检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2025年

作者：王奕杰张心茹张磊樊磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室

工业排放的大量二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，引发极端天气事件频发、海平面上升、冰川融化等严重问题，非分光红外（NDIR）传感器具有长期稳定性和快速响应性，被广泛用于工业CO2排放监测。然而，NDIR传感器的精度受到光程... 详细信息

工业排放的大量二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，引发极端天气事件频发、海平面上升、冰川融化等严重问题，非分光红外（NDIR）传感器具有长期稳定性和快速响应性，被广泛用于工业CO2排放监测。然而，NDIR传感器的精度受到光程长度的影响，小型化NDIR传感器的体积限制了光程长度，导致传感器灵敏度不足，精度较低。针对上述问题，创新性地设计了一款具有长光程气室的小型双通道NDIR二氧化碳浓度传感器。该传感器具有多段折返型气室结构，在紧凑的尺寸（30mm×30mm×11mm）内实现了208.47mm的有效光程，显著提升了传感器的灵敏度。传感器内部通过具有二阶带通滤波器的小信号调理电路，降低了数据传输过程中的噪声干扰。此外，采用遗传算法优化的BP神经网络，构建了探测器双通道输出值、气室温度与二氧化碳浓度之间的关系模型，在实现温度补偿的同时减少了非线性误差的影响，提高了测量的准确性。最终经过测试，该系统能够在的-10℃～40℃范围内，实现0～3%浓度下的测量，绝对误差在0.043%以内，均方根误差为0.99，对小型化NDIR气体传感器的研究提供了有价值的参考。

关键词：气体传感器 NDIR 温度补偿反向传播神经网络遗传算法

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磁谐振式无线电能传输系统线圈结构优化

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电源学报 2025年

作者：马铱辰马宏帅张鹏辉张磊樊磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室省部共建动态测试技术国家重点实验室

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）作为一种新型电子技术，因其灵活性好，抗干扰能力强等优点，在电磁感应，小功率电子设备上有广泛应用。然而，磁耦合谐振式无线电能传输系统仍存在多个方面亟待优化，例如采用印刷螺旋线圈（PSC）... 详细信息

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）作为一种新型电子技术，因其灵活性好，抗干扰能力强等优点，在电磁感应，小功率电子设备上有广泛应用。然而，磁耦合谐振式无线电能传输系统仍存在多个方面亟待优化，例如采用印刷螺旋线圈（PSC）时导致传输效率低的问题。针对该问题，基于传统的线圈结构，设计了一种在同等条件下内阻值小，自感值大的网状结构的PSC，通过与传统结构线圈在相同频率下的自感，内阻，品质因数仿真与实物测试对比，并搭建SS型拓扑结构的无线充电电路模型进行测试，根据实验验证及仿真数据加以表明：在传输频率达到500kHz时，网状线圈的品质因数较传统形状线圈提升了12.1%。在相同负载条件下，随着传输距离的增大，网状结构线圈的传输效率较传统结构线圈提升约2.6%。

关键词：无线电能传输 PCB线圈传输效率

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一种基于火工品技术的数据安全保护方法研究

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兵器装备工程学报 2024年第7期45卷 267-274页

作者：张强康长盛樊文韬洪应平张会新微纳器件与系统教育部重点实验室太原030051 湖北久之洋红外系统股份有限公司武汉430223

数据存储器作为飞行器参数的重要记录设备,在推动远程精确打击武器的发展进程中有重要作用。由于远程武器的射程范围广,常常导致数据存储器无法快速有效地定位回收,若数据存储器被敌人获取,将会导致数据泄露,危害国家安全。基于以上研... 详细信息

数据存储器作为飞行器参数的重要记录设备,在推动远程精确打击武器的发展进程中有重要作用。由于远程武器的射程范围广,常常导致数据存储器无法快速有效地定位回收,若数据存储器被敌人获取,将会导致数据泄露,危害国家安全。基于以上研发背景,分析了各种数据销毁方式的优缺点,设计实现了一种基于火工品技术的芯片毁伤方法,用于保护数据存储器的记录数据。测试结果表明:毁伤模块能够在无解保指令下对被恶意拆除的目标芯片进行摧毁,且毁伤模块在待机情况下能够长时间工作超过120 h。满足系统的方案设计需求。

关键词：数据存储器数据安全芯片毁伤火工品长时间工作

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基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置设计

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仪表技术与传感器 2024年第3期 50-56页

作者：王峥岩洪应平张会新中北大学电子测试技术国家重点实验室微纳器件与系统教育部重点实验室

燃烧不稳定性问题可引起大幅的机械振动,严重影响发动机正常工作。为满足新型试验需求,针对传统燃烧室测试装置灵活性不足、可靠性差等问题,设计了一种基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置,以FPGA作为主控单元,将前端高速AD采... 详细信息

燃烧不稳定性问题可引起大幅的机械振动,严重影响发动机正常工作。为满足新型试验需求,针对传统燃烧室测试装置灵活性不足、可靠性差等问题,设计了一种基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置,以FPGA作为主控单元,将前端高速AD采集的振动传感器数据存入Flash,通过LoRa技术并结合以太网的高速运行,在PC端进行远程操控和数据处理。试验表明:该装置可以实现至少500 m开阔距离内待测燃烧室振动信号的可靠测试,工作稳定,实时性强。

关键词：燃烧稳定性测试装置 LoRa FPGA 振动信号

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原子时间成像研究评述(特邀)

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光学学报 2024年第17期44卷 73-89页

作者：李景镇蔡懿曾选科陆小微陈红艺徐世祥朱启凡朱永乐深圳大学物理与光电工程学院光子工程研究所深圳市微纳光子信息技术重点实验室教育部广东省共建光电子器件与系统重点实验室射频异质异构集成全国重点实验室广东深圳518060

原子时间成像开辟了微观(分子/原子)动力学研究的新时代。在原子水平上,物理学、化学和生物学的研究是统一的,都是研究原子的运动和原子态的变化。原子时间成像只能是全光成像,利用光的两重性(既是信息载体,又是研究资源)记录瞬变动态过... 详细信息

原子时间成像开辟了微观(分子/原子)动力学研究的新时代。在原子水平上,物理学、化学和生物学的研究是统一的,都是研究原子的运动和原子态的变化。原子时间成像只能是全光成像,利用光的两重性(既是信息载体,又是研究资源)记录瞬变动态过程(事件)调制的光场信息。本文对原子时间成像的基本原理、最佳成像系统及其成像的典型技术进行评述。目前已利用多级光参量放大闲频光(直接)成像技术,记录了有效成像频率为40×10^(12) frame/s的高空间分辨率等离子体光栅演变过程。

关键词：极高速成像原子时间成像分幅频率分幅时间曝光时间时间分辨率本征空间分辨率时间信息质量因子空间信息混淆比

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仿秦岭箭竹叶微纳结构疏冰蒙皮

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第2期40卷 115-123页

作者：燕则翔何洋苑伟政西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室西安710072 西北工业大学陕西省微/纳米系统重点实验室西安710072

飞机结冰极大威胁飞行安全,严重时导致机毁人亡。适应恶劣寒冷环境的飞机防除冰技术是国际难题,也是中国多型飞机研制必须突破的重大技术瓶颈。本文首次提出一种仿生疏冰雪对象——秦岭箭竹,建立仿秦岭箭竹叶多层不等高微纳结构,揭示了... 详细信息

飞机结冰极大威胁飞行安全,严重时导致机毁人亡。适应恶劣寒冷环境的飞机防除冰技术是国际难题,也是中国多型飞机研制必须突破的重大技术瓶颈。本文首次提出一种仿生疏冰雪对象——秦岭箭竹,建立仿秦岭箭竹叶多层不等高微纳结构,揭示了这种独特结构对过冷微小水滴形成弹跳,滚动成冰及滑落的疏冰机制;提出一种基于分层组装的柔性大幅面微纳结构制备方法,实现仿秦岭箭竹叶疏冰结构制备;获得的仿秦岭箭竹叶疏冰表面相较于同材料光滑表面冰粘附强度降低80%,表明秦岭箭竹叶微纳结构具有优异的疏冰效果。结合实际工程应用,研制基于功率密度分区的仿生与电热相结合的疏冰复合蒙皮,据此获得的疏冰复合蒙皮成功完成中小型无人机防除冰功能飞行,并且已成功列装某型号高原型无人机,满足了高寒条件下的有效防除冰飞行要求。仿秦岭箭竹叶疏冰蒙皮也在大型运输机、直升机,以及风力发电、高速列车等领域具有广阔的应用前景。

关键词：飞机结冰仿生表面微纳结构飞机蒙皮

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基于电感峰化技术的跨阻放大器研究

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光通信研究 2024年

作者：李谦赵中梁庞俊奇张磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室中核山东核能有限公司

【目的】随着光通信技术的传输速率快速增长，低功耗、小型化、宽带宽的光放大器是影响高速光通信的关键因素。文章基于低成本的130 nm的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺技术，设计了一种应用于光通信系统中的宽带宽跨阻放大器(TIA)... 详细信息

【目的】随着光通信技术的传输速率快速增长，低功耗、小型化、宽带宽的光放大器是影响高速光通信的关键因素。文章基于低成本的130 nm的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺技术，设计了一种应用于光通信系统中的宽带宽跨阻放大器(TIA)，可实现10 Gbit/s的高速数据传输。【方法】光电探测器寄生电容会在系统传递函数中产生一个主极点，对带宽和噪声性能产生不良影响。为了突破这一限制，文章结合电感峰化技术设计了一种基于有源反馈结构的光放大电路。电路的供电电压为1.3 V，改进了传统共源共栅结构作为输入级以隔离输入寄生电容对带宽的影响，并建立小信号等效模型对电路的传递函数进行分析。文章所提结构降低了输入阻抗，利用有源反馈和电感峰化技术拓展了带宽。放大电路由带隙基准(BGR)提供精确、稳定、不受温度影响的偏置电压，保证晶体管的最佳工作点以提升系统的稳定性。为了验证该结构的可靠性，使用Cadence软件的Spectre工具对电路进行设计仿真。【结果】仿真结果显示，当输入寄生电容取经典值0.25 pF时，该结构的-3 dB带宽达到了9.23 GHz，功耗仅为23.5 mW，等效输入电流噪声低于35.43 ■，传输速率为10 Gbit/s的信号眼图抖动较小，垂直张开度表现良好。【结论】结果表示TIA的信号传输效果良好，该设计能够满足10 Gbit/s传输速率的光接收机设计要求，在高速光通信集成电路领域有很大的参考价值。

关键词：跨阻放大器有源反馈峰化电感 -3 dB带宽带隙基准

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MEMS集成设计与制造技术进展

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机械工程学报 2023年第19期59卷 176-186页

作者：苑伟政常洪龙谢建兵西北工业大学机电学院西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室

芯片技术已成为制约我国高质量发展的瓶颈，基于微机电系统(MEMS)技术的高性能微传感器芯片更是备受欧美“卡脖子”的核心器件之一。“工欲善其事，必先利其器”，与微电子芯片类似，设计及制造技术也是制约MEMS芯片性能的关键。首先，... 详细信息

芯片技术已成为制约我国高质量发展的瓶颈，基于微机电系统(MEMS)技术的高性能微传感器芯片更是备受欧美“卡脖子”的核心器件之一。“工欲善其事，必先利其器”，与微电子芯片类似，设计及制造技术也是制约MEMS芯片性能的关键。首先，从MEMS设计方法及工具出发，回顾MEMS设计方法从固定流程的结构化设计方法到任意流程的泛结构化设计方法的发展过程，介绍任意流程设计方法的优势，同时介绍目前世界上主流的商用MEMS设计工具并对比典型设计工具的优缺点。其次，介绍MEMS制造技术的特点及面临的挑战，着重分析国际上及几种典型的定制化制造技术以及西北工业大学提出的单掩膜与选择性释放制造方法。随后分析批量化制造技术的优势并给出了国内常见的批量化代工方法及典型批量化代工工艺。最后，指出高端MEMS设计与制造集成的必要性，以期为我国MEMS批量化制造发展提供参考。

关键词： MEMS 集成设计定制化制造批量化制造

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无线激光传输系统收发电路的设计与实现

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仪表技术与传感器 2024年第4期 95-99页

作者：李谦庞俊奇刘瑞康赵中梁马宏帅张磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室省部共建动态测试技术国家重点实验室

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前... 详细信息

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前置放大电路中引入一个反馈电容,系统的开环增益曲线会增加一个极点做补偿以提升系统的稳定,并进行了仿真验证。在此基础之上,搭建实验系统对电路性能进行测试。通过仿真及实验验证,结果表明:设计的方案可以实现传输速率为40 Mbit/s的稳定传输,为旋转环境的动态监测技术中的无线数据传输提供了一种可行性方案。

关键词：数据传输无线激光通信 PIN等效模型光检测电路前置放大电路反馈电容

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活细胞应激反应过程中线粒体和核仁微环境动力学的荧光寿命成像研究

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物理学报 2024年第7期73卷 354-367页

作者：杨志刚刘颖超张仕青罗瑞鉴赵需谦连加荣屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060

核仁和线粒体在维持细胞平衡发挥重要作用,研究其生理过程有助于深入了解生物学功能.本文采用一种红色荧光的芘罗丹明荧光探针在不同条件下靶向标记细胞线粒体和核仁.通过激光共聚焦成像和荧光寿命成像技术分析HeLa细胞在光照和药物刺... 详细信息

核仁和线粒体在维持细胞平衡发挥重要作用,研究其生理过程有助于深入了解生物学功能.本文采用一种红色荧光的芘罗丹明荧光探针在不同条件下靶向标记细胞线粒体和核仁.通过激光共聚焦成像和荧光寿命成像技术分析HeLa细胞在光照和药物刺激下细胞凋亡的形态变化,并利用相图定量分析了线粒体与核仁的微环境变化,确定在稳态HeLa细胞中探针标记到的线粒体的平均荧光寿命约为3.65 ns,线粒体黏度约为66×10^(-3)Pa·s.在激光光照后,探针标记到HeLa细胞线粒体的荧光寿命降至3.61 ns,对应线粒体黏度增至约131×10^(-3)Pa·s;使用紫杉醇和秋水仙碱诱导细胞凋亡,观察到探针标记于HeLa细胞核仁的荧光寿命先增加后降低,反映了在HeLa细胞凋亡过程中核仁微环境的变化,证明HeLa细胞在非稳态情况下核仁和线粒体的功能变化,为线粒体和核仁功能障碍相关疾病研究提供了新的研究方法.

关键词：荧光寿命显微成像核仁微环境黏度

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