检索结果-内蒙古大学图书馆

传感技术学报 2024年第9期37卷 1478-1484页

作者：王正孙莉李胜民邹迎曙杨忠王会如薛宁刘春秀中国科学院空天信息研究院传感器技术国家重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 北京市医疗器械检验研究院北京100070

汗液作为一种非侵入性健康监测的资源,含有丰富的生理信息,可以进行实时无创监测。然而,人在久坐或者睡眠时无法获得足够的汗液进行采样分析,若要实现汗液成分的长期原位监测并不容易。基于以上两点问题,主要通过电化学传感器与可穿戴... 详细信息

汗液作为一种非侵入性健康监测的资源,含有丰富的生理信息,可以进行实时无创监测。然而,人在久坐或者睡眠时无法获得足够的汗液进行采样分析,若要实现汗液成分的长期原位监测并不容易。基于以上两点问题,主要通过电化学传感器与可穿戴传感技术相结合,以非侵入的方式监测汗液中的Na+,并开发测试了一套集成的可穿戴平台,用于实时采集和分析汗液中Na+的浓度。本系统Na+在浓度为20 mmol/L~160 mmol/L的测试范围内,灵敏度达到61.6 mV/decade。除此之外,可以根据受试者自身出汗量情况来调节系统刺激出汗的相关参数,从而能够减小长期电促渗药物刺激对于受试者的影响。

关键词：汗液检测穿戴式设备电化学传感器电促渗

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基于准连续体束缚态的近红外高Q全介质超表面生物传感器

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物理学报 2025年第10期74卷 297-305页

作者：王军辉李德琼聂国政詹杰甘龙飞陈智全兰林锋湖南科技大学物理与电子科学学院湖南省智能传感器与新型传感材料重点实验室湘潭411201 湖南工商大学数学与统计学院长沙410205 湖南工商大学微电子与物理学院长沙410205 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510640

近年来,连续体中的束缚态因具有极强的促进光与物质相互作用的能力,是实现具有超高品质因子的光学共振的理想平台,成为研究的热点.本工作设计了一个单元胞由硅圆盘构成的全介质超表面,在此超表面上观察到一个对称保护的束缚态,当面内对... 详细信息

近年来,连续体中的束缚态因具有极强的促进光与物质相互作用的能力,是实现具有超高品质因子的光学共振的理想平台,成为研究的热点.本工作设计了一个单元胞由硅圆盘构成的全介质超表面,在此超表面上观察到一个对称保护的束缚态,当面内对称性被破坏时,其可以转化为具有高质量品质因子的准束缚态.随着背景折射率的改变,共振峰的位置随之变化,通过这一原理实现了一种生物折射率传感器.由于品质因子和不对称参数成二次反比关系,通过调节不对称参数,品质因子也会发生改变,从而实现传感性能的提升和调节.经过调节,该超表面的折射率传感灵敏度和优值分别达到162.55 nm/RIU和1711.05 RIU^(-1),高于大部分的现有报道结果.本工作的高品质因子全介质超表面设计为高灵敏度和高精度的生物检测提供了新的途径.

关键词：全介质超表面连续体束缚态折射率传感光学生物传感

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10 Gbit/s量子随机数生成中多路实时高效后处理

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光学学报 2022年第23期42卷 199-207页

作者：张江江郭龑强郑治沧林发定郭晓敏新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024 密码科学技术国家重点实验室北京100878

为了实现量子随机数实时安全高速后处理,在实验上利用平衡零拍探测将采集得到的量子真空噪声中的4个相互独立的高频边带模式作为熵源,在单通道240 MSa/s采样率、16位模数转化条件下进行四路并行提取,并在现场可编程门阵列(FPGA)中完成... 详细信息

为了实现量子随机数实时安全高速后处理,在实验上利用平衡零拍探测将采集得到的量子真空噪声中的4个相互独立的高频边带模式作为熵源,在单通道240 MSa/s采样率、16位模数转化条件下进行四路并行提取,并在现场可编程门阵列(FPGA)中完成多路实时Toeplitz-Hash安全高速后处理。实现了大规模Toeplitz矩阵分解及多周期分布处理,从而保证了硬件的稳定运行;研究了不同矩阵规模和通道数下安全后处理的硬件资源占有率,最终在四路Toeplitz-Hash后处理条件下,实现了FPGA逻辑资源占有率为62%、实时速率为10.44 Gbit/s的量子随机数生成。每两路通道之间量子随机数的互相关和互信息分别在10^(-3)和10^(-6)以下,且合并输出的量子随机数通过了NIST、Diehard和TestU01测试,为其在高速保密通信的实际应用中提供重要支撑。

关键词：量子光学量子随机数发生器多路实时后处理现场可编程门阵列平衡零拍探测

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基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 47-51页

作者：杨洋春胡敬芳肖疏雨宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改... 详细信息

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改性后的纸基电极(rGO/SPCE@paper)。通过优化石墨烯沉积时间、预富集时间、模板离子洗脱时间等实验条件,发现在5~100μg/L浓度范围内Cd(Ⅱ)溶出峰电流与浓度表现出良好的线性关系,检出限为0.91μg/L(S/N=3)。结果表明:Cd(Ⅱ)-IIP@paper具有较好的重复性和稳定性,制备的电化学传感器表现出良好的选择性,将其应用于实际水样中Cd(Ⅱ)的检测,回收率在94.0%~104.4%之间,具有较强的实用价值。

关键词：纸基离子印迹聚合物预富集电化学传感器水质痕量镉离子检测

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纸基微流控芯片及其水环境检测方法研究进展

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中国造纸学报 2023年第3期38卷 133-143页

作者：王林哲胡敬芳杨洋春宋钰李延生高国伟北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室上海200050

我国水环境污染问题较为突出,发展水环境污染物快速检测方法,是目前及时有效治理水环境问题的迫切需要。近年来,纸基微流控芯片(Paper-based microfluidic analytical devices,µPAD)在环境监测领域得到快速发展,它具有成本低、制... 详细信息

我国水环境污染问题较为突出,发展水环境污染物快速检测方法,是目前及时有效治理水环境问题的迫切需要。近年来,纸基微流控芯片(Paper-based microfluidic analytical devices,µPAD)在环境监测领域得到快速发展,它具有成本低、制作简单、试剂消耗少、携带方便、环保等特点,符合世界卫生组织(WHO)制定的现场快速检测装置“ASSURED”标准。本文综述了µPAD及其水环境检测方法的研究进展,首先介绍了在提升纸基材料性能方面取得的研究成果,讨论了µPAD的制备方法及其改进方案,并总结了几种应用于µPAD流体运动控制技术,然后重点介绍了基于µPAD的水环境快速检测方法与传感器构建方法取得的研究进展,最后讨论了µPAD目前的局限性并展望了其发展前景。

关键词：纸基微流控芯片水环境污染快速检测

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基于卡尔曼滤波算法的嵌入式光纤光栅解调系统

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传感技术学报 2023年第10期36卷 1602-1606页

作者：王日东刘丽宋浩霖王宇白清刘昕靳宝全太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室山西太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

针对目前光纤光栅解调系统算法复杂,需要借助上位机进行解调的不足,设计了一种基于卡尔曼滤波算法的嵌入式光纤光栅解调系统。该系统在STM32嵌入式平台上采用卡尔曼滤波算法,结合趋势判断算法实现了FBG中心波长的快速解调。实验结果表明... 详细信息

针对目前光纤光栅解调系统算法复杂,需要借助上位机进行解调的不足,设计了一种基于卡尔曼滤波算法的嵌入式光纤光栅解调系统。该系统在STM32嵌入式平台上采用卡尔曼滤波算法,结合趋势判断算法实现了FBG中心波长的快速解调。实验结果表明,系统的测温精度可达±0.1℃,对FBG温度传感器中心波长的解调稳定性可达±3 pm,温度与波长线性变化的拟合度可达0.998以上,能够满足实际工程应用的需求。

关键词：光纤光栅(FBG) STM32 嵌入式卡尔曼滤波趋势判断

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改进U-Net网络的遥感图像水质分割算法

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遥感信息 2023年第4期38卷 137-143页

作者：赵晨曦宋钰胡敬芳李洋高国伟北京信息科技大学传感器北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室北京100190

针对遥感图像中一般水体、黑臭水体以及富营养化水体形状不规则以及相似难以准确分割的问题,选取研究区创建富含3类水体的数据集,利用深度学习卷积网络模型对3类水体数据集进行训练与测试。根据测试效果分析提出基于改进U-Net网络的遥... 详细信息

针对遥感图像中一般水体、黑臭水体以及富营养化水体形状不规则以及相似难以准确分割的问题,选取研究区创建富含3类水体的数据集,利用深度学习卷积网络模型对3类水体数据集进行训练与测试。根据测试效果分析提出基于改进U-Net网络的遥感水质分割算法,改进卷积深度及在编码阶段输入层引入ASPP模块获取更加复杂的光谱信息,提高分割精度。实验表明,所提出的改进型U-Net分割算法能够显著提升水质分类的精确度和分割效果,从而实现一般、黑臭及富营养化水体的准确分类。

关键词：水质分割深度学习卷积网络分割精度三类水体河流占比

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有机聚合物掺杂离子液体忆阻器用于低电压人工光电突触

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发光学报 2024年第9期45卷 1547-1559页

作者：李雯曾诺兰周嘉邢晓琳周刘然石伟仪明东南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院省部共建有机电子与信息显示国家重点实验室江苏省生物传感器重点实验室江苏南京210023 聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252059 南京工业大学柔性电子(未来技术)学院先进材料研究院江苏南京211816

基于忆阻器的神经形态计算有望克服冯诺依曼瓶颈,有助于实现节能数据处理。有机聚合物因其优异的半导体和光电特性以及溶液加工优势,是低成本忆阻器和突触应用的理想候选者。然而,聚合物忆阻器的高操作电压和阻态随机切换问题限制了其... 详细信息

基于忆阻器的神经形态计算有望克服冯诺依曼瓶颈,有助于实现节能数据处理。有机聚合物因其优异的半导体和光电特性以及溶液加工优势,是低成本忆阻器和突触应用的理想候选者。然而,聚合物忆阻器的高操作电压和阻态随机切换问题限制了其在神经形态芯片中的应用,增加了外围电路系统的复杂性。本研究利用掺杂离子液体[EMIM][PF_(6)]的有机聚合物MEH-PPV为活性层构建了垂直结构忆阻器,通过电输入调制各种短期和长期突触可塑性行为,显著降低了工作电压并增加了可调谐导电态范围。该忆阻器在mV级电压下实现光调控生物突触的关键特征和类脑学习与记忆特性,集成光信号传感、存储和处理功能。在此基础上,将该有机突触阵列应用于人类视觉神经系统的图案识别与记忆任务。研究结果为下一代低功耗高性能有机神经形态设备的设计提供了重要指导。

关键词：忆阻器有机聚合物离子液体光电突触图像识别

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多模光纤反馈半导体激光器产生无时延特征混沌

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中国激光 2024年第6期51卷 160-170页

作者：蔺玉雪高慧王龙生李腾龙赵彤常朋发王安帮王云才太原理工大学新型传感器与智能控制教育部/山西省重点实验室山西太原030024 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室广东广州510006 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

提出了一种基于多模光纤模间色散的无时延特征混沌产生方案。在多模光纤长度为4.4 km、芯径为62.5μm、反馈强度为0.1的条件下,实验获得了无时延特征的混沌信号。进一步理论分析了多模光纤的纤芯直径、相对偏移、长度对混沌光模场的影响... 详细信息

提出了一种基于多模光纤模间色散的无时延特征混沌产生方案。在多模光纤长度为4.4 km、芯径为62.5μm、反馈强度为0.1的条件下,实验获得了无时延特征的混沌信号。进一步理论分析了多模光纤的纤芯直径、相对偏移、长度对混沌光模场的影响,结果显示:随着纤芯直径和相对偏移的增大,模式数量逐渐增多,模场分布变复杂;随着光纤长度的增加,模式分离程度(即模间色散)增大。最终探明了多模光纤相对偏移、反馈强度、长度对时延特征的抑制规律。结果表明,在与实验相同的纤芯直径和反馈强度下,消除时延特征的多模光纤的临界长度为1 km。

关键词：光纤光学半导体激光器混沌激光时延特征多模光纤

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一种低功耗可级联拓展的电刺激IC

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半导体技术 2025年第1期50卷 64-70页

作者：吴黎霞张轩薛宁姚镭刘春秀中国科学院空天信息创新研究院传感器技术国家重点实验室北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100094 上海矩智科技有限公司上海201899 临港实验室上海200031

设计了一种低功耗可级联拓展的电刺激芯片,该芯片主要由16个独立电刺激通道、一个全局数字控制器(GDC)及电流偏置模块组成。每个独立电刺激通道包含一个8 bit数模转换器(DAC)、一个高压刺激前端(SFE)电路以及通道本地数字控制器(LDC),... 详细信息

设计了一种低功耗可级联拓展的电刺激芯片,该芯片主要由16个独立电刺激通道、一个全局数字控制器(GDC)及电流偏置模块组成。每个独立电刺激通道包含一个8 bit数模转换器(DAC)、一个高压刺激前端(SFE)电路以及通道本地数字控制器(LDC),能够输出脉冲幅度/宽度/相位间隔时间可独立配置的单极性双相脉冲刺激电流。GDC控制16个通道的配置和刺激使能,并有一个可进行多芯片级联拓展的控制接口。LDC和GDC共用同一组时钟/数据控制信号,节省了端口资源。提出的电路采用GF 0.18μm CMOS BCD高压工艺进行设计和制备,总面积为1.5 mm×3.1 mm。测试结果表明,在5 V/15 V/-15 V供电下,该电路的静态功耗为2.14μW,最大输出电流为1 mA,输出200μA恒定电流时顺从电压为13.5 V。

关键词：电刺激集成电路(IC) 低功耗可拓展性多通道电刺激器

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