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李向阳, 桑茂盛, 徐国庆, 乔辉, 储开慧, 杨晓阳, 杨鹏翎, 王大辉
2023,42(2):143-148, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.001
Abstract:
针对室温工作的光伏型碲镉汞中波红外探测器激光辐照饱和特性进行了仿真，结果表明，中红外激光对碲镉汞材料的加热效应以及光照导致零偏压阻抗降低，是影响探测器输出量子效率的重要因素。利用一维数值仿真方法，建立了室温碲镉汞pn结的模型，计算了稳态激光辐照下器件量子效率以及零偏压阻抗。理论计算了激光辐照下的稳态温度分布近似模型，并将温度场分布耦合到仿真计算中，发现衬底厚度会影响芯片的温升，从而显著影响器件饱和阈值的大小。另外，计算表明，随着光照强度的增加，器件的零偏压阻抗降低，并将仿真结果与实测芯片参数进行了比较。计算分析为设计高饱和辐照度阈值的中波红外碲镉汞探测器提供了参考。
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刘艳珍, 李树杰, 张应旭, 辛永刚, 李志华, 林阳, 李雄军, 秦强, 蒋俊, 郭建华
2023,42(2):149-155, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.002
Abstract:
表面处理是碲镉汞（HgCdTe）红外探测器芯片制作流程的开始，其效果会直接影响芯片的良品率。采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）分析手段，探究了碲镉汞表面处理工艺中四种典型的表面异常现象的成因，并提出了相应的控制措施。水痕缺陷的形成机理为吸氧腐蚀，通过稳定氮气气流快速将晶片表面吹干可以控制该缺陷的形成；染色现象的成因为腐蚀液被不均匀稀释或腐蚀液被水等杂质污染，工艺中应严格避免杂质的污染，腐蚀结束后快速冲洗表面；圆斑现象是由于缺陷处吸附清洗液引起，采用异丙醇浸泡后再干燥可以降低该缺陷出现的概率；甲苯与HgCdTe表面直接接触时会导致碲镉汞表面粗糙度增大，工艺中需要避免甲苯和HgCdTe表面的直接接触。
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2023,42(2):156-161, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.003
Abstract:
考虑外加磁场导致的量子化朗道能级以及邻近效应诱导产生的交换作用，采用无规相近似（Random-phase approximation，RPA）下的介电函数对单层二硫化钼（Monolayer molybdenum disulfide，ML-MoS2）的纵向磁光电导率进行理论研究。探究了磁场、邻近效应诱导产生的交换作用等因素对纵向磁光电导率的影响。在太赫兹（Terahertz， THz）频段，可以看到由导带内电子跃迁所贡献的两个磁光吸收峰。在可见光频段，可以观察到从价带到导带电子跃迁所贡献的多个磁光吸收峰。研究结果表明，邻近效应诱导产生的交换作用和磁场强度对纵向磁光电导率有重要的影响，单层二硫化钼可应用于可见光到太赫兹频段的自旋电子学和谷电子学磁光器件。
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2023,42(2):169-187, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.005
Abstract:
光电探测器在许多应用中发挥着关键作用，例如遥感、夜视、侦察、医学成像、热成像和化学检测。随着光电探测任务的逐渐复杂化，工作在不同波段的光电探测器逐渐被集成用于对同一场景的宽光谱探测。受限于集成系统的体积和任务模块，常规的宽谱探测任务往往需要多个不同波段的探测器协同工作，极大增加了系统复杂度，因此具有超宽带探测（紫外-可见-红外-太赫兹）能力的光电探测器逐渐成为国际研究的前沿热点。但是迄今为止，有关超宽带光电探测器的综述还没有见诸报道。因此，本文系统整理了超宽带光电探测器在过去十年的研究进展。文章首先介绍了衡量光电探测器响应性能的指标以及常见光电探测器的主要类型，在此基础上重点回顾了不同类型超宽带光电探测器的研究进展、发展现状、面临的挑战，并展望了未来的研究方向。
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2023,42(2):188-192, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.006
Abstract:
高灵敏度太赫兹探测模块（High Sensitivity Terahertz Detection Module， HSTDM）是中国巡天望远镜的科学载荷之一。HSTDM是一台工作频段为410~510 GHz的高灵敏度高频率分辨率的外差混频接收机，其核心是工作在10 K温区的氮化铌（NbN）基超导隧道结（Superconductor - Insulator – Superconductor， SIS）混频器。HSTDM将首次实现氮化铌（NbN）基超导SIS混频器的空间应用。NbN基超导SIS混频器应适应空间环境的特殊要求，如高可靠性，对振动、宇宙辐照和热变化的适应性。对NbN基超导SIS混频器进行的鉴定试验测试，包括正弦振动试验、随机振动试验、单粒子辐照试验、总剂量辐照试验和热循环试验。研究结果表明氮化铌（NbN）基超导SIS混频器能够满足HSTDM的空间应用需求。
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2023,42(2):193-196, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.007
Abstract:
近年来，太赫兹成像技术在多个领域具有广阔的应用。一套完整的太赫兹成像系统的数学模型是非常有必要的。基于点扩散函数的太赫兹图像增强模型是很好的选择。该方法将目标函数与点扩散函数进行褶积，实现了太赫兹图像的模拟传输。然后根据光学成像的过程，计算成像系统的点扩散函数。最后，基于点扩散函数对图像进行反褶积增强。该模型用于探测图像增强的结果表明，该方法有效地提高了图像的分辨率。恢复的映像包含更多细节。
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2023,42(2):197-200, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.008
Abstract:
基于500 nm 磷化铟双异质结双极晶体管（InP DHBT）工艺，设计了一种工作在33~170 GHz频段的超宽带共源共栅功率放大器。输入端和输出端的平行短截线起到变换阻抗和拓展带宽的作用，输出端紧密相邻的耦合传输线补偿了一部分高频传输损耗。测试结果表明，该放大器的最大增益在115 GHz达到11.98 dB，相对带宽为134.98%，增益平坦度为±2 dB，工作频段内增益均好于10 dB， 输出功率均好于1 dBm。
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徐拓, 路星星, 沈雁, 张金波, 常天英, 崔洪亮, 张瑾
2023,42(2):201-207, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.009
Abstract:
探索太赫兹波和玻璃纤维复合材料孔隙缺陷的相互作用机理，分析在0.075和0.713 THz频率点时，孔隙率和太赫兹特征参数（折射率、消光系数和透射系数）之间的相互作用关系。实验结果表明：随着孔隙率增加，玻璃纤维复合材料密度降低，折射率呈递减趋势。在频率为0.075 THz时，基于瑞利散射理论，随着孔隙率增加，消光系数下降，透射系数上升；0.713 THz时，基于Mie散射理论，随着孔隙率增加，消光系数上升，透射系数下降。此外，孔隙形貌的复杂多变导致孔隙率与太赫兹特征参数之间存在非唯一对应关系，具有相同孔隙率的不同样本的太赫兹特征参数并不相同。
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2023,42(2):215-222, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.011
Abstract:
提出了基于狄拉克半金属（BDS）和二氧化钒（VO2）的三频带（triple-band）双调谐吸波体，通过时域有限差分法和等效电路模型（ECM）分析了吸波体的电磁特性。研究表明：当VO2呈现出纯金属态时，吸波体会出现三个明显的吸收峰，平均吸收率为98.64%。同时，通过改变BDS费米能量和VO2电导率可以动态调谐吸波体吸收峰处的谐振频率和吸收率。最后，分别讨论了吸波体吸波特性随BDS层、VO2层和中间介质层厚度的变化规律。这为多带双调谐滤波器、吸波体的设计提供了理论依据。
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2023,42(2):223-228, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.012
Abstract:
为灵活控制波束以增强多目标探测和跟踪功能，研制了基于人工表面等离子体激元（SSPP）的毫米波四波束高扫描率漏波天线（LWA）。根据正弦电抗调制叠加理论，对基片集成波导（SIW）槽缝形成的SSPP结构进行多周期性叠加调控，实现四波束扫描LWA。为改善天线的法向辐射性能，在SIW下表面周期性开槽，消除LWA的阻带效应。对设计的LWA进行加工和测试，结果表明在29 GHz~30.2 GHz的频带内，该天线的四个波束能从-52°连续扫描到+22°，扫描率达到18°/%BW，节约了频谱资源，并提高了多目标探测效率。
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2023,42(2):229-233, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.013
Abstract:
基于混合集成的方式，采用对称锥形渐变线匹配结构设计了335 GHz非平衡式三倍频器。在保证单模传输的条件下，该匹配结构不仅能够固定二极管位置，而且可以增大匹配效果，解决了高频段倍频器3 dB带宽较窄的问题。实测结果表明，该倍频器在330~356 GHz频率范围内输出功率均大于5 mW。驱动功率为220 mW时，有最高输出功率11.2 mW，由它作为核心器件组成的固态太赫兹本振源，能够驱动超外差接收机中670 GHz二次谐波混频器。
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2023,42(2):234-240, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.014
Abstract:
成功实现高转换效率的140 GHz TE22，6准光模式变换器原型设计。基于周期微扰原理设计Denisov辐射器，实现低边缘绕射的初级出射波束。针对三镜面光路系统，采用全矢物理光学积分作为主要计算手段，围绕主极化场分量进行三级相位修正面迭代优化，实现高出射高斯纯度的模式场转换，其中一级镜的修正有效改善了辐射器出射的不理想性。基于全矢数值仿真确认，相比原二次曲面原型设计，相位修正后的变换器系统的出射高斯纯度从92.7%提高到99.6%，结合98.8%以上的功率传递效率，实现了性能优越的高阶回旋管准光模式变换器原型设计。
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武晋雯, 纪瑞鹏, 张玉书, 孙龙彧, 于文颖, 冯锐, 幸芳
2023,42(2):241-249, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.015
Abstract:
随着光电技术的发展，低照度条件下的微光成像技术及其应用成为近年来的研究热点之一。在微光遥感影像上，很难单纯依靠辐射亮度或温度，将森林火灾与工业燃烧、城市等热源充分地分离，同时由于频繁的数据饱和问题，目前NPP火灾产品仅提供探测位置信息。因此，为了在各种高亮度异质热源中实现森林火灾识别，进一步推进火灾探测产品像素级表征，基于地表温度通过潜热传递随植被密度的增加而降低的原理，提出了一种新的光谱指数—增强夜光火灾扰动指数（ENFDI），并与传统的中红外波段（Tmir）火灾识别方法进行对比分析。结果表明，ENFDI可以增强森林火灾与城市热源之间的光谱差异，提高微光条件下森林火灾识别能力，森林火灾ENFDI明显高于城市热源区；ENFDI能够有效缓解微光波段易饱和的影响，ENFDI不仅可以明显地分辨出潜在饱和区内火光亮度的差异，增强火灾像元的可区分性，而且与中远红外亮温差的相关性R高达0.94~0.97，明显高于微光波段亮度（NTL）与中远红外亮温差的相关性（0.82~0.83）；ENFDI具有一定的稳定性，它不受月相变化的影响，在有无月光情况下夜间森林火灾均被识别；ENFDI森林火灾识别精度（87.66%）高于传统中红外波段（Tmir）火灾识别精度（83.91%），与NPP /VIIRS主动火灾产品（VNP14IMG）具有良好的总体对应关系，定位偏差在628 m以内。因此，ENFDI指数对森林火灾的识别具有敏感性、稳定性和准确性，为进一步实现火灾像素级表征提供可行性参考。
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2023,42(2):250-259, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.016
Abstract:
星载光子计数激光雷达在接收信号的过程中会产生大量噪声，并且在复杂的山区地形中信噪比低，极大地影响对植被点云信号的准确提取。为解决该问题，提出了一种基于山地坡度的密度聚类算法。通过分析点云数据的密度和森林目标地形特征，用最大密度中心搜索法进行粗去噪，基于点云数据计算坡度角以优化密度聚类，完成数据精去噪。通过对提取的森林区域信号进行分类，拟合植被冠层廓线和地表廓线，结果表明本算法提取植被光子信号的准确率较高，地面与冠层廓线的RMSE分别为0.3588 m和3.7449 m，更适用于植被遥感点云数据处理。
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2023,42(2):260-266, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.017
Abstract:
基于衍射成像机理，建立红外合成孔径衍射光学系统调制传递函数（MTF）和信噪比（SNR）模型。随后，基于三维时域有限差分（FDTD）方法计算成像系统衍射效率，进而结合调制传递函数与信噪比表征系统成像特性。最后，分析了不同工作波长、视场和填充因子对主镜成像特性的影响。分析结果表明，红外合成孔径衍射光学系统的衍射效率、MTF和信噪比均具有空变、谱变特性，且随主镜填充因子的减小而降低。当填充因子为0.6时，与理想的全孔径系统相比，MTF积分面积降低45.42%，信噪比减小4.92 dB。该模型可用于分析红外合成孔径衍射光学系统成像质量，为成像系统的设计提供参考。
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张家瑞, 王蓟, 何幸锴, 沈琪皓, 范琪, 周鼎富, 王浟
2023,42(2):267-275, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.018
Abstract:
采用半导体可饱和吸收镜的锁模光纤激光器是构建皮秒脉冲光纤放大器的热门候选种子光源之一。本文利用非线性薛定谔方程从理论上分析了单模传输光纤和单模增益光纤的模场半径、增益光纤的光纤长度、光纤布拉格光栅的反射率、半导体可饱和吸收镜的调制深度、非饱和损耗和饱和通量对输出脉冲特性的影响。对输出激光的脉冲和光谱特性也进行了理论研究。根据仿真结果，搭建了基于非保偏线型腔和SESAM的掺镱锁模光纤激光器系统。在没有任何腔内色散补偿和外部偏振控制的情况下，获得了中心波长为1.06 μm、脉冲宽度小于12.51 ps、光谱宽度为0.32 nm、重复频率为37 MHz、输出功率为2 mW的稳定锁模脉冲激光输出。在我们的实验中，激光脉冲的光谱边缘平滑，光谱分布非常接近高斯线型。最后，通过系统的仿真，近红外锁模光纤激光器的整体结构得到了优化。本文介绍的锁模光纤激光器具有紧凑的非保偏光纤结构、精简的腔内配置和较少的元器件、高质量的输出脉冲相关特性，有望为下一代皮秒脉冲光纤激光器提供性能优异的实用化种子光源。
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2023,42(2):276-284, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.019
Abstract:
在驾驶和在线课堂这类持续时间较长的行为中，人们容易出现分心而导致事故发生或上课效率差。为检测这类分心行为，提出了一种基于低分辨率红外阵列传感器的头部运动检测方法，它在实现行为监测的同时也保护了个人隐私。首先，基于图像处理方法提取了人体的显著区域；然后设计了一种三维图像融合算法来提取时空域的变化信息；最后，设计了一个改进的残差网络来实现头部运动分类。面向驾驶和在线课堂应用场景设计了10种头部运动。实验结果表明，在50 cm到100 cm的检测范围内，平均识别率为96.76%，处理速度为9帧/s，优于现有算法。将该系统应用于车内实测，也达到了93.7%的准确率。
2023年第42卷第2期
红外材料与器件
太赫兹与毫米波技术
遥感技术与应用
红外及光电技术与应用
图像处理及软件仿真
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
红外和太赫兹范围内的扫描近场光学显微镜能够突破衍射极限，实现更小的空间分辨率，在检测纳米尺度结构的光学特性分析检测方面具有重要应用。为了进一步理解探针与样品的相互作用，对探针近场的分析和数值描述是必不可少的。基于真实的探针形状的解析模型，结合数值模拟的开发了源偶极子模型（SDM），能够直接获得近场检测信息，提高计算效率。基于模拟结果，解释了天线效应、尖端半径影响和电荷量的影响，并将SDM模型结果与全波仿真（FWS）结果进行了比较。为进一步理解近场光学显微镜中的针尖-样品结提供了新的视角。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
针对复杂背景下尺寸未知的红外弱小目标检测难题，一种基于聚类思想的红外弱小目标检测方法被提出。首先，利用小目标形态学特征对原始红外图像进行预处理，生成新的密度特征图。其次，使用改进的密度峰聚类算法对潜在候选目标进行粗定位。然后，针对潜在目标的局部候选集，采用加权模糊集聚类算法对局部候选集进行目标与背景区域的精细分割，利用目标与背景之间的差异性在增强目标的同时抑制虚警。最后，对处理后的局部候选集进行自适应阈值提取真实目标。实验结果表明，与7种对比算法相比，该算法对尺寸未知的小目标具有良好的鲁棒性和检测性能。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
针对太赫兹波段固态大功率应用需求，基于氮化镓功率放大器单片集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC），采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术，结合E面T型结二路合成功率分配/合成器，将两片MMIC封装成最大输出功率为160mW的功率单元模块。在此基础上，采用八路E面合成器设计了频率覆盖180～238GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10V时，带内输出功率大于300mW，189GHz输出功率达到了1.03W。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
红外点目标检测是红外制导系统的关键技术之一，是军事应用领域的研究热点。一方面，点目标在大气中传输和散射过程中由于观测距离长，常常淹没在背景杂波和大噪声中，信噪比低。另一方面，图像中的目标以模糊点的形式出现，使得目标没有明显的特征和纹理信息。由于不同红外图像中的点目标具有不同的外观、形状和姿态，加之噪声杂波的干扰遮挡，经过单帧检测后，除了真实目标外，图像中可能有虚假目标和一些强噪声。因此，由于这几个因素，红外点目标检测变得非常困难。为了解决这一问题，作者研究了红外点目标检测的相关方法，提出了非凸秩逼近最小化方法(NRAM)与改进的随机漫步者方法(MRW)相结合的方法(NRAM-MRW)，在复杂的红外背景下，针对红外点目标的检测中有着较好的检测效果。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
半导体异质结构具有良好的束缚载流子的能力与产生大功率太赫兹辐射的潜力。但由于异质结构中等离子体非相干振荡的干扰效应造成了太赫兹辐射强度的大幅度降低，因此能够在基于砷化铝镓（
）多层异质结构并通过调节其中铝的摩尔分数来调节窄带隙层的吸收系数，从而使得异质结构每一个窄带隙层的激发载流子数目大致相同，达到几乎完全消除干扰效应的目标。基于砷化铝镓多层异质结构的太赫兹辐射产生模型，结合数值计算研究了宽带太赫兹辐射的输出特性，获得泵浦激光脉冲宽度与产生的太赫兹脉冲之间的定量关系，并分析了泵浦激光脉冲参数对产生的太赫兹脉冲各项参数的影响。本项研究为开展半导体材料与器件相关的宽带太赫兹辐射源提供了一定的理论参考。 -
佟海霞, 王延靖, 蒋宁, 田思聪, 佟存柱, 魏志鹏, 王立军
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
850 nm的垂直腔面发射激光器（VCSEL）是短距离光互连的核心光源。随着对数据中心流量的需求增加，实现不归零（NRZ）调制高速无误码传输是目前的研究热点。本文设计制备了基于λ/2短腔和六层氧化限制层的高速850 nm VCSEL，室温下最高-3dB带宽达到23.8 GHz。NRZ调制50 Gbit/s（1 m）和40 Gbit/s（100 m）速率下获得清晰的眼图。在未使用预加重、均衡和前向纠错的条件下，通过NRZ调制在1 m和100 m下无误码传输速率分别为40 Gbit/s和30 Gbit/s。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
针对5G毫米波通信，研制了一种双极化有源相控阵天线模组。在厚度为2 mm的多层PCB正面印制阵列天线，在其背面集成多通道波束成形芯片，通过中间层实现天线与芯片的互连以及供电、控制等。测试结果表明，研制的板状4×4双极化相控阵模组在E面和H面均实现了不小于±40度的波束扫描范围（不大于3 dB的电平下降）和低于-18 dB的归一化交叉极化电平，在24-27.5 GHz的频率范围内实现了V极化和H极化分别为42.6-45.7 dBm和43.5-46.1 dBm的等效全向辐射功率（EIRP）。
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范崔, 王小坤, 季鹏, 张磊, 俞君, 沈一璋, 莫德锋, 李雪
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
影响杜瓦真空寿命的主要是内部材料出气。针对红外探测器杜瓦的出气机理及密封前需长时间排气特点，提出了以满足朗缪尔吸附模型的脱附速率方程作为杜瓦出气率模型的真空寿命评估方法。创新性地提出排气结束时变温监测离子流的方法，获得同覆盖度下不同温度的出气率，消除覆盖度的影响，提取了杜瓦的整体出气激活能，推导出存储温度下初始出气率及出气率随时间变化的关系。实验发现三个杜瓦在不同测试条件下获得的激活能差异为8.8%。跟踪封装2年的杜瓦热负载，验证估算的寿命误差为7.2%。为小批量、多样化杜瓦提供了便利的真空寿命无损检测评估方法。
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DOI:
Abstract:
基于127 μm的高纯度石英（99.9997%）基底设计了共面波导（CPW）、微带环形谐振器（MRR）结构，通过测试得到在40-110 GHz的频率范围内，CPW线的平均插入损耗在0.096-0.176 dB/mm之间。此外，采用MRR方法提取了石英的介电常数和损耗正切，该石英基底在V波段和W波段的介电常数分别介于3.7-3.85和3.85-4之间，损耗正切值在V波段约为0.004，在W波段介于0.004-0.006之间。通过与其它基底性能对比表明，该高纯度石英具有良好稳定的电性能，其在设计高性能无源和封装结构方面具有一定的潜力。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
误匹配剔除是提高特征匹配精度的重要手段，星载光学遥感图像由于数据量大、纹理重复、光照强度变化等特点，导致现有误匹配剔除方法的性能下降。针对此问题，提出一种基于局部和全局几何约束的误匹配剔除方法。在初始匹配集的基础上，首先利用特征局部一致性对误匹配进行初步过滤；然后根据图像间的变换关系构建特征拓扑结构，并提取其几何属性描述结构相似度，基于此建立特征全局结构一致性约束模型，通过推导模型的最优解剔除残留误匹配；采用引导式匹配策略，选取局部一致性高的匹配点组成高内点率匹配集，以此作为特征全局邻域，提高全局约束的鲁棒性和效率。实验结果表明，与现有方法相比，所提方法对星载光学遥感图像的匹配性能更优，平均精确率、召回率分别为0.9和0.89；在不同内点率的初始匹配集上表现鲁棒，平均F分数为0.86。
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DOI:
Abstract:
亚像元定位技术可以分析混合像元，并实现从丰度图像到亚像元级精细土地覆盖定位图像的转换。然而，传统的亚像元定位方法所使用的光谱信息通常在指定的矩形局部窗口中构造，并且很少使用所有波段的光谱信息，影响了亚像元定位的性能。为了解决这一问题，本文提出了一种基于不规则尺度区域光谱信息的高光谱图像亚像元定位方法 (SIISA)。在三幅遥感图像上的实验结果表明，所提出的SIISA优于现有的亚像元定位方法。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
航空场景下的远红外图像迫切需要准确、鲁棒、快速的特征描述与自动配准方法。由于已有的多重线型描述符MLD特征存在“特征孤岛”和“尺度变换受限”的问题，因此针对远红外航空图像的配准问题，文章提出了一种聚合特征点以及线型描述符分段统计的特征描述方式，即sMLD特征。结合sMLD特征相互连接构成网状拓扑结构的特性，还提出了一种由粗到细的分支加速匹配算法RF-BA。其中，RF-BA粗匹配充分利用拓扑图的结构，通过局部寻优算法提高匹配的效率。RF-BA精匹配利用最小外接凸四边形原则和GMS校验原则，提升配准精度。实验结果表明，与已有的几种代表性配准方法相比，所提方法在配准精度和时间开销方面均具有更好的性能。
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DOI:
Abstract:
设计了带有质子注入高阻区的刻蚀微结构面发射半导体激光器结构，使得从出光口到上DBR形成环形波导，进而直接产生空心激光束输出。使用FDTD 软件计算了刻蚀微结构VCSEL的光场分布，得到的环形模式图样在不同模式数目下都能保持空心光束的特性。制备了室温下激射波长为848nm的微结构VCSEL，并测试其输出特性。阈值电流为0.27 A，峰值功率最高可达170 mW。不同电流下的近场图都显示出非常明显的空心环形光斑。远场光强分布曲线也符合空心光束的特性。该新型VCSEL技术为空心光束甚至阵列器件的发展提供了一种新的方法。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
近红外光驱动的太赫兹调制器是太赫兹/红外光纤混合通信系统中的重要组成部分。这里提出了一种基于银纳米颗粒/碳量子点（Ag NPs/CDs）近红外驱动的太赫兹调制器。实验结果表明，银纳米颗粒（Ag NPs）与碳量子点（CDs）的结合会引起纳米颗粒的量子尺寸效应和介电限域效应，利用Ag NPs/CDs可以增强硅基底对近红外光的吸收，从而实现近红外驱动的太赫兹波调制。通过808nm的近红外调制激励源，对样品进行了0.22-0.33THz范围内的太赫兹透射特性的表征，与参考硅基片相比，Ag NPs/CDs近红外太赫兹调制器的调制深度可以达到83%左右，显著高于参考硅基片的调制深度（~54%），实现了大调制深度的太赫兹波调制。本研究工作在太赫兹/红外光纤混合通信系统中拥有重要的应用价值。
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DOI:
Abstract:
InGaAs光电探测器广泛应用于短波红外检测。在InGaAs中掺入Bi可以减小带隙，延长探测波长。通过控制In和Bi的组分可使InyGa1-yAs1-xBix与InP晶格匹配，同时，扩展探测波长至3μm以上。设计并研究了In0.394Ga0.606As0.913Bi0.087 p-i-n光电探测器的光电性能。计算了不同温度、吸收层厚度和p(n)区掺杂浓度下的暗电流和响应率特性。获得了3μm的截止波长。该结构为拓展InP基晶格匹配的短波红外探测器的探测波长提供了一种可行的方法。
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刘天娇, 徐玥辉, 张建伟, 张星, 张卓, 宫玉祥, 周寅利, 慕京飞, 陈超, 吴昊, 宁永强, 王立军
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器 （Vertical Cavity Surface-Emitting Laser， VCSEL），详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱组分及厚度参数，并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构，完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25°C时单模功率超过2 mW ，此时边模抑制比为28.1 dB，发散角全角为18.6°。随着工作电流增加，VCSEL激光器的发散角随之增加，然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流，实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐，VCSEL工作在15 - 35°C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA； 温度调谐系数由0.072 nm/°C变至0.077 nm/°C。在两个氧气特征吸收波长附近，VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
描述了一种判断夜视仪用微光像增强器性能梯次的方法，基于视距模型对影响探测能力因素进行了分析，研究了积分灵敏度、极限分辨力特性测试条件与实际夜视环境的差异，分析了夜天光辐射光谱特性、大气传输的光谱衰减特性、背景反射特性的光谱差异、以及光阴极响应光谱特性对视距的影响，梳理了传统上以极限探测性能来判断像增强器优劣方法的不足，提出了“能力因数”模型，包含信噪比、低照度及低对比度下分辨力参数和技术特征因素，采用该方法对像增强器两大技术路线（砷化镓器件、多碱器件）进行梯次和代际分析、设计了我们的三代像增强器发展路线，结果表明，FOC能够准确反映像增强器技术路线和性能梯次发展规律。
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陈晓娟, 张一川, 张昇, 李艳奎, 牛洁斌, 黄森, 马晓华, 张进成, 魏珂
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
本文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长原位SiNx栅介质制备了用于Ka波段高功率毫米波应用的AlN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）。原位生长SiNx栅介质显著抑制了栅反向漏电、栅介质/AlN界面态密度和电流坍塌。所研制的MIS HEMTs在VGS= 2 V时最大饱和输出电流为2.2 A/mm，峰值跨导为509 mS/mm，在VGS = -30 V时肖特基栅漏电流为4.7×10-6 A/mm。采用0.15 μmT形栅技术，获得98 GHz的fT和165 GHz的fMAX。大信号测量表明，在连续波模式下，漏极电压VDS = 8 V时，MIS HEMT在40 GHz下输出功率密度2.3 W/mm，45.2%的功率附加效率（PAE），而当VDS增加到15 V时，功率密度提升到5.2 W/mm，PAE为42.2%。
2023年第42卷第2期
太赫兹与毫米波技术
红外及光电技术与应用
太赫兹与毫米波技术
图像处理及软件仿真
太赫兹与毫米波技术
红外材料与器件
太赫兹与毫米波技术
红外材料与器件
太赫兹与毫米波技术
遥感技术与应用
图像处理及软件仿真
红外材料与器件
太赫兹与毫米波技术
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InAs/GaSb II类超晶格材料的Si离子注入研究
何苗, 周易, 应翔霄, 梁钊铭, 黄敏, 王志芳, 朱艺红, 廖科才, 王楠, 陈建新
Abstract:
II类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测,而通过离子注入实现横向PN结,一方面材料外延工艺简单,同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运,且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术,研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb II类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入,外延材料由P型变为N型,超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变,晶格常数变大,且失配度随着注入能量的增大而增大,注入前失配度为-0.012%,当注入能量到200 keV时,失配度达到0.072%,超晶格部分弛豫,弛豫程度为14%,而在300 °C 60 s退火后,超晶格恢复完全应变状态,且晶格常数变小,这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。
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电流增益截止频率441 GHz的InGaAs/InAlAs InP HEMT
封瑞泽, 曹书睿, 冯识谕, 周福贵, 刘桐, 苏永波, 金智
Abstract:
本文成功设计并制作了fT > 400 GHz的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As 铟磷高电子迁移率晶体管(InP HEMT)。采用窄栅槽技术优化了寄生电阻。器件栅长为54.4 nm，栅宽为2 × 50 μm。最大漏极电流IDS.max为957 mA/mm，最大跨导gm.max为1265 mS/mm。即使在相对较小的VDS = 0.7 V下，电流增益截止频率fT达到了441 GHz，最大振荡频率fmax达到了299 GHz。该器件可应用于太赫兹单片集成放大器和其他电路中。
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MBE脱氧条件与InGaAs/InP APD性能的相关性
郭子路, 王文娟, 陈平平, 陆卫, 王兴军, 曲会丹, 范柳燕, 诸毅城, 王亚杰, 郑长林
Abstract:
InP基InGaAs/InP雪崩光电二极管（APD）对近红外光具有高敏感度，使其成为微弱信号和单光子探测的理想光电器件。然而随着先进器件结构越来越复杂，厚度尺寸从纳米到微米尺度不等，性能越来越受材料中晶格缺陷的影响和工艺条件的制约。采用固态源分子束外延（MBE）技术分别在As4和P2气氛保护下对InP衬底进行脱氧处理并外延生长晶格匹配的In0.53Ga0.47As薄膜和APD结构材料。实验结果表明，在As4气氛保护下InP衬底氧化膜脱附后生长的InGaAs材料比在P2气氛保护下氧化膜脱附生长的材料具有明显的优势，可获得陡直明锐的异质结界面，降低载流子浓度，提高霍尔迁移率，延长少子寿命，并抑制器件中点缺陷或杂质缺陷引起的暗电流。因此，As4脱氧可以有效提高MBE材料的质量，这项工作优化了InP衬底InGaAs/InP外延生长参数和器件制造条件。
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连续波输出功率111.27mW的G波段四端口平衡式倍频器
Abstract:
利用新颖的四端口平衡式二倍频原型,开发了215-230GHz 频段的肖特基变容管倍频器,并具备更加优秀的变频效率和功率容量。同时,所提出的倍频架构能够实现奇次谐波和四次谐波的本征抑制,并且其中采用的二极管管结数量相对于传统平衡倍频结构提升了两倍。因此,这种四端口倍频电路可以实现更好的转换效率和双倍的功率处理能力。在室温下,当输入功率为196 ~ 340mW 时,该倍频器具有约39.5% 的峰值转换效率(@218GHz) ,即使在较高的频率下,该倍频器也被证明是高功率太赫兹波信号产生的理想解决方案。
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新息增量法评估FY-3E/HIRAS-II观测质量
Abstract:
FY-3E/HIRAS-II作为世界上第一个晨昏轨道的星载红外高光谱仪器，评估其观测资料质量对提高资料同化分析场和全球数值天气预报精度具有十分重要的作用。本文基于2021年12月-2022年1月及2022年3月共35天的HIRAS-II观测，采用新息增量法检验了其在轨辐射观测资料质量。分陆地和洋面分别统计了O-B偏差和标准差的分布特征，结果表明，不论海洋还是陆地HIRAS-II长波与中波大部分通道的O-B平均偏差均小于0.5 K，标准差在1 K以内，陆地上标准差比洋面偏大（尤其是窗区通道）。664~665 cm-1 CO2吸收带，和1300~1680 cm-1 水汽吸收带由于再分析资料的偏差引起RTTOV模拟的辐射值存在系统性误差，使得偏差较大；980~1080 cm-1 O3吸收带和1300 cm-1CH4吸收带附近较大的偏差是由于RTTOV中采用固定的气候廓线值造成的。短波大部分通道的O-B平均偏差在2 K~2 K之间，标准差在2 K以内。1920cm-1附近通道由于是仪器中波与短波的交界处，采用的探测器不同造成较大的O-B偏差。2267~2380 cm-1较大的偏差是由于RTTOV模拟亮温时没有考虑非局地热力平衡NLTE效应的影响。波数大于2400 cm-1的短波波段由于太阳污染使得偏差和标准差都逐渐增大。HIRAS-II O-B偏差随扫描角存在不对称现象，使用时需要进行扫描角偏差订正。
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基于布拉格反射镜的单模太赫兹量子级联激光器
Abstract:
常规的分布式布拉格反射（DBR）半导体激光器中，增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2，以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。本文首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器（THz-QCL），并突破了上述限制。我们所实现的THz-QCL采用脊波导结构，利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔，利用有源区增益谱较窄的特点，使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠，从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距，即显著提高了激光器中增益区域的长度，从而降低阈值并提高功率特性。实验上，我们研制出增益区域长达3.6mm的DBR激光器，单模激射的频率为2.7THz，边模抑制比达到25dB，该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。本工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。
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红外高光谱大气探测仪(FY-3E/HIRAS-II)在轨数据非线性校正方法
Abstract:
风云三号E星(FY-3E)搭载的高光谱大气探测仪(HIRAS-II)能够实现大气的垂直探测,具有高光谱、高灵敏度、高精度的特点。仪器在轨之后由于仪器衰减和环境变化的原因产生非线性响应,影响在轨定标精度。针对非线性响应的问题,提出了一种基于带内光谱的非线性校正方法。首先基于带外低频光谱的非线性特征求解非线性校正系数,将此系数作为初值输入到辐射定标模型中,以星上测量的黑体带内光谱与理想光谱的偏差为目标函数,通过迭代计算优化非线性校正系数。通过辐射定标实验得出,校正后的黑体亮温偏差明显低于未校正和基于带外光谱的校正方法。将HIRAS-II的观测数据与IASI进行交叉比对并计算平均亮温偏差和偏差绝对值,经过带内校正法非线性校正后的亮温平均偏差为-0.13K,优于带外校正方法。
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片上红外偏振检测的最新进展
Abstract:
除了强度、波长之外，偏振是光固有的一个重要属性，对于光的偏振态的探测在成像、卫星通信、遥感、航天等几乎所有光学相关现象和应用技术中起着至关重要的作用。传统偏振探测方案体积庞大、系统复杂，不利于偏振探测的小型化和集成化，因此片上红外偏振探测器件的研究吸引了许多关注。从偏振敏感材料器件和微纳光学结构与探测材料集成器件两个方向综述了片上红外偏振探测器件的研究现状。展望了片上红外偏振光电探测器发展面临的挑战和未来的机遇。
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带间级联红外探测器的光电流输运与量子效率研究
白雪莉, 柴旭良, 周易, 朱艺红, 梁钊铭, 徐志成, 陈建新
Abstract:
带间级联红外探测器可以利用多级吸收区级联的方式实现高的工作温度，但不同的吸收区厚度设计方式会使得器件中不同级数吸收区中出现光生载流子的不匹配现象，从而对器件量子效率造成影响。为更好地理解带间级探测器级数和吸收区厚度对量子效率的影响，对基于InAs/GaSb II类超晶格的带间级联探测器进行了变温测试，并基于多级光电流的“平均效应”建立了工作在反向偏置电压的量子效率计算模型，通过与实测的量子效率的对比，发现在低温条件下实验数据和计算结果拟合一致性较好，验证了多级带间级联探测器中基于内增益机制的光电流平均效应。但在高温条件下实际的光电流低于“平均效应”的理论计算结果，这可能是由于高温下少数载流子寿命变短，吸收区和在弛豫区界面处存在光生载流子的复合机制。
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基于少周期激光脉冲与气体等离子体作用的超宽带太赫兹辐射产生
Abstract:
强的少周期激光脉冲与气体等离子体作用可以产生宽带、强的太赫兹脉冲辐射。本文以数值计算为主要工具研究了少周期激光脉冲与气体等离子体成丝作用产生的等离子体电流及对应的太赫兹辐射特性。该过程中的等离子体电离处于多光子电离和遂道电离的过渡阶段。结果显示该机制能够产生高到几十太赫兹的超宽带太赫兹脉冲辐射，且太赫兹脉冲电场是少周期激光脉冲载波相位的周期函数。太赫兹脉冲由激光脉冲脉宽和等离子体电离的时间演化确定，而不是由等离子体本征频率决定。本文为基于少周期激光脉冲与气体等离子体作用产生宽带太赫兹辐射的实验提供了一定的理论参考。
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基于深层-浅层双流图模型的无监督少样本红外空中目标识别网络
Abstract:
在军事空中目标识别领域中，由于样本数量缺失，目前的人工智能算法无法完成目标的准确识别。本文针对此问题开展研究，利用已有足量辅助域图像辅助少样本应用域进行跨域目标识别，解决因标签信息缺失与样本稀疏而导致的识别模型泛化能力不强及识别性能不佳问题。本文提出一种基于深层-浅层双流学习图模型（D-SLGM）的跨域目标识别算法。首先，提出一种基于深层-浅层双流特征提取算法，解决无监督少样本条件下特征表示困难的问题；同时，提出一种基于图模型的特征融合算法，实现特征间的高精度融合；之后，基于融合后的特征训练识别模型，提升目标识别算法的泛化能力。使用自建的空中目标数据集，设计了三种应用场景，实验结果表明，D-SLGM平均识别准确率均值达到了78.2%，优于对比方法，在实际空中目标识别应用中具有较大的应用潜力。
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晕苯增强CMOS图像传感器
Abstract:
由于紫外光在硅中的穿透深度有限，以及多晶硅栅极对紫外光的吸收，导致传统的硅基CMOS图像传感器在紫外光波段的响应不高。在此，本文选择一种低成本的下转换法来提升CMOS图像传感器的紫外响应能力，采用真空热蒸发法分别在石英衬底和CMOS图像传感器的像敏面上蒸镀了晕苯薄膜，并对薄膜的光学性能、红外光谱、光稳定性和热稳定性进行了研究。实验结果表明，晕苯薄膜能吸收紫外光并发射出500 nm的绿色荧光，可以与CMOS图像传感器的光谱响应峰值很好的匹配；同时，发现晕苯红外吸收光谱的实验值和计算值基本吻合；薄膜在200 ℃温度下退火20 min后，其发射峰的荧光强度保持在原来的95.7%；在280 nm激发波长照射大约60 min后，发光强度呈指数衰减至初始值的64%。采用CMOS单色相机在可见光（400-780 nm）和紫外光（365 nm）下定性分析了薄膜的紫外增强效果，发现蒸镀晕苯薄膜后的CMOS单色相机可以提高对紫外光的灵敏度。
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谐振腔增强带间级联中红外发光二极管的研究
Abstract:
对基于带间级联结构和谐振腔结构的中红外发光二极管进行了仿真和设计。在传统的带间级联发光二极管的基础上，在器件外部引入分布布拉格反射镜(DBR)谐振腔结构，形成谐振腔带间级联发光二极管。对谐振腔参数进行了仿真优化，包括DBR周期数、谐振腔的腔长、有源区在谐振腔中的位置等。结果表明，使用单周期ZnS/Ge DBR作为谐振腔上反射镜的器件输出功率最大，有源区置于谐振腔内部电场强度波峰处时器件的输出功率最大，三级谐振腔带间级联LED器件的输出功率与55级无谐振腔器件输出功率相当，其光束发散角的半峰全宽可以从92度减小到52度。结合已生长的5级带间级联LED器件的测试结果，增加谐振腔结构后的仿真结果表明，峰值波长的辐射强度增强11.7倍，积分辐射强度增强5.43倍，光谱的半峰宽变窄6.45倍。
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强磁场下氮掺杂单晶金刚石中法拉第旋转效应的偏振太赫兹时域光谱测量
肖欢, 温华, 徐文, 张晶, 程兴佳, 肖宜明, 丁岚, 李浩文, 程衍喆, 何斌, Francois M. Peeters
Abstract:
氮掺杂单晶金刚石(N-SCD)是最重要的碳基电子材料之一。由于氮相关色心的存在,具有许多有趣而独特的物理特征。本文研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-SCD的太赫兹(THz)磁光物理特性。应用偏振THz时域光谱(THz TDS)技术,在0-8 T磁场和80 K温度下,测量了N-SCD在法拉第几何结构下的THz透射光谱,得到了N-SCD的法拉第旋转角、椭偏率以及复横向(或霍尔)磁光电导率随磁场的变化规律。结果表明,N-SCD具有优良的THz磁光法拉第旋光效应。
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不同鉴别阈值条件下SIPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析
刘欣缘, 肖毅, 马跃, 向雨琰, 郭高峰, 王家炜, 黄炜怡, 谭崇涛, 李松
Abstract:
硅光电倍增管(silicon photomultiplier, SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其它单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符(R2>0.95)。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。
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一种光学载荷在轨杂散光效应全链路自动仿真方法
Abstract:
针对极轨气象卫星FY-3C载荷可见光扫描辐射计（VIRR）在轨红外定标时存在温度反演不一致的现象展开分析，提出了一种全链路自动化仿真分析方法，将仪器结构与卫星轨道参数和卫星平台环境相结合，通过对光机模型的高精度光线追迹来得到杂散光影响的定量化结果。仿真模拟了在轨红外定标和太阳光入射两种情况，确定了太阳杂散光的入射路径，解释了温度反演不一致的原因。将仿真结果与卫星在轨数据进行比对，验证了仿真方法的有效性。该方法可用于同类型载荷的在轨杂散光分析仿真工作，同时也为历史数据的再定标修正提供参考。
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非均匀GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器材料表征和器件性能研究
苏家平, 周孝好, 唐舟, 范柳燕, 夏顺吉, 陈平平, 陈泽中
Abstract:
本文利用分子束外延（MBE）技术成功生长了GaAs/AlGaAs 非均匀量子阱红外探测器材料，并对相关微结构作了细致表征。分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异，并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）结合能谱仪（EDS）对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析，并利用二次离子质谱仪（SIMS）对非均匀势阱掺杂进行了表征。结果表明，该量子阱外延材料晶体质量很好，量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好。成功制备了单元量子阱红外探测器，研究结果表明：对于非均匀量子阱红外探测器，通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度，可以改变量子阱电场分布。与传统的均匀量子阱红外探测器相比，其暗电流显著下降（约一个数量级）。在不同阱宽下，非均匀量子阱的跃迁模式发生改变，束缚态到准束缚态跃迁模式下（B-QB）的器件拥有较好的黑体响应率以及较低的暗电流。
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飞秒三色谐波脉冲增强空气等离子体中太赫兹波的产生
Abstract:
基于瞬态光电流模型和多色谐波脉冲叠加形成的类锯齿形电场，研究了频率比为1:2:m（m为正整数）的飞秒三色谐波脉冲诱导空气等离子体产生太赫兹波的情况。结果表明，在空气被饱和电离且电子密度达到相同最大值的情况下，对于相同数量的谐波脉冲，当合成脉冲包络中的电场形状更接近锯齿形且更不对称时，太赫兹波的转换效率并不总是更高。此外，研究了采用频率比为1:2:3和1:2:4的飞秒三色谐波脉冲的特定波长组合方案增强太赫兹波的产生。对于这些特定的波长组合方案，可以在常用频率比为1:2的双色光脉冲方案基础上仅添加一组光参量放大器就能实现。我们的研究将有助于获得强太赫兹波源，并为实验操作提供指导。
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近红外二区荧光成像技术的临床研究进展
Abstract:
近红外荧光成像是外科手术中实现术中导航的关键技术之一。近些年随着近红外二区(NIR-II, 900-1700 nm)光学生物成像理论的日趋成熟,NIR-II荧光成像技术成为临床手术导航领域的一大研究热点。本文基于NIR-II光学生物成像理论,简要介绍了NIR-II荧光探针及成像系统的发展现状,就NIR-II荧光成像技术在活体小动物手术与人体临床手术中的研究展开综述,讨论了该技术在未来临床手术中的发展潜力以及临床转化中需要面临的难点。
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MoS2和MoTe2同质结和异质结中的表面电势排列
Abstract:
过渡金属硫族化合物(TMD)薄层仅改变几何形状(如层厚)就可调节带隙、电子亲和势和费米能级,使器件设计更灵活。但因缺乏费米能级排列信息,TMD同质/异质结器件常因未知的能带弯曲而偏离预期。利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)表征了TMD同质/异质结,结果显示,MoS2和MoTe2同质结的费米能级随层厚增加向本征费米能级移动(背景掺杂浓度降低),而MoTe2/MoS2异质结中探测到宽耗尽区和强的光响应。同时给出表面污染(分子尺度)对单层TMD表面电势的影响。上述发现将在器件设计中帮助精准堆叠范德华(vdW)层。
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基于SnS2/InSe异质结的高性能宽带光电探测器
王冰辉, 邢艳辉, 贺雯馨, 关宝璐, 韩军, 董晟园, 李嘉豪, 方佩景, 韩梓硕, 张宝顺, 曾中明
Abstract:
我们报道了一种基于SnS2 / InSe垂直异质结的宽带光电探测器，其光谱范围为365-965 nm。其中，InSe作为光吸收层，有效扩展了光谱范围，SnS2作为传输层，与InSe形成异质结，促进了电子-空穴对的分离，增强了光响应。该光电探测器在 365 nm 下具有813 A/W 的响应度。并且，在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度，1.3×10(5)%的外量子效率，3.17×10(12) Jones的比探测率，以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。
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土壤中红外光谱库支持下的局部建模集优化
Abstract:
土壤中红外（MIR）光谱能快速、无污染、低成本地估算土壤有机碳等理化属性。随着各种尺度土壤光谱库的建立，使用其进行快速土壤分析引起广泛关注，但光谱库的通用模型在局部尺度上的预测效果不理想。开发“局部化”光谱建模方法是提高土壤光谱库性能的有效途径。本文提出了一种新的方法，通过光谱相似度计算和建模子集构建，旨在从库中快速建立最优局部建模集以提高预测精度。比较了欧氏、马氏、余弦三种距离算法衡量待测样本与库样本之间的相似度并生成距离矩阵；使用连续统去除法从距离矩阵中提取库容曲线中的特征点。利用偏最小二乘回归建立土壤MIR光谱与有机碳含量间的定量关系。结果表明，三种距离算法方法结合连续统去除得到的第一特征点均可得到较佳的预测精度。马氏距离不仅模型精度最高（R2 = 0.764，RMSE = 1.021%）而且用到的库样本数最少（14%库容）。本方法可改善MIR光谱分析的成本效率并能提高局部尺度的预测能力。
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基于深度学习的高光谱影像分类方法研究
Abstract:
针对现有高光谱影像分类方法精度不足的问题，提出一种基于空间-频谱Transformer（Spectral-spatial transformer，SST）网络的高光谱影像分类方法。首先将高光谱影像预处理为一维特征向量，然后设计了具有光谱-空间注意力模块（Spectral-spatial attention module，SSAM）和池化残差模块（Pooling residual block，Pool ResBlock）的SST高光谱影像分类网络。其中，光谱-空间注意力模块用于捕获光谱通道和空间位置之间的相关性，池化残差模块在残差模块之前加入池化层提取光谱通道上的Patch全局特征，并同时采用最大池化和平均池化以提高模型的鲁棒性。本文所提出的分类方法在Indian Pines（IP）数据集和Pavia University（UP）数据集上的总体分类精度（Overall accuracy，OA）分别为98.67%和99.87%，表明本文方法具有较高的分类精度，为高光谱影像分类及应用提供了一种新方案。
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嵌埋材料对分布式布拉格反射镜腔共振模式的影响
Abstract:
低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置和腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模式的影响。结果表明,腔共振模式随嵌埋材料位置的不同呈现周期性变化并且在λ/2光程周期内存在最大峰位移。最大峰位移随腔层厚度增加而减小,但与嵌埋材料的厚度成正比。分布式布拉格反射镜的对数不影响腔共振模式。这些结果为光学器件的设计和实验现象的分析提供了指导,并且可以应用于不同波长分布式布拉格反射腔结构。
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机载高光谱可见近红外/短波红外模块视轴角自校正方法研究
Abstract:
外视场拼接是实现机载高光谱成像系统同时具有大视场与宽光谱采样范围的有效方式。然而由于各个成像单机独立安装,对应的可见近红外模块单机与短波红外模块单机之间的视轴角会在设备长时间运行后产生变化,视轴角的变化会对可见/短波红外的数据融合效果产生负面影响。而视场重叠使基于对极几何和平面单应性的校正方法不能有效地解算出对应可见/短波红外单机之间的视轴角。本文针对使用外视场拼接来扩大总视场和总响应带宽特点的机载高光谱成像系统,提出了一种视轴角和焦距校正算法,本文使用多级特征筛选方法,结合最小化重投影误差,实现了可见近红外/短波红外对应单机之间视轴角与相对焦距的自标定,来提高图像配准精度。该算法已经应用于AMMIS机载大视场高光谱成像仪。实验结果表明,该方法最大平均误差小于0.2像素,且对倾斜放置的相机也具有很好的适应性。
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用于CARS成像的波长可调谐光纤激光器
Abstract:
相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像在快速病理学分析、药代动力学等领域展现了极大的应用潜力，然而在成像时产生的非共振背景噪声信号会影响CARS信号的探测。通过调谐波长，可实现在拉曼共振、非共振噪声共存处产生信号，也可实现在仅有非共振噪声处产生信号，两信号相消可以在一定程度上消除非共振背景噪声的影响。文章搭建了基于分离脉冲放大及晶体倍频的波长可调谐掺铒光纤激光系统，通过控制两级放大器的泵浦功率实现了779.1-784.5 nm，777.5-786.1 nm，784.5-790.5 nm的波长调谐，获得了110.8 mW，136 fs的脉冲输出。通过与掺镱激光系统被动同步，可用于CARS成像。
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SnTe纳米薄膜的椭圆偏振光谱研究
Abstract:
SnTe纳米薄膜材料光学常数的准确获取,对于其在高性能光电器件设计和在光电子领域的潜在应用具有重要的意义。然而,目前仍然很少有关于获取其纳米薄膜光学常数方法的相关研究报道。采用磁控溅射法以SnTe单靶为靶材,在石英衬底上制备了SnTe纳米薄膜；在未加衬底温度和未进行退火处理的条件下,通过制备工艺参数优化,即得到晶化的、组分可控的面心立方结构SnTe纳米薄膜。采用椭圆偏振光谱法,建立不同的拟合模型结构,利用SE数据库中的SnTe材料数据列表和Tauc-Laurents模型对所制备的SnTe纳米薄膜材料的膜厚、组成及折射率、消光系数等光学常数进行了研究。结果显示,具有该厚度的SnTe纳米薄膜材料在可见光波段具有较高的折射率、在可见到近红外具有较宽的光谱吸收。
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基于直线运动机构的大变倍比红外变焦成像系统
Abstract:
针对同时兼顾大范围搜索和精确识别目标的迫切需求,研制了一种大变倍比红外变焦成像系统,设计两片独立运动的变倍镜及一片补偿镜,通过两个变倍镜级联的方式获得大变倍比。结合系统运动镜片多及变焦曲线复杂的特点,采用直线运动机构实现镜片变焦运动,使用集成编码器及螺纹丝杆的直线电机作为驱动。通过有限元仿真开展了系统力学分析,所设计镜片最大位移为3.04×10-3mm。成像系统适用于中波红外制冷式640×512焦平面阵列探测器,变倍比达到55倍。实验室成像及外场实景成像的结果表明,系统在焦距由6mm至330mm连续变化的过程中成像清晰、像质良好,验证了系统的连续变焦成像性能,该设计合理可靠。本文的研究成果在搜索、跟踪、侦察、监视等方面有广阔的应用前景。
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量子级联激光器非线性动态特性研究进展
Abstract:
量子级联激光器（Quantum Cascade Laser, QCL）是依赖电子在量子阱子带间跃迁辐射出光子而发生激射的单极型半导体激光器。大量的理论与实验研究已经证明轻微的外部扰动（如光反馈、光注入）或内部足够强的非线性模式耦合能够引起半导体激光器的非线性输出。QCL作为新型半导体器件，具有腔内强度高、子带间光学非线性强以及电子弛豫时间快等特点，激发了研究其非线性动力学的兴趣。本文详细综述了QCL的非线动态特性研究进展情况，探究了QCL非线性动力学性质的产生机理，总结了QCL非线性特性的应用场景。
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光学载荷定标场比辐射率方向性模型构建
Abstract:
地表比辐射率方向性研究是国际热红外定量遥感研究领域的热点与难点，现有的热红外沙地比辐射率方向性模型存在先验参数较多、精度较低、适用性差等问题。论文基于5个伪不变定标场，即Algeria3_1km、Algeria5_1km、Libya1_1km、Mauritania1_1km及Mauritania2_1km，综合利用长时序极轨卫星载荷AQUA/MODIS与静止轨道卫星载荷MSG/SEVIRI多角度观测数据，经过载荷相互校准、大气纠正、影像数据时空匹配等处理，基于热红外辐射传输方程，获取0~65°观测天顶角范围内各研究区方向性比辐射率，建立公里级像元尺度比辐射率方向性模型，并对其进行了不确定度评估。结果表明：地表比辐射率随观测天顶角增大而降低，其方向性效应随波段中心波长的增加而减小，Algeria5_1km区域的方向性效应最小，Mauritania1_1km区域的方向性效应最强；各研究区比辐射率方向性模型不确定度均随观测天顶角的增大而增大，模型不确定度均优于3%。
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有源区Be掺杂对1.3μm InAs量子点激光器性能的影响
Abstract:
利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3μm InAs DWELL量子点激光器结构，研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度，提升激光器的输出功率，增加激光器的温度稳定性。研制的Be掺杂InAs量子点激光器的阈值电流降低到12mA，相应的阈值电流密度仅为100A/cm2，激光器的最高输出功率达到183mW，最高工作温度达到了130℃。这对InAs量子点激光器器件在光通信系统中的应用具有重要意义。
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（英）基于锌扩散的InGaAs/InP平面型红外探测器快速热退火研究
曹嘉晟, 李淘, 于一榛, 于春蕾, 杨波, 马英杰, 邵秀梅, 李雪, 龚海梅
Abstract:
系统研究了快速热退火对锌扩散的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器的影响。利用电化学电容电压和二次离子质谱技术分析了退火前后Zn和净受主的浓度分布,结果表明退火过程会影响杂质浓度,但不影响扩散深度。制备了不同退火条件的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器。器件测试反映,未退火的探测器在260~300K具有更低的器件电容和更高的激活能。通过暗电流成分拟合对器件暗电流机制进行分析,未退火器件表现出更低的肖克利-里德-霍尔产生复合电流和扩散电流,因而室温下未退火器件具有更高的峰值探测率。为了制备高性能低掺杂吸收层结构的平面型InGaAs探测器,快速热退火是不必要的工艺。
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基于自适应对比度增强的红外小目标检测网络
Abstract:
红外探测系统需要尽早发现目标以便及时拦截，但是红外图像上的小目标检测是一个挑战十足的任务。为了提高检测准确率，提出一种基于自适应对比度增强的红外小目标检测方法。为了利用自注意力机制和卷积各自的优势，设计了一个高效的特征提取网络和一个面向小目标的检测头。同时为了解决实际应用中出现的弱目标，在检测子网络前添加了一个图像预处理子网络，该模块可以自适应地调节图像对比度。在红外空中小目标数据集上的实验表明，提出的方法能达到93.76%的检测精度，与经典的检测方法相比，能够更好地平衡检测精度和召回率，证明了方法的巨大应用潜力。
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2001,20(3):184-188, DOI:
Abstract:
测量了几种不同处理的Cd1-xZnxTe(x=0.04)表面的傅里叶变换拉曼散射光谱和电流－电压（I－V）特性。通过分析拉曼光谱反Stokes分量，并与表面I－V特性进行比较，结果表明与表面处理相联系的晶格声子的行为反映了表面完整性的变化，Te沉淀是影响表面质量的关键因素，并对有关表面处理方法的实际应用进行了讨论。
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2002,21(3):175-179, DOI:
Abstract:
采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。
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2010,29(1):53-56, DOI:
Abstract:
研究了用近红外光谱法快速定性和定量检测纯牛奶中三聚氰胺.实验分别配制了两组不同三聚氰胺含量的纯牛奶样品,用于定性和定量分析.通过近红外光谱与聚类分析法相结合,可将含有和不含有三聚氰胺的牛奶样品有效分类;结合光谱预处理和波长选择及模型优化方法建立的检测三聚氰胺的近红外定量分析模型具有较好的稳定性和预测能力.结果表明,近红外光谱分析是一种快速、方便和环保的检测乳制品中三聚氰胺的新方法.
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2006,25(2):113-117, DOI:
Abstract:
粒子滤波（Particle Filter）是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效技术．提出了一种基于粒子滤波的红外目标稳健跟踪新方法．在粒子滤波理论框架下，红外目标的状态后验概率分布用加权随机样本集表示，通过这些随机样本的Bayesian迭代进化实现红外目标的跟踪．系统状态转移模型选择为简单的二阶自回归模型，并自适应地确定系统噪声方差．红外目标的描述利用目标区域的灰度分布，该灰度分布通过核概率密度估计建立．通过计算参考目标的灰度分布和目标样本的灰度分布之间的Bhattacharyya距离，建立系统观测概率模型．实验结果表明该方法是有效的和稳健的．
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2010,29(1):69-74, DOI:
Abstract:
近来出现的谱聚类算法在模式识别和图像分割中得到了广泛应用.与传统的聚类算法相比,谱聚类算法能在任意形状的样本空间上聚类且收敛于全局最优解.本研究从谱聚类和权核K-均值的等价性出发,基于图像的空间一致特性,提出了一种基于空间约束特性的谱聚类算法.该算法通过对加权核K-均值的目标函数加上空间一致约束项,利用近似逼近将目标函数最小化与谱聚类算法等价起来.仿真实验表明,此算法在图像分割中取得了比原始谱聚类算法更好的分割效果.
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2010,29(1):63-68, DOI:
Abstract:
提出了一种新的基于粒子群优化粒子滤波(PSOPF)的红外目标提取算法,将红外目标提取阈值的计算问题看作系统状态估计问题.在粒子滤波的框架下,建立了关于灰度—方差加权信息熵和像素点灰度值的阈值状态空间,建立了基于粒子群优化算法思想的系统状态转移模型,建立了基于红外目标提取效果评价函数的系统观测模型,它有效综合了红外图像中灰度、信息熵、梯度、像素点的空间位置等信息.最后,以粒子的加权平均估计目标提取的阈值.实验结果表明,该方法是有效且稳健的.
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2008,27(2):123-128, DOI:
Abstract:
多数传统分类算法应用于高光谱分类都存在运算速度慢、精度比较低和难以收敛等问题.本文从支持向量机基本理论出发建立了一个基于支持向量机的高光谱分类器,并用国产OMIS传感器获得的北京中关村地区高光谱遥感数据进行试验,分析比较了各种SVM核函数进行高光谱分类的精度,以及网格搜寻的方法来确定C和愕闹?结果表明SVM进行高光谱分类时候径向基核函数的分类精度最高,是分类的首选.并且与神经网络径向基分类算法以及常用的最小距离分类算法进行比较,分类的精度远远高于SVM分类算法进行分类的结果.SVM方法在高光谱遥感分类领域能得到广泛的应用.
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2008,27(3):227-233, DOI:
Abstract:
随着搭载干涉成像光谱仪HJY20-1-A的我国环境与减灾遥感卫星HJ-1A即将发射,我国干涉光谱成像研究也从实验室开始走向实用化.在干涉光谱成像过程中,切趾函数处理是干涉成像光谱仪光谱复原过程中的一个重要环节,对复原光谱的精度有着极其重要的影响.根据HJY20-1-A的参数设置,文中首先模拟了24种典型地物对应于HJY20-1-A和其它最大光程差设置的干涉成像光谱仪数据,在不同切趾函数作用下的复原光谱,结果表明Hanning函数是其中最有效、最为稳定的切趾函数,同时发现切趾函数的应用虽然可以提高复原光谱的精度,但与真实光谱仍存在一定差距,尤其对应HJY20-1-A,复原光谱的精度更加有限.在以上分析基础上,提出了基于仪器线型函数标准化的光谱复原改进算法,实验结果证实了该方法可以显著提高复原光谱精度,尤其适用于最大光程差较小的空间调制型干涉成像光谱仪.最后,就HJY20-1-A复原光谱对3种典型植被指数求解,进一步证明了该方法的有效性.
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2005,24(2):135-139, DOI:
Abstract:
在分析基于颜色直方图及信息熵进行图像检索的基础上，提出了一种改进的基于信息熵的图像检索算法，该方法同以往的基于信息熵的图像检索算法相比具有更强的鲁棒性．同时，文中又提出利用空间分布熵描述图像颜色的空间分布信息，并给出了一种基于图像信息熵与空间分布熵的彩色图像检索算法．试验结果表明，该方法效果良好，大大提高了图像检索的速度．
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吴翔, 裴志斌, 屈绍波, 徐卓, 张介秋, 马华, 王甲富, 王新华, 周航
2011,30(5):469-474, DOI:
Abstract:
提出了一种构建超材料带通频率选择表面的新方法，该方法通过调节单元结构的等效介电常数实现.金属丝阵列在等离子频率以下等效介电常数为负，产生传输禁带，在金属丝阵列中加入介电常数符合Lorentz模型的短金属线结构，可得到一维带通频率选择表面，理论分析和仿真计算充分验证了这种方法的可行性.基于这种方法，将一维超材料频率选择表面单元拓展设计为二维对称结构，实现了一种宽入射角、极化无关的频率选择表面，最后加工了两个样品对基于等效介质理论的频率选择表面设计方法进行了实验验证.这种设计方法不必考虑常规频率选择表面所涉及的复杂计算和多参数优化等问题，拓展了频率选择表面的设计思路，对于THz频段频率选择表面的设计，及多通带、可调、小型化频率选择表面都具有借鉴意义.
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2011,30(5):419-424, DOI:
Abstract:
以安全检查为背景，研究了近距离被动毫米波焦面阵成像的关键技术.其中包括采用基模高斯波束法结合几何光学法分析系统准光路；设计多波束宽角扫描透镜天线；提出一种新型结构的介质棒天线，该天线易于排成紧密阵列且能够为透镜提供良好的照射；研制工作于Ka频段的高灵敏度、小型化直接检波式辐射计等.给出了20通道被动毫米波焦面阵成像系统的实验结果，表明该系统可用于室内近距离探测人体隐匿物品.
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2010,29(2):150-151, DOI:
Abstract:
针对高光谱图像微小目标检测中严重的背景干扰问题，提出了一种基于背景残差数据的非线性异常检测算法。首先利用提取的背景光谱端元对图像各像元进行光谱解混，实现了目标信息和复杂背景信息的分离；接着将含有丰富目标信息的解混残差数据非线性映射到高维特征空间，可以充分挖掘高光谱图像波段间隐含的非线性信息，并在特征空间利用RX算子完成目标的检测，从而在抑制大概率背景信息的基础上有效地利用了高光谱图像波段间的非线性统计特性。为了验证算法的有效性，利用真实的AVIRIS数据进行了实验研究，并与经典RX算法、未抑制背景的特征空间核RX算法的检测结果相比较，结果表明基于背景残差数据的检测算法具有良好的检测性能和较低的虚警，而且运算复杂度较低。
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2011,30(5):412-414, DOI:
Abstract:
通过变面积Si基HgCdTe器件变温I-V测试和暗电流特性拟合分析，研究了不同偏压下n-on-p 型Si基HgCdTe光伏器件的暗电流成分与Si基HgCdTe材料少子扩散长度和少子寿命随温度的变化规律.在液氮温度下，随着反向偏压的增大器件的表面漏电流在暗电流中所占比重逐渐增加.在零偏压下，当温度低于200 K时材料的少子扩散长度随温度的升高而变大，而高于200 K时材料的少子扩散长度随温度的降低逐渐减小.将汞空位掺杂的p型Si基HgCdTe材料少子寿命的变温曲线与常规衬底材料的少子寿命变温曲线进行比较，发现Si基HgCdTe材料少子寿命接近常规衬底外延薄膜材料水平.
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2005,24(2):109-113, DOI:
Abstract:
为了在抑制噪声时尽可能保留图像边缘信息，提出一种自适应各向异性高斯滤波器设计方法．该方法由独立强度传播(IDS)模型决定滤波器的长轴尺度，由像素的邻域平滑度决定长短轴的比例，然后根据该处的灰度梯度方向自适应决定各向异性滤波器的长轴方向．仿真实验表明，提出的自适应各向异性滤波器具有很强的噪声抑制和边缘保持能力．
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2004,23(4):313-316, DOI:
Abstract:
用射频(RF)溅射法在镀LaNiO3(LNO)底电极的Si片上沉积PbZr0.52 Ti0.48 O3(PZT)铁电薄膜，沉积过程中基底温度为370℃，然后在大气环境中对沉积的PZT薄膜样品进行快速热退火处理(650℃，5min)．用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)测量其组分，X射线衍射(XRD)分析PZT薄膜的结晶结构和取向，扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜的表面形貌和微结果，RT66A标准铁电综合测试系统分析Pt／PZT／LNO电容器的铁电与介电特性，结果表明，PZT薄膜的组分、结构和性能都与溅射沉积功率有关．
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2015,34(4):452-459, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2015.04.013
Abstract:
分析了毫米波SAR高分辨成像的基本原理, 阐述了毫米波SAR的优点, 并结合目前国际上典型的毫米波SAR系统, 综述了毫米波SAR技术与系统的发展状况, 讨论了毫米波SAR的应用前景、存在的问题以及未来的发展趋势.
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李宏宁, 白廷柱, 曹峰梅, 马帅, 许凯达, 杨卫平, 冯洁
2010,29(1):57-62, DOI:
Abstract:
结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.
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2016,35(5):600-609, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2016.05.015
Abstract:
传统的火点检测算法通常利用高温地物在中红外波段或热红外波段的高发射率特性来提取火点, 然而受制于影像空间分辨率的限制如MODIS、AVHRR等, 使得很多小规模火情现象被漏检.研究发现短波红外数据也同样能被用于高温地物的识别和检测, 并且相较于热红外波段数据对低温和高温地物的区分度更大, 在精确识别和定位高温目标方面更加准确.文章利用空间分辨率为30米的Landsat-8 OLI传感器数据, 根据高温火点在近红外及短波红外波段的波谱特性, 利用改进的归一化燃烧指数(NBRS)结果自适应地确定阈值来提取疑似火点, 然后再利用高温火点在短波红外的峰值关系进行误检点剔除, 从而得到最终的火点产品.提出的算法能检测到所占像元面积10%左右的火点, 并能够有效地排除云层及建筑物的干扰, 在保证较低漏检率的同时还能达到90%左右的准确率, 相比于传统算法的火点提取精度有很大的提高.
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2007,26(3):213-216221, DOI:
Abstract:
时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块,该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200ms,测时分辨率最高可达125ps,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.
