023年第3期51卷 429-435页

作者：张娣张海燕陈泊鑫祝雨晨赵斌李磊郑丹冯飞上海应用技术大学化学与环境工程学院中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室

气相色谱柱微型化有利于气相色谱系统的小型化，然而对微型气相色谱柱而言，轻烃的分离是一个挑战。本研究基于微机电系统（MEMS）技术制备了微型气相色谱柱，在室温下合成了一种金属有机框架材料HKUST-1，采用动态涂敷法将HKUST-1涂敷... 详细信息

气相色谱柱微型化有利于气相色谱系统的小型化，然而对微型气相色谱柱而言，轻烃的分离是一个挑战。本研究基于微机电系统（MEMS）技术制备了微型气相色谱柱，在室温下合成了一种金属有机框架材料HKUST-1，采用动态涂敷法将HKUST-1涂敷到微型气相色谱柱中作为固定相。对以HKUST-1为固定相的微型气相色谱柱进行分离测试，结果表明，此微型气相色谱柱可以完全分离轻烃混合物（甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷），其中难以分离的甲烷和乙烷的分离度达到9.2。

关键词：微型气相色谱柱金属有机框架材料 HKUST-1 轻烃分离

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海洋温盐深高精度测量集成微纳传感器制备及测试

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中国科学：信息科学 2022年第3期52卷 553-566页

作者：王振宇管轶华尹加文车啸婷郜晚蕾金庆辉宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术国防重点实验室上海200050

海洋传感器技术在海洋军事作战领域发挥着重要的作用,随着人类探索海洋的未知领域,海洋传感器技术逐渐发展,但现阶段发展不完全,主要依赖进口,国产化率低.海水的温度、盐度、深度(温盐深)是海洋环境测量的基本参数,目前国内温盐深三参... 详细信息

海洋传感器技术在海洋军事作战领域发挥着重要的作用,随着人类探索海洋的未知领域,海洋传感器技术逐渐发展,但现阶段发展不完全,主要依赖进口,国产化率低.海水的温度、盐度、深度(温盐深)是海洋环境测量的基本参数,目前国内温盐深三参数传感器体积大、设备复杂、集成度低,难以满足实时在线检测的需求.本文基于微机电系统(MEMS)技术,制备了一批用于海洋温度、电导率和压力检测的温盐深集成微纳传感器,其中温度测量采用PT8000铂电阻传感器,盐度测量采用四电极法电导率传感器,深度测量采用压阻式压力传感器,通过离子注入工艺控制掺杂浓度形成压力敏感电阻,硅片下表面经过湿法腐蚀工艺形成压力形变所需的空间,最后键合硅片和玻璃制备出压力传感器,三参数传感器的制备工艺全兼容,具有较高的批量一致性.对于压力传感器,利用COMSOL仿真软件确定合适的传感器参数,得到0∼10 MPa下的宽范围量程,以满足1000 m水深检测的需求.利用嵌入式系统原理开发了针对制备的温盐深传感器的采样和读出电路,其中温度传感器的电阻为8231±100Ω,灵敏度为32.101Ω/℃,测量准确度达到±0.01℃;电导率传感器的电导池参数为2.594 cm^(−1),测量准确度为±0.05 mS/cm,与温度传感器联合测量消除了温度对电导率的影响;压力传感器的压敏区域构成了惠斯通(Wheatstone)电桥模型,消除了温度对压敏电阻的影响,采用矩形形变膜片,提高了压力线性度,传感器的测量准确度达到0.01 MPa,非线性误差为0.366%,重复性误差为0.376%,迟滞性误差为0.188%.结果表明,本文制备的温盐深传感器精度高、尺寸小、集成度高、可批量制造,适用于海洋温盐深参数精确定点测量的需求.

关键词：海洋传感器温盐深微纳集成制造高精度测量

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