检索结果-内蒙古大学图书馆

高等学校化学学报 2025年第2期46卷 135-142页

作者：郭鑫马永强鲍爱达邓蕊秦丽张文琦徐厚敦中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 武警工程大学密码工程学院西安710086

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑... 详细信息

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑制了光生载流子的复合.通过施加不同的双轴应变和垂直应变,可以对异质结的电子结构进行一定范围内的精确调控.GaP/SiH异质结构在可见光和紫外光区也表现出优异的光吸收性能,吸收率可达2.34×10^(6)cm^(−1).GaP/SiH异质结构表现出的优异性能为光电子器件的设计提供了参考.

关键词：第一性原理 GaP/SiH范德华异质结构光吸收

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基于硅MEMS技术的高灵敏度微型光纤法布里-珀罗压力传感器

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光子学报 2024年第5期53卷 149-157页

作者：李文豪贾平岗王军薛波万顺侯凯耀熊继军中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对... 详细信息

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对传感器单元进行独立分离,使得单个传感器的整体外径仅为400μm,高度为220μm。在此基础上,搭建了信号解调实验平台,并对传感器的感压特性进行了详尽测试。测试结果显示,在0~50 kPa的压力范围内,传感器的压力灵敏度可达到18.5 nm/kPa,最大非线性度为0.47%,重复性为0.18%,迟滞为0.18%。此外,该传感器具有体积小、灵敏度高、电磁兼容、生物兼容以及稳定性强等优点,在生物医学和医疗领域具备巨大的商业转化价值。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗微型化压力测量微机电系统

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电致变色型智能可视化湿度系统

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无机材料学报 2024年第4期39卷 432-440,I0013,I0014页

作者：甄明硕刘晓然范向前张文平严东东刘磊李晨中北大学动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学能源与动力工程学院太原030051

近年来,湿度传感器在食品安全、土壤监测等领域的应用引起了广泛关注。传统湿度传感器具有稳定性好、灵敏度高等优点,但大部分湿度传感系统通常采用有线连接和外接庞大设备来将湿度信号转换为可识别的波形,无法对湿度信息的变化进行实... 详细信息

近年来,湿度传感器在食品安全、土壤监测等领域的应用引起了广泛关注。传统湿度传感器具有稳定性好、灵敏度高等优点,但大部分湿度传感系统通常采用有线连接和外接庞大设备来将湿度信号转换为可识别的波形,无法对湿度信息的变化进行实时的可视化监测。将湿度信息直接转换为肉眼可观测的颜色信号为上述问题提供了一种理想解决方案。本研究将湿度传感器与电致变色器件集成一体来制备智能可视化湿度指示系统,通过将湿度信号转换为电压信号来驱动电致变色器件(Electrochromic devices,ECDs),从而实现系统稳定可逆的颜色变化。采用三氧化钨(WO3)作为负极、锌箔(Zn)作为正极制备的ECDs会根据湿度传感器的输出电压的变化来转变不同的工作状态,从而产生肉眼可观测的颜色信号。采用紫外-可见分光光度计与电化学工作站对ECDs的电化学性能以及电致变色性能进行研究和表征。随后,通过示波器和湿度发生平台对调理电路性能进行分析。结果表明:智能电致变色型湿度指示器具有良好的稳定性和快速的响应性能,其中,着色时间与褪色时间仅为7.5和4.5 s,并且在300个循环后,光学调制幅度(ΔT)与初始值相比基本保持不变(保持率可达95%以上)。因此,这种设计新颖、结构简单的可视化湿度系统在人工智能、智能农业等领域具有广阔的应用前景。

关键词：电致变色器件湿度传感器可视化监测人工智能

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基于FBG传感器的卫星天线形变重构技术

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 135-145页

作者：赵继春李元浩宋育苗安国文贾平岗熊继军中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对由温度变化和外界机械载荷等因素引起的卫星天线结构形变重构需求,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的可视化形变重构技术。利用非金属封装材料和聚酰亚胺光纤光栅制备了FBG应变传感器和温度传感器进行应变与温度的测量,采... 详细信息

针对由温度变化和外界机械载荷等因素引起的卫星天线结构形变重构需求,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的可视化形变重构技术。利用非金属封装材料和聚酰亚胺光纤光栅制备了FBG应变传感器和温度传感器进行应变与温度的测量,采用光纤传感解调系统实现结构的形变重构。搭建了变温环境天线结构模拟试件形变重构测试平台,采用激光测距仪完成对比测试。研究结果表明,通过相同工艺制备的FBG传感器具有很好的一致性,常温下FBG传感测量的误差小于5.94%,变温环境下的测量误差小于6.97%。重构后的曲面能够真实反映模拟试件的形变情况,验证了该系统的有效性。该技术在卫星天线结构形变重构领域中有良好的应用前景。

关键词：形变重构 FBG传感器应变检测温度解耦卫星天线

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石英玻璃的紫外飞秒激光光丝高精度加工技术研究

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中国激光 2024年第12期51卷 465-473页

作者：薛波贾平岗安国文苏建慧王灏荃杨楠熊继军中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

石英玻璃的高精度加工在微机电器件封装、光纤传感和微电子封装等领域有着巨大的需求。为进一步提升加工精度和加工质量,本课题组开展了基于光丝效应的343 nm紫外飞秒激光加工实验,研究了激光焦点位置、脉冲能量、重复频率、扫描速度和... 详细信息

石英玻璃的高精度加工在微机电器件封装、光纤传感和微电子封装等领域有着巨大的需求。为进一步提升加工精度和加工质量,本课题组开展了基于光丝效应的343 nm紫外飞秒激光加工实验,研究了激光焦点位置、脉冲能量、重复频率、扫描速度和扫描次数对石英玻璃光丝损伤形貌的影响,并在此基础上优化工艺参数,对石英玻璃进行了快速切割和打孔实验。研究结果表明:在激光重复频率一定时,脉冲能量越大,光丝损伤越深;脉冲能量不变时,重复频率越高,光丝损伤深度越大;扫描速度的降低会增加损伤深度,但也会使加工表面的熔融物增多;增加扫描次数能显著提升加工质量。利用激光光丝加工方法切割得到的石英玻璃断面接近垂直且粗糙度小于1μm,微孔加工的尺寸精度可达到±2μm。

关键词：飞秒激光石英玻璃光丝效应精密切割微孔加工

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远程激光诱导击穿光谱金属定性定量分析研究

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中国激光 2025年第6期52卷 311-321页

作者：曹溪源骆益凡赵阳阳张嘉旭李楠中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金,利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5~5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响研究... 详细信息

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金,利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5~5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响研究,评估了远程LIBS的定量分析能力。结果表明,在探测延时0~5000 ns范围内等离子体特征谱线强度整体呈现下降趋势,当激光能量由20 mJ增加至250 mJ时谱线强度整体呈现增大趋势,并且随着探测距离的增加,谱线强度近似呈指数衰减。选用不同元素含量的合金铝靶开展了远程LIBS定量分析实验,不同距离下定标曲线的相关系数均超过0.989。采用多元线性回归法预测盲样铝元素含量的误差均小于4%,证明了该系统在5.0 m探测范围内均具有良好的定性定量分析能力。研究表明LIBS在远程原位探测领域中具有巨大的应用潜力。研究结果为LIBS远程探测参数的设置与优化提供了实验依据和数据支撑。

关键词：激光诱导击穿光谱技术远程探测时间延迟激光能量定量分析

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谐振式光学陀螺噪声抑制技术研究现状(特邀)

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光子学报 2024年第5期53卷 39-56页

作者：王飞白禹卜韩南朝铭张仕泽李溢凡周彦汝邢恩博刘来刘文耀唐军刘俊中北大学山西省量子传感与精密测量重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院动态测试技术国家重点实验室太原030051

谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。在... 详细信息

谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。在陀螺的小型化过程中这一问题更加凸显。因此,对谐振式光学陀螺仪进行噪声抑制显得尤为重要。本文详细综述了谐振式光学陀螺中非互易性和互易性两大类噪声的原理及其抑制方法,总结了该领域近来年的研究现状及未来挑战与发展趋势,为我国谐振式光学陀螺发展提供参考。

关键词：谐振式陀螺光学陀螺光学噪声抑制背向散射效应克尔效应

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多光谱雷达-红外兼容超宽带隐身超表面

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光学学报 2024年第20期44卷 260-268页

作者：王佳云康晋峰屈增段俊萍张斌珍中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

随着目标隐身的需求日益增长,以及多光谱结合探测技术的应用越来越广泛,对多光谱结合隐身技术的研究显得尤为紧迫。本文提出并制备了一种基于高集成度超表面的超宽带多光谱隐身材料,并对其进行了测试。该材料由雷达吸波层和红外屏蔽层组... 详细信息

随着目标隐身的需求日益增长,以及多光谱结合探测技术的应用越来越广泛,对多光谱结合隐身技术的研究显得尤为紧迫。本文提出并制备了一种基于高集成度超表面的超宽带多光谱隐身材料,并对其进行了测试。该材料由雷达吸波层和红外屏蔽层组成,能够在雷达频段4.16~23.15 GHz范围内实现超过90%的电磁屏蔽,雷达散射截面(RCS)缩减达到-10 dB以上。同时,在红外频段3~14μm范围内,该材料的红外发射率低于0.3。通过等效电流分布和等效电路模型对超表面的工作原理进行了分析,并探讨了其工作性能的角度稳定性。此外,制备样品的实验测试结果与仿真计算结果相吻合。

关键词：表面光学超表面多光谱雷达隐身红外隐身超宽带

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基于WLS-KF的UWB室内定位滤波算法研究

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电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 25-33页

作者：杨承志张晓明张鸽中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对室内超宽带(UWB)定位过程中受到非视距误差(NLOS)干扰而导致定位精度下降的问题,提出了基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法对测距信息解算得到定位坐标。在通视环境下进行测距,利用测得的数据计算新息向量... 详细信息

针对室内超宽带(UWB)定位过程中受到非视距误差(NLOS)干扰而导致定位精度下降的问题,提出了基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法对测距信息解算得到定位坐标。在通视环境下进行测距,利用测得的数据计算新息向量和协方差,并基于此构建阈值信息,对NLOS环境产生的量测异常值进行判别,在此基础上利用Sage-Husa滤波对系统噪声协方差进行估计。采用加权最小二乘法对测距信息进行处理,得到标签解算坐标的最优估计。通过MATLAB仿真验证算法的可行性和有效性并在室内环境下进行测距、定位试验验证。仿真和实验结果表明,基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法能有效识别NLOS误差,且对定位过程中发生的状态突变能有效进行跟踪,解算得到的标签坐标x方向误差1 cm左右,y方向误差2 cm左右,提高了UWB室内定位的精度。

关键词：抗差估计卡尔曼滤波 UWB NLOS误差加权最小二乘估计

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基于同步共轴结构的辐射层析测温仪设计

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仪器仪表学报 2023年第9期44卷 237-245页

作者：管今哥卫娜瑛郑永秋陈坤中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

光学辐射测温技术因时空分辨率高、测温范围宽等优势在燃烧场温度时空演化特性表征领域具有重要应用价值。固体火箭发动机燃烧室内可测试空间受限,基于多视线投影的三维温度场重构方法因光线遮挡而失效。针对该问题,在傅里叶光学理论基... 详细信息

光学辐射测温技术因时空分辨率高、测温范围宽等优势在燃烧场温度时空演化特性表征领域具有重要应用价值。固体火箭发动机燃烧室内可测试空间受限,基于多视线投影的三维温度场重构方法因光线遮挡而失效。针对该问题,在傅里叶光学理论基础上,建立了燃烧断面与像靶平面之间的物像空间映射关系模型,设计加工了光机电一体化的动态辐射层析测温仪,实现了多个像探测器共光轴且能够同步聚焦于不同空间位置的燃烧断面。试验结果表明,通过对某型号开窗燃烧室内固体推进剂药条燃烧辐射采样数据的卷积与反卷积处理,堆栈的燃烧断面在沿着仪器光轴方向上能够相互分离,在光电信号关系标定基础上利用普朗克辐射定律对已分离的燃烧断面温度分布进行测量过程中,测温的相对误差小于8%。该仪器能够在单向投影光路上以层析方式实现对动态三维燃烧温度场的解析。

关键词：可测试空间受限同步共轴燃烧场三维层析成像温度表征

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