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中国仪器仪表学会第十六届青年学术会议

作者：聂明明柳强陆富源付星巩马理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

依据传统理论,获得高峰值功率激光输出一般采用调Q技术,而调Q激光固有的特性是随着重复频率的增加,脉冲宽度也增加,脉冲稳定性变差,在固定重复频率下,脉冲时域参数不可控制。目前广泛使用的脉冲激光器输出的激光脉冲时间波形一般是固定... 详细信息

依据传统理论,获得高峰值功率激光输出一般采用调Q技术,而调Q激光固有的特性是随着重复频率的增加,脉冲宽度也增加,脉冲稳定性变差,在固定重复频率下,脉冲时域参数不可控制。目前广泛使用的脉冲激光器输出的激光脉冲时间波形一般是固定的,呈近高斯分布,脉冲宽度一般为数十纳秒(ns,即10-9秒)。脉冲波形不可调节,脉冲宽度在预定重复频率下也不可调节,这是由激光谐振腔和增益介质的物理相互作用决定的,这种特点制约了激光脉冲与物质之间相互作用的效果,甚至达不到预期的效果,这严重制约了脉冲激光的应用。

关键词：全固态激光器时域可编程高亮度光纤-固体混合放大

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液体冷却高功率固体激光技术

液体冷却高功率固体激光技术

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中国仪器仪表学会第十六届青年学术会议

作者：李沛霖柳强付星巩马理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

建立了研究液体流场对激光光束质量影响的理论分析方法。我们采用数值计算的方法，分析了液体直接冷却薄片激光器中液体流场引入的波前畸变。采用大涡模拟模型，计算出了湍流流场的瞬时温度场及压强场，并发现波前畸变主要由温度场分布... 详细信息

建立了研究液体流场对激光光束质量影响的理论分析方法。我们采用数值计算的方法，分析了液体直接冷却薄片激光器中液体流场引入的波前畸变。采用大涡模拟模型，计算出了湍流流场的瞬时温度场及压强场，并发现波前畸变主要由温度场分布决定。通过在变折射率液体流场中沿光线传播方向做光程积分，获得了不同时刻的二位波前畸变分布。计算结果表明，波前畸变主要发生在热边界层内，因为这里的温度梯度较大。计算结果还定量给出了两个基本规律，减小激光材料的产热和提高冷却液流速可以减小波前畸变。此外还对雷诺平均RNG k-ε模型和大涡模拟模型的仿真结果做了对比，表明大涡模拟模型可以更好地描述时间上随机产生的湍流漩涡结构，可以更好地反应出湍流漩涡对波前畸变的作用。

关键词：液体冷却大孔径薄片激光高功率

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水下滑翔机三维定常运动建模与分析

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海洋技术学报 2014年第1期33卷 11-18页

作者：赵宝强王晓浩姚宝恒连琏曹俊亮清华大学精密仪器系北京100084 上海交通大学海洋研究院船舶与海洋工程国家重点实验室上海200240

针对水下滑翔机运动过程中的特点,水下滑翔机实际运动过程可以分为定常运动段和非定常运动段,对自设计的水下滑翔机原理样机建立了基于单刚体六自由度的定常运动段的数学模型并进行了数值仿真,在此基础上分别对水下滑翔机运动过程中的... 详细信息

针对水下滑翔机运动过程中的特点,水下滑翔机实际运动过程可以分为定常运动段和非定常运动段,对自设计的水下滑翔机原理样机建立了基于单刚体六自由度的定常运动段的数学模型并进行了数值仿真,在此基础上分别对水下滑翔机运动过程中的两种定常运动—直线定常运动和螺旋定常运动进行了分析。结论显示在直线定常运动中俯仰角和攻角随平移质量块位置的增大先变化迅速后变化缓慢。滑翔角随平移质量块位置的增大近似呈线性增大的关系。在螺旋定常运动中通过模型仿真得到螺旋运动特征参数(螺旋半径、螺旋线螺距、螺旋时间周期、速度)和状态参数(滑翔角、翻滚角、各方向速度分量、各方向角速度分量),根据最小二乘法拟合得到它们之间的关系,从而说明了螺旋运动状态是如何通过调整平移质量块移动距离,旋转质量块旋转角度和净重力等控制量而变化的。

关键词：水下滑翔机定常运动数学建模仿真

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一种生物电现场遥测装置的设计

一种生物电现场遥测装置的设计

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第十三届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：戴辰晨董慧龙邓焱陈非凡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

文章描述了一种可用于心电、脑电及手指震颤信号现场无线遥测的在线监测装置的设计方法.其特点在于:可工作在0.1～30MPa的宽气压环境,7～40V宽电压输入,功耗小于210mW,实现8名受试者的无线组网与现场遥测.5MPa环境人体实验结果显示:注... 详细信息

文章描述了一种可用于心电、脑电及手指震颤信号现场无线遥测的在线监测装置的设计方法.其特点在于:可工作在0.1～30MPa的宽气压环境,7～40V宽电压输入,功耗小于210mW,实现8名受试者的无线组网与现场遥测.5MPa环境人体实验结果显示:注意力集中时前额区脑电5.4～6.7Hz功率平均增长7.12dB、闭眼手臂平举状态下手指震颤信号3～20Hz功率平均增长964mg2.30MPa环境无人实验结果显示:30MPa与常压下测试的模拟仪心电信号一致,0.1～100Hz功率平均相差0.29dB.

关键词：生物电信号现场遥测装置在线监测系统设计

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信号的多向主元分析及异常特征的可视化处理

信号的多向主元分析及异常特征的可视化处理

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第十三届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：魏玉淼董永贵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

将原始信号按照一定规律进行重新组合,构成多向数据矩阵,利用多向主元分析方法将数据投影到主成分空间,实现信号的多层次分解.将分解后包含有异常特征信息的成分放大后进行信号重构,实现了信号异常特征的可视化处理.对人脸RGB图像及某... 详细信息

将原始信号按照一定规律进行重新组合,构成多向数据矩阵,利用多向主元分析方法将数据投影到主成分空间,实现信号的多层次分解.将分解后包含有异常特征信息的成分放大后进行信号重构,实现了信号异常特征的可视化处理.对人脸RGB图像及某模拟电路的一维输出信号进行了处理.结果表明,这种处理方法可很好地实现异常特征的空/时域定位及可视化重构,重构出的图像可更好地显示皮肤纹理特征,重构出的一维信号则可更突出地反映原始信号中干扰信号的位置及时域特征。

关键词：信号分析多向主元分析异常特征可视化处理

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液体环境对MEMS薄膜器件的附加质量研究

液体环境对MEMS薄膜器件的附加质量研究

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中国仪器仪表学会第十六届青年学术会议

作者：罗川精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

基于压电薄膜的MEMS器件是未来可植入声电混合激励式助听设备中的潜在核心部件，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。目前，基于压电薄膜的悬臂梁或薄膜型器件已经被广泛研究，而针对耳蜗中的淋巴液环境对薄膜式MEMS器件的性能所产生... 详细信息

基于压电薄膜的MEMS器件是未来可植入声电混合激励式助听设备中的潜在核心部件，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。目前，基于压电薄膜的悬臂梁或薄膜型器件已经被广泛研究，而针对耳蜗中的淋巴液环境对薄膜式MEMS器件的性能所产生的影响还缺乏系统的研究与结论。本文针对液体环境对薄膜器件所产生的附加质量影响进行了理论和实验研究。

关键词：压电薄膜附加质量效应液体环境

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微型滑块飞行特性仿真与测试研究

微型滑块飞行特性仿真与测试研究

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中国仪器仪表学会第十六届青年学术会议

作者：李玉和赵大鹏李庆祥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

气浮飞行技术在磁存储与近场光存储系统中都有广泛应用前景和发展潜力.基于固体浸没透镜(Solid Immersion Len,SIL)的大容量光存储技术,成像分辨率突破了衍射极限,将成为一种高性能数据存储的重要方法和手段.目前,近场光存储仍被如何控... 详细信息

气浮飞行技术在磁存储与近场光存储系统中都有广泛应用前景和发展潜力.基于固体浸没透镜(Solid Immersion Len,SIL)的大容量光存储技术,成像分辨率突破了衍射极限,将成为一种高性能数据存储的重要方法和手段.目前,近场光存储仍被如何控制高速旋转的记录盘片表面与近场光学读写头之间始终保持近场范围等问题所困扰.为了提高系统近场耦合效率,必须研制新型微型飞行承载滑块,以克服光盘高速旋转产生的轴向跳动和自身颤振,在恒转速条件下获得相对稳定深亚微米飞行间距以及起停过程的高稳定性,从而实现高品质动态响应特性,以提高系统可靠性及数据传输率.根据矢量衍射理论,为获得较大近场耦合效率,同时减小工作过程中滑块与存储介质发生碰撞概率,一般要求微型滑块最小飞行高度大于30nm,SIL和盘片的间隙小于100nm.此外,考虑SIL和物镜间的位置误差对存储光斑光学特性的影响,要求物镜和SIL间距变化小于±0.1μm,SIL倾斜小于±1.0°.

关键词：气垫面负压力气体润滑模型微型滑块

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微型高效率DC/DC开关电源的设计

微型高效率DC/DC开关电源的设计

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第十三届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：董慧龙戴辰晨陈非凡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

文章描述了一种适用于分布式控制、传感网络节点非隔离DC/DC转换的开关电源设计方法,设计过程包含频率网络、补偿网络、整流网络及反馈网络各参数的确定.其中,电源尺寸为29.21mm×13mm,9V～36V宽电压输入,3.3V/5V电压输出,最大输出... 详细信息

文章描述了一种适用于分布式控制、传感网络节点非隔离DC/DC转换的开关电源设计方法,设计过程包含频率网络、补偿网络、整流网络及反馈网络各参数的确定.其中,电源尺寸为29.21mm×13mm,9V～36V宽电压输入,3.3V/5V电压输出,最大输出电流500mA.其满负载转换效率不低于90％,满负载纹波系数不大于0.5％.该电源微尺寸、高效率、低纹波系数的特性,使其在电池供电的微型分布式测控节点电源转换应用中具有突出优势。

关键词：直流转直流开关电源传感节点分布式控制设计理念

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从模拟电路输出信号中分离干扰信号的方法

从模拟电路输出信号中分离干扰信号的方法

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第十三届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：李昊董永贵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

对采集得到的模拟电路输出信号时间序列进行顺序加滑动窗处理,得到维数为窗长L的M个向量,组成大小为M×L的数据矩阵.利用主元分析方法,计算得到该矩阵的前若干个主成分.分离出的主成分顺序排列与原始信号中组成成分顺序一致,从而可... 详细信息

对采集得到的模拟电路输出信号时间序列进行顺序加滑动窗处理,得到维数为窗长L的M个向量,组成大小为M×L的数据矩阵.利用主元分析方法,计算得到该矩阵的前若干个主成分.分离出的主成分顺序排列与原始信号中组成成分顺序一致,从而可有效实现干扰信号的分离.数值仿真和实验结果表明,使用该方法分离出的干扰波形幅值与电路输出信号中对应成分的幅值相同,且对正弦、非正弦和脉冲干扰波形都有效.这种方法可用于模拟电路调试阶段的噪声信号分析,与环境中可能存在的干扰源分析结合,可更方便地进行模拟电路的抗干扰设计与调试.

关键词：模拟电路输出信号干扰信号主元分析法

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微型半球视场太阳敏感器

微型半球视场太阳敏感器

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中国仪器仪表学会第十六届青年学术会议

作者：李滨赵耀堃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

太阳敏感器是卫星姿态确定系统中重要的器件，它通过敏感太阳矢量方位，得到卫星相对于太阳的两轴姿态角度信息。微小卫星一般采用多个太阳敏感器以达到对于不同方向姿态捕获的需求。为了进一步提高微型化太阳敏感器在微纳卫星中的使用... 详细信息

太阳敏感器是卫星姿态确定系统中重要的器件，它通过敏感太阳矢量方位，得到卫星相对于太阳的两轴姿态角度信息。微小卫星一般采用多个太阳敏感器以达到对于不同方向姿态捕获的需求。为了进一步提高微型化太阳敏感器在微纳卫星中的使用效率，尽量扩大测量视场以获得全天时工作能力，并基于对大视场的姿态测量需求以及提高集成度的考虑，本文提出一种高集成度的半球视场太阳敏感器，完成了样机的设计、研制和标定工作。

关键词：太阳敏感器半球视场 N型缝线阵CMOS传感器

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