检索结果-内蒙古大学图书馆

化学进展 2024年第4期36卷 601-611页

作者：吴昊坪李磊曾睿祝雨晨赵斌冯飞成都中医药大学智能医学学院成都610036 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上海200050

近年来,呼出气检测在糖尿病领域的研究引起了广泛关注。糖尿病作为一种代谢性疾病,利用现代检测分析方法,如气相色谱、质谱、光谱和传感器检测等,实现了对糖尿病患者呼出气体的检测和监测。本综述概述了糖尿病患者呼出气体中一些挥发性... 详细信息

近年来,呼出气检测在糖尿病领域的研究引起了广泛关注。糖尿病作为一种代谢性疾病,利用现代检测分析方法,如气相色谱、质谱、光谱和传感器检测等,实现了对糖尿病患者呼出气体的检测和监测。本综述概述了糖尿病患者呼出气体中一些挥发性有机化合物的成分及其来源,并评估了以机器学习为基础的算法在支持糖尿病及其并发症风险预测模型方面的应用。此外,对国内外糖尿病呼出气检测的发展与应用进行了探讨,并对其局限性和未来潜在应用进行了评价。

关键词：呼出气体检测糖尿病疾病诊断无创丙酮挥发性有机化合物

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高综合性能超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2023年第11期72卷 314-321页

作者：郗玲玲杨晓燕张天柱肖游尤立星李浩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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100039

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)优异的时间特性(时间抖动和响应速度)是其最具吸引力的优势之一,并且已在量子通信、量子计算等领域中得到广泛应用.然而,由于SNSPD的各技术参数之间相互牵制,使得进一步提升SNSPD综合性能存在技术挑战.小... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)优异的时间特性(时间抖动和响应速度)是其最具吸引力的优势之一,并且已在量子通信、量子计算等领域中得到广泛应用.然而,由于SNSPD的各技术参数之间相互牵制,使得进一步提升SNSPD综合性能存在技术挑战.小光敏面SNSPD在时间特性上具有明显优势,但同时存在探测效率低的突出问题.本文为面向量子信息应用的光纤耦合探测器,从开发实用化、产品化SNSPD出发,采用批量对准、高效耦合的自对准封装结构,围绕小光敏面自对准SNSPD综合性能的提升展开研究.采用发散小、易刻蚀的Au/SiO2光学腔,在提高纳米线光吸收效率的同时通过优化自对准芯片外轮廓加工精度的方式来提高自对准SNSPD的光耦合效率,并完成了配套的工艺研发.并通过小芯径光纤从器件封装角度提升耦合效率.除此之外,探测器的双层纳米线结构使其拥有更低的动态电感和更高的超导转变电流,进一步优化了器件的时间特性.实验制备的探测器在2.2 K温度下于1310 nm处达到最大效率82%,并且在1200—1600 nm波长范围内均有65%以上的系统探测效率,同时表现出40 MHz@3 dB的计数率以及38 ps的时间抖动.进一步,利用低温放大器读出系统可得到最小22 ps的时间抖动.本文研制的高综合性能超导单光子探测器,为实用化、产品化SNSPD提供了重要的技术参考.

关键词：超导纳米线单光子探测器自对准封装小光敏面

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碳化硅集成光子学研究进展

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光学学报 2023年第16期43卷 277-294页

作者：王成立蔡佳辰周李平伊艾伦杨秉承秦源浩张加祥欧欣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技术学院北京100049

凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种... 详细信息

凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种片上非线性光学效应的实现,如高效二次谐波、快速电光调制和孤子光学频率梳产生等。同时与金刚石类似,碳化硅材料具有性能优异的二能级固体自旋色心,基于碳化硅色心与谐振腔的腔量子电动力学效应在近年来也得到广泛研究。综合近几年来国内外在碳化硅光子学上的研究现状,介绍碳化硅在集成非线性光学和集成量子光学领域中的最新研究进展,并就碳化硅光子学的未来发展趋势进行展望和讨论。

关键词：光子器件碳化硅非线性光子学量子光学集成光路

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太赫兹量子阱探测器研究进展

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红外与毫米波学报 2022年第1期41卷 103-109页

作者：张真真符张龙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实验室上海200050 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

太赫兹量子阱探测器具有皮秒级的响应时间和1 GHz以上的高速调制性能,是太赫兹快速成像和高速无线通信应用领域非常有前景的探测器。文章综述了太赫兹量子阱探测器的探测原理和设计方法、器件主要性能指标和基于该探测器的应用技术研究... 详细信息

太赫兹量子阱探测器具有皮秒级的响应时间和1 GHz以上的高速调制性能,是太赫兹快速成像和高速无线通信应用领域非常有前景的探测器。文章综述了太赫兹量子阱探测器的探测原理和设计方法、器件主要性能指标和基于该探测器的应用技术研究进展。研究表明,基于太赫兹量子阱探测器的快速成像系统可以获得物体的细节信息,有望用于安全检查和无损检测领域;太赫兹量子阱探测器还可用于高速无线通信的探测端,为未来6G高速无线通信应用提供了有效的技术途径。

关键词：太赫兹量子阱探测器太赫兹量子级联激光器太赫兹通信太赫兹成像

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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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连续极紫外激光的产生

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科学通报 2024年第28期69卷 4209-4217页

作者：洪道彪刘中灏乔山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技术学院北京100049 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210

产生短波长的激光是激光技术中的一大瓶颈问题.目前可用的桌面极紫外(extreme ultraviolet,EUV)激光都是通过多光子过程产生的,效率较低,并且无法产生连续短波长极紫外激光.通过高压直流放电激发产生的亚稳态氦原子与连续近红外(near-in... 详细信息

产生短波长的激光是激光技术中的一大瓶颈问题.目前可用的桌面极紫外(extreme ultraviolet,EUV)激光都是通过多光子过程产生的,效率较低,并且无法产生连续短波长极紫外激光.通过高压直流放电激发产生的亚稳态氦原子与连续近红外(near-infrared,NIR)激光结合泵浦的方式可以产生波长为58.4 nm的连续极紫外激光.该过程为单光子相关的反斯托克斯拉曼散射(anti-Stokes Raman scattering,ASRS).连续极紫外激光的光通量可以接近目前同步辐射在该波段的数值,并且其拥有与泵浦的近红外激光近乎相同的发散度,显示了其受激特性.该光源有望抑制光电子能谱测量中的空间电荷效应.目前连续极紫外激光的强度在气压合适的情况下,随着放电激发功率、泵浦激光注入功率的升高而升高.本文结果为单光子过程上转换产生桌面连续极紫外激光提供了一种可能的方法.

关键词：极紫外激光单光子过程反斯托克斯拉曼散射连续激光光电子能谱

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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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基于改进粒子群的时差测向最优阵列布局

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航空学报 2023年第2期44卷 237-251页

作者：蒋平屈秉男丁华泽马润泽何为中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国科学院无线传感网与通信重点实验室上海201800 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210 中国科学院大学北京100049

为了减小阵列布局对测向算法精度的影响,提升在特定场景下目标的测向精度,提出基于竞争策略和差分进化策略的粒子群优化(PSO-CDE)算法,并基于PSO-CDE实现时差测向阵列优化。首先,基于时差测向的原理,以位置约束和基线约束设计传感器阵列... 详细信息

为了减小阵列布局对测向算法精度的影响,提升在特定场景下目标的测向精度,提出基于竞争策略和差分进化策略的粒子群优化(PSO-CDE)算法,并基于PSO-CDE实现时差测向阵列优化。首先,基于时差测向的原理,以位置约束和基线约束设计传感器阵列,以均方误差构建适应度评价函数;其次,提出PSO-CDE算法来提高粒子群性能和鲁棒性,并基于PSO-CDE算法对阵列布局进行策略优化;最后,通过仿真靶场环境,得到不同条件下的优化阵列布局。仿真结果表明:优化后的阵列较规则阵列具有更高的目标测向精度。同时,对比分析最优阵列中阵列基线、阵元数量和时延误差对测向精度的影响,为实际场景中阵列布局优化策略的选择提供相应的参考依据。

关键词：时差测向阵列优化粒子群差分进化竞争策略

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自差分交流偏置超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2022年第15期71卷 281-287页

作者：马璐瑶张兴雨舒志运肖游张天柱李浩尤立星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 中国科学院大学北京100039

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用交流偏置有望提升器件运行速率、有效抑制背景暗计数,却存在信号读出困难的棘手问题.本文报道了自差分读出的交流偏置SNSPD系统,该系统包含两根并行排布纳米线构成的2-pixel SNSPD器件.给两根纳米线加载相同的100 MHz交流偏置信号,并对两路输出信号差分使噪声信号相抵消,实现光子响应信号的读出.基于该方法测得,响应信号的信噪比相比差分之前提升10倍,在交流偏置下器件的暗计数降低至直流偏置下的约1/4,计数率达到直流偏置下的约1.5倍.本文为交流偏置SNSPD测试提供了一种思路,为其应用提供参考数据.

关键词：超导纳米线单光子探测器交流偏置自差分读出

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超导单磁通量子数字电路的全加器设计与应用探索

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电子学报 2023年第2期51卷 307-313页

作者：杨若婷任洁高小平王镇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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

随着超导单磁通量子(Single Flux Quantum,SFQ)数字电路的集成度规模不断提升,基于SFQ标准单元库及知识产权(Intellectual Property,IP)电路的设计将会逐渐取代原有的专用定制化数字电路设计的方式.与此同时,IP电路也可以作为新设计方... 详细信息

随着超导单磁通量子(Single Flux Quantum,SFQ)数字电路的集成度规模不断提升,基于SFQ标准单元库及知识产权(Intellectual Property,IP)电路的设计将会逐渐取代原有的专用定制化数字电路设计的方式.与此同时,IP电路也可以作为新设计方法研究和新工艺及单元库可靠性的验证电路.本文选择大规模数字电路中的基础运算单元全加器为研究对象,希望能在尚在开发中的工艺下得到一个更加稳定工作和完整测试功能的全加器.本文基于自研SIMIT Nb03工艺上开发的SFQ单元库,设计了两种类型的全加器,且实现了全加器逻辑功能和工作性能的低频与高频测试表征.本文的第二种单级型全加器跟同类型的其他全加器相比,在保证了结数量和面积消耗偏小的优势下,又减少了设计难度和便于灵活扩展,使得其在电路IP化使用中也具有指导意义.低频测试结果表明,两种全加器均正确工作,其中单级型全加器具备良好的工作阈值.该款全加器的高频测试显示电路最高工作频率可达22 GHz.本文对测试结果进行详细分析,并基于此针对大规模电路实现开展简单应用探索.

关键词：超导数字电路单磁通量子电路知识产权电路自研工艺全加器

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