检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2019年第3期59卷 236-242页

作者：张益源赵嘉昊尤政清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学北京市未来芯片技术高精尖创新中心北京100084

作为传感器系统的典型代表与技术发展趋势,感知微系统具有尺寸小、功能多与自供电等优势。然而当前的设计方法无法平衡其实用性能与约束性能之间的矛盾,使得其进一步发展陷入瓶颈。该文基于多学科设计优化思想提出一种针对感知微系统的... 详细信息

作为传感器系统的典型代表与技术发展趋势,感知微系统具有尺寸小、功能多与自供电等优势。然而当前的设计方法无法平衡其实用性能与约束性能之间的矛盾,使得其进一步发展陷入瓶颈。该文基于多学科设计优化思想提出一种针对感知微系统的系统级设计方法。该方法根据设计目标与各性能边界条件进行学科划分,在子系统分析器内进行参数分析后代入系统级优化器完成目标优化,最终实现感知微系统的优化设计。以重型车辆检测微系统为例,选取不同的设计目标进行系统级优化,并通过叠层集成的方式研制了验证样机。样机的性能测试结果与设计值相符,且满足优化设计目标的需求。该方法可行性和准确性表明,其能够在设计阶段平衡感知微系统的实用性能与约束性能,实现系统的最优化设计。

关键词：感知微系统多学科设计优化系统级设计方法

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超高速相干光通信两步步长优化CMA算法

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应用光学 2019年第3期40卷 505-510页

作者：钟昆杨怀栋清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

在超高速相干光通信中,对偏振解复用损伤和偏振模色散的补偿一般采用恒模算法(constant modulus algorithm, CMA)。标准的CMA算法具有自适应动态均衡的功能,加权信号根据输入信号进行不断更新,是一种目前流行的盲均衡算法。通常在CMA算... 详细信息

在超高速相干光通信中,对偏振解复用损伤和偏振模色散的补偿一般采用恒模算法(constant modulus algorithm, CMA)。标准的CMA算法具有自适应动态均衡的功能,加权信号根据输入信号进行不断更新,是一种目前流行的盲均衡算法。通常在CMA算法中,步长系数的取值严重影响着算法收敛、误差矢量幅度(error vector magnitude, EVM)和误码率(bit error ratio, BER)性能评价。提出了一种优化的CMA算法,具有两步步长系数,可标记误差矢量函数曲线稳定时的区间。经过计算验证表明,优化的CMA算法具有不同程度的解调性能改善,能够降低X、Y偏振态的EVM,具备较好的应用性。

关键词：通信技术相干光通信偏振复用恒模算法

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自然的灵感“偶遇”先进制造技术

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科学通报 2019年第12期64卷 1211-1212页

作者：张永来孙洪波吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

大自然是世界上最伟大的"设计师"和"工程师",经过数亿年的进化,自然界的生物通过自身功能结构的不断演变和优化,展示了独特的生物特性.出淤泥而不染的荷叶、阳光下五彩斑斓的彩蝶、擅长攀岩的壁虎脚、广角侦察的蜻... 详细信息

大自然是世界上最伟大的"设计师"和"工程师",经过数亿年的进化,自然界的生物通过自身功能结构的不断演变和优化,展示了独特的生物特性.出淤泥而不染的荷叶、阳光下五彩斑斓的彩蝶、擅长攀岩的壁虎脚、广角侦察的蜻蜓复眼,这一系列巧夺天工的设计和制造均出自大自然之手.人类对这些生物功能的好奇与神往,驱使研究者对这些功能独特的生物材料展开了细致的研究,并逐渐揭开了自然界生物材料神秘的"面纱",研究证实微纳尺度的多级结构被认为是产生上述独特功能的关键.如今,人们已经对各类生物材料的微纳结构与化学组成有了很深的认识,并试图通过微纳制造技术赋予人造材

关键词：先进制造技术微纳结构仿生制造激光微纳加工激光加工微纳制造生物材料

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基于电场传感器的人体坐姿监测

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测控技术 2021年第6期40卷 51-56页

作者：吴旭张中良程卫东董永贵北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

研究表明经常处于同一姿势或者久坐都会对人体的健康造成危害,因此进行相应的坐姿监测并适时给出运动提醒是有必要的。将单只电场传感器安装在办公座椅靠背上,通过测量人体与传感器之间的相对运动,实现人体坐姿监测。人体背部与电场传... 详细信息

研究表明经常处于同一姿势或者久坐都会对人体的健康造成危害,因此进行相应的坐姿监测并适时给出运动提醒是有必要的。将单只电场传感器安装在办公座椅靠背上,通过测量人体与传感器之间的相对运动,实现人体坐姿监测。人体背部与电场传感器之间的距离发生变化时,两者之间的耦合电容相应发生改变,导致电场传感器输出的电压信号幅值与形状发生变化,对信号特征进行分析即可得到人体坐姿和微动信息。信号经嵌入式系统处理后,坐姿类别以及相应时长可以传输到手机上进行实时显示。实验结果表明,从电场传感器的输出信号中,可准确分辨出座椅上人体的四种状态。

关键词：信号检测坐姿识别电场传感器耦合电容嵌入式系统实时显示

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激光加工制备仿芦苇叶结构的超疏水表面

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科学通报 2019年第12期64卷 1303-1308页

作者：陈峒霖毛江维陈招弟于凯新韩冬冬孙洪波吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室长春130012 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

仿芦苇叶结构的超疏水表面在抗结冰、自清洁等领域有着重要的应用.但是,目前仍缺乏一种简单制备仿芦苇叶微纳米结构的方法.本文采用激光烧蚀手段制备基于聚二甲基硅氧烷的具有仿芦苇叶结构超疏水表面.激光烧蚀处理具有微光栅结构的聚二... 详细信息

仿芦苇叶结构的超疏水表面在抗结冰、自清洁等领域有着重要的应用.但是,目前仍缺乏一种简单制备仿芦苇叶微纳米结构的方法.本文采用激光烧蚀手段制备基于聚二甲基硅氧烷的具有仿芦苇叶结构超疏水表面.激光烧蚀处理具有微光栅结构的聚二甲基硅氧烷,高能量激光作用时可以烧蚀出次级微纳结构,提高表面粗糙度,其浸润性各向异性明显,沿着垂直方向测量的接触角(～155°)比平行方向测量的接触角(～150°)大,达到超疏水,且沿着垂直方向测量的滚动角(～3°)比平行方向测量的接触角(～12°)小.本方法为激光制备仿生结构超疏水表面提供了新思路.

关键词：激光制造仿生芦苇叶超疏水聚二甲基硅氧烷

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基于锥面衍射实现高效率双光栅光谱合成

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强激光与粒子束 2020年第12期32卷 83-87页

作者：吴娟李建民尹新启曾理江邱克强李朝明颜宏中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006

分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入... 详细信息

分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入射时的衍射效率。基于锥面衍射原理,对中心波长为1050.24 nm和1064.33 nm的两束光纤激光子束进行合成,入射极角为43.99°,测得合成效率为92.9%,较基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统的合成效率提高了8.8%;测得合成光斑光束质量Mx 2=1.204,My 2=1.467,与基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统输出光斑光束质量基本一致。

关键词：锥面衍射非锥面衍射双MLD光栅光谱合成合成效率

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超高速PM-QPSK相干光通信系统恒模算法解调性能分析

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光通信技术 2019年第4期43卷 1-7页

作者：钟昆杨怀栋清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

在超高速偏振态复用的正交相移键控(PM-QPSK)相干光通信系统中,相干接收机数字信号处理(DSP)解调技术对光纤色散、激光器频偏和随机相位噪声的线性补偿具有较复杂的相互影响作用,有必要研究系统对这3种噪声提出的边界补偿要求。以通用... 详细信息

在超高速偏振态复用的正交相移键控(PM-QPSK)相干光通信系统中,相干接收机数字信号处理(DSP)解调技术对光纤色散、激光器频偏和随机相位噪声的线性补偿具有较复杂的相互影响作用,有必要研究系统对这3种噪声提出的边界补偿要求。以通用恒模算法(CMA)为基础,分别探讨在标准的EVM/BER要求下,色散补偿、载波频偏补偿和载波相位补偿的边界值,即上述3种噪声对CMA解调性能的影响。研究结果表明:光纤残余色散、激光器残余频偏和相位噪声以及光纤长度和跨度均具有一定边界值。

关键词：光纤通信偏振复用相干解调恒模算法误码率

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全波形激光雷达回波分解方法

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遥感学报 2019年第1期23卷 89-98页

作者：李洪鹏李国元蔡志坚吴冠豪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心北京100048 苏州大学物理光电与能源学部苏州215006

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采... 详细信息

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采用可变阈值的经验模态分解滤波法(EMD-soft)对原始波形进行滤波和噪声水平评估;其次,采用一套应对多种波形组成的初始参数估计方法,获取后续拟合所需的初始参数;最后,采用LM(Levenberg-Marquardt)优化算法对回波进行拟合优化,从而获取全波形回波中包含的独立高斯脉冲及其函数表达式。仿真波形的分解实验表明,分解误差在0.1 ns量级,换算成距离误差为15 mm,通过实验室自制的全波形激光雷达实验系统获取的回波的分解实验表明,分解的距离误差小于0.1 m。对比另外两种高斯分解方法对于相同仿真与实验数据的分解结果可以看出,本方法在分解成功率与精度上都有较大的提高。回波分解后的独立高斯脉冲中,除距离外还含有被测目标的反射率、粗糙度、面型等丰富的信息,回波分解方法作为回波分析的基础,将在遥感、测绘等生产与科研领域中发挥非常重要的作用。

关键词：全波形激光雷达回波分解经验模态分解(EMD) LM(Levenberg-Marquardt)优化算法

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迭代最小二乘法气体光谱自动水汽差减算法

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光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 20-25页

作者：王昕吕世龙陈夏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消... 详细信息

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消除光谱中水汽干扰可提高这些污染物的检测精度,具有重要意义。气体光谱中水汽吸收峰由于受到水分子团簇、仪器线型函数等影响,通过数值方法对其计算的误差较大;为此,水汽背景谱一般需采用同一台光谱仪实测获得。主要有两种方法:第一种是通过反复调节水汽/氮气混合气中的水汽浓度,使水汽背景谱中的水汽吸收峰与污染气体光谱中水汽吸收峰相同,此方法耗时较长,且受环境条件制约很难在现场检测中使用;第二种方法是预先测量不同浓度的水汽光谱,在检测污染气体时选取两幅与污染气体光谱中水汽吸收峰最为接近且将其夹在中间的水汽光谱作为参考谱,使用这两幅参考谱线性拟合与污染气体光谱中水汽吸收峰相同的水汽背景谱,此方法可获得高度近似的水汽背景谱,但当前缺乏相关自动算法妨碍了其在快速自动消除水汽干扰方面的应用。为此,提出一种选取水汽参考谱及拟合水汽背景谱的自动算法,用于自动差减消除水汽干扰。在参考谱选取中,使用污染气体光谱依次减去浓度由低至高的水汽光谱,依据差减后光谱中水汽吸收峰所在波数的吸光度正负性来选取参考谱。在水汽背景谱计算中,基于迭代最小二乘法逐步剔除光谱中受污染物吸收峰干扰的波数,采用剩余波数上的数据拟合水汽背景谱,使其与污染气体光谱中水汽吸收峰相一致。使用水汽背景谱对污染气体光谱进行差减即可消除污染气体光谱中的水汽干扰。对含有NO_2的污染气体光谱进行了差减消除水汽干扰实验,结果表明所提出的自动算法可快速准确消除水汽干扰;NO_2在消除水汽干扰后可由其位于1 629cm^(-1)的强吸收峰检测,相比消除水汽干扰前使用不受水汽干扰的位于2 917cm^(-1)的弱吸收峰检测,其检出限得到了大幅提高。

关键词：污染气体检测水汽干扰傅里叶红外光谱最小二乘法

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注射器刺入力测试系统研究

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现代制造工程 2020年第6期 11-15页

作者：邢玉琪冷惠文代建军罗昆李佳芳杨兴烟台大学机电汽车工程学院烟台264005 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

针对微量、无痛注射等研究需要,结合临床医学中注射的工作原理,采用硬件与软件相结合的方式,研究并设计了一种具有刺入速度可控、刺入角度可调和工作稳定等特点的注射器刺入力测试系统。实验采用标准砝码加力等方法对注射器刺入力测试... 详细信息

针对微量、无痛注射等研究需要,结合临床医学中注射的工作原理,采用硬件与软件相结合的方式,研究并设计了一种具有刺入速度可控、刺入角度可调和工作稳定等特点的注射器刺入力测试系统。实验采用标准砝码加力等方法对注射器刺入力测试系统的多项性能指标进行分析测试,得出该系统的灵敏度为0.003 V/mN,响应时间小于100 ms,最大迟滞误差为1 mN,重复性误差为±303μN。同时,为验证研发的注射器刺入力测试系统的测试效果,使用人造硅胶模拟皮肤在本系统上进行了带有不同型号针头的注射器刺入力测试实验,实验结果表明,所研制的注射器刺入力测试系统满足实际注射器刺入力测试的要求。注射器刺入力测试系统既可用于不同种类注射器刺入力的测试,也可用于其他领域微小力的精密测试。

关键词：注射器刺入力微力测试

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