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白治中, 黄敏, 徐志成, 周易, 梁钊铭, 姚华城, 陈洪雷, 丁瑞军, 陈建新
2024,43(4):437-441, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.001
Abstract:
本文报道了1 280×1 024元InAs /GaSb II 类超晶格中/中波双色红外焦平面阵列探测器的研究结果。探测器采用PN-NP叠层双色外延结构，信号提取采用叠层双色结构和顺序读出方式。运用分子束外延技术在GaSb 衬底上生长超晶格材料，双波段红外吸收区的超晶格周期结构分别为中波1：6 ML InAs /7 ML GaSb和中波2：9 ML InAs /7 ML GaSb。焦平面阵列像元中心距为12 μm。在80 K 时测试，器件双波段的工作谱段为中波1：3~4 μm，中波2：3.8~5.2 μm。中波1器件平均峰值探测率达到6.32×1011 cm·Hz1/2W-1，中波2器件平均峰值探测率达到2.84×1011 cm·Hz1/2W-1。红外焦平面偏压调节成像测试得到清晰的双波段成像。本文是国内首次报道1 280×1 024规模InAs/GaSb II类超晶格中/中波双色红外焦平面探测器。
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程如敏, 孙嘉浩, 吴加贵, 郭登极, 许佼, 杨俊波, 闫培光
2024,43(4):442-449, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.002
Abstract:
本文研究了氮化硅微腔在2 μm波段的光学频率梳产生。通过几何设计对氮化硅波导进行色散调控，选取合适的总线波导尺寸，从热吸收理论出发，讨论氮化硅微腔不同调制频率下的热折射噪声。以非线性薛定谔方程为基础模型，研究不同色散作用下的腔体演变过程。数值结果表明，氮化硅在2 μm波段能够更清晰地观察系统的滞后状态转变，即系统向稳定域转变过程的弛豫振荡现象，同时在高阶色散的作用下，腔体能够更快地向稳态孤子转变，这为研究呼吸孤子提供了方案。
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单一凡, 吴东海, 谢若愚, 周文广, 常发冉, 李农, 王国伟, 蒋洞微, 郝宏玥, 徐应强, 牛智川
2024,43(4):450-456, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.003
Abstract:
InAs/InAsSb II类超晶格避免了InAs/GaSb II类超晶格中与Ga原子相关的缺陷复合中心，具有更高的少数载流子寿命，在高工作温度中波红外探测器制备方面有着良好的应用前景。少数载流子单极势垒结构通常被用来抑制探测器暗电流，如nBn结构探测器。在InAs/InAsSb II类超晶格nBn中波红外光电探测器中，势垒层常采用AlAsSb等多元合金材料，阻挡多数载流子的输运。然而，势垒层与吸收层存在的价带偏移（VBO）使得光电流往往需要在大偏压下饱和，从而增大了探测器暗电流。本文设计了一种AlAsSb/InAsSb超晶格势垒，旨在消除VBO并降低量子效率对偏压的依赖性。研究结果显示，150 K下，设计制备的nBn光电探测器的50%截止波长为4.5 μm，探测器光响应在-50 mV的小反向偏压下达到了饱和，3.82 μm处的峰值响应度为1.82 A/W，对应量子效率为58.8%。在150 K和-50 mV偏压下，探测器的暗电流密度为2.01×10-5 A/cm2，计算得到在3.82 μm的峰值探测率为6.47×1011 cm·Hz1/2/W。
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2024,43(4):457-463, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.004
Abstract:
在近红外领域，已经利用片上波导和谐振器实现了分子的光谱检测。然而在中红外波段，许多传感器仍使用芯片外光源和探测器，这限制了化学传感芯片的集成度和灵敏度。本文设计了一种 InAs/GaAsSb 超晶格中红外波导集成探测器，采用 GaAsSb 作为中红外波导，波导层和 InAs/GaAsSb 超晶格吸收层之间采用倏逝波耦合方式，可以实现低损耗和高响应度的中红外光探测。对器件的光电特性进行了模拟，着重分析了 InAs/GaAsSb 超晶格光电探测器与 GaAsSb 波导集成的影响因素，得到了吸收区的最优厚度和长度。当吸收区的厚度为0.3 μm、长度为50 μm时，噪声等效功率最低，量子效率可以达到68.9%。基于Ⅲ-Ⅴ族材料的波导探测器更容易集成中红外光源，实现中红外的片上集成光电检测芯片。
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彭红玲, 卫家奇, 宋春旭, 王天财, 曹澎, 陈剑, 邓杰, ZHUANG Qian-Dong, 郑婉华
2024,43(4):464-471, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.005
Abstract:
本文基于目前对宽波段探测器的应用需求，设计了一种在250~1 100 nm范围有较高响应的硅雪崩光电探测器（Si APD），不需要拼接即可实现紫外-可见-近红外波段光的高效探测。分别对硅的紫外增强和（近）红外增强进行了分析，在此基础上，为获得宽波段响应Si APD，对器件结构进行模拟设计，采用光背入射等方式，提高短波吸收，同时保证近红外吸收。模拟优化的Si APD器件峰值波长940 nm左右，在250 nm和1 100 nm处响应光电流均超过峰值的15%，这种结构的器件适用于多光谱及未来高精度探测等应用领域。
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张健, 常超, 李红福, 石玉娜, 殷瀚翔, 李艳辉, 岳彪, 王海澎, 闫常善, 戴欣冉, 邓功荣, 孔金丞, 赵鹏, 赵俊
2024,43(4):472-478, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.006
Abstract:
在GaSb衬底上外延生长晶格匹配的XBn结构InAsSb具有高晶体质量，在高工作温度（HOT）下能够实现极低的暗电流。该结构具有优越的性能，在阻挡多数载流子的同时，不影响空穴传输。为了进一步探索XBn单极势垒结构的能带和载流子输运机理，系统地研究了掺杂对PBn结构InAsSb光电探测器的暗电流、光电流和隧穿特性的影响。制备了三个高质量InAsSb样品，吸收层（AL）均为非故意掺杂（UID），对接触层（CL）和势垒层（BL）进行不同浓度的p型掺杂。随着CL中p型掺杂浓度的增加，器件的开启偏压变大，而BL中的p型掺杂会导致隧穿效应发生在更低的偏置电压下。对于BL非故意掺杂的样品，表现出极低的暗电流，仅为5×10-6 A/cm2。该样品的器件光电流特性可以通过背靠背二极管模型拟合，揭示了BL两侧存在两个反向的空间电荷区。
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陈泽基, 黄佑文, 浦恩祥, 肖徽山, 徐世春, 秦强, 孔金丞
2024,43(4):479-489, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.007
Abstract:
本文提出了一种中波640×512（25 μm）的碲镉汞偏振焦平面阵列。从线栅结构优化和串扰抑制的层面，对微偏振片阵列进行了精心设计；探索了一种低损伤的片上制备工艺，经验证，该工艺与碲镉汞器件兼容良好。在完成微偏振片阵列的片上集成后，NETD仍能保持在9.5 mK以下。进一步地，为揭示主导消光比的潜在作用机制，设计了特殊的微偏振片阵列排布方式，从实验上证明了串扰效应是影响消光比的主要来源。将像元边缘的遮挡区域扩展至4 μm宽，能够将来自相邻像元的串扰率有效降低至大约2%，并实现在17.32~27.41之间的优良消光比。
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2024,43(4):490-496, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.008
Abstract:
基于主成分分析和聚类方法提出了一种碲镉汞晶片参数筛选方法，建立了对碲镉汞晶片参数进行筛选的数据模型，模型中通过对初始晶片数据进行清洗和分析，利用主成分分析（PCA）降维法和基于密度的聚类算法（DBSCAN），确定了晶片数据中最密集的区域。同时利用流片后得到高性能芯片的优质碲镉汞晶片参数拟合边界椭圆曲线，并将其作为优质晶片的判断标准，能够根据输入的晶片电学和光学参数生成晶片评级，得到了大于90%的覆盖率。
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马源, 林羽喆, 万晨杨, 王紫纤, 周旭彦, 张锦川, 刘峰奇, 郑婉华
2024,43(4):497-502, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.009
Abstract:
通过研究和优化长波红外量子级联激光器（LWIR QCLs）的光学腔面增透（AR）膜，可提高器件的输出性能。与Al2O3膜系相比，Y2O3 AR膜表现出更高的腔面光学灾变（COMD）水平，两种膜系的光学腔面镀膜均无光束转向效应。对激射波长为8.5 μm的3 mm腔长、9.5 μm脊宽掩埋异质结（BH）LWIR QCL使用Y2O3膜系的金属高反（HR）膜和反射率约0.2%的AR膜，在298 K下获得了2.19 W的最高脉冲峰值功率，较未镀膜器件提高149%。对于连续波（CW）操作，通过优化Y2O3 AR膜的反射率，最高输出功率达到0.73 W，较未镀膜器件提高91%。
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鲁钝, 傅文杰, Mikhail Glyavin, 唐相伟, 胡旻, 刘盛纲
2024,43(4):503-519, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.010
Abstract:
微波功率应用是一种直接利用微波的功率和能量与物质互作用的应用。近年来，随着毫米波功率源技术的发展，微波功率应用逐渐向毫米波频段发展。由于毫米波波长较短，在功率应用中展现出诸多独特特性，并发展出一系列独特应用。本文对毫米波在物理科学、材料科学、生物医学等领域的研究工作进行了评述，主要包括聚变等离子体加热与诊断、材料加工与分析、生物效应应用等，对目前研究和发展中的主要瓶颈问题进行了介绍，并对未来发展进行了展望。
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2024,43(4):520-525, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.011
Abstract:
本文通过分析耗尽型GaN器件kink效应，基于ASM-HEMT提出了一种改进模型。该模型考虑到漏源电压、栅源电压与kink效应的关系，不仅能够准确模拟电流崩塌和kink效应发生时的漏源电流趋势，而且精准拟合了不同栅源电压下kink效应发生时对应的漏源电压值Vds-k，表明改进模型能够准确表征GaN器件在整个工作电压范围内的直流特性，拟合误差在3%以内。为了验证改进模型的精确度，利用ADS负载牵引仿真电路进行了模型仿真，仿真结果显示，改进模型最佳效率匹配时的功率附加效率精确度比原始ASM-HEMT模型提高了4%。
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2024,43(4):526-532, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.012
Abstract:
针对侧栅结构高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistors， HEMTs）太赫兹探测器，构建了器件的直流输运和太赫兹探测的物理模型。运用自对准工艺，成功制备了形态良好、接触可靠的侧栅结构，有效地解决了器件双侧栅与台面间的接触问题，最终获得了不同栅宽（200 nm、800 nm和1 400 nm）的侧栅GaN/AlGaN HEMT太赫兹探测器。通过直流测试表征发现，不同器件的栅宽与其阈值电压之间呈现出明显的线性关系，验证了侧栅结构HEMT太赫兹探测器的直流输运模型。上述结果为完整的侧栅HEMT太赫兹探测器的理论模型提供了实验验证和指导，为侧栅HEMT太赫兹探测器的发展提供了重要支持。
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刘晟, 沈圆杰, 侯广宁, 查志鹏, 朱怡臻, 余烁颖, 张擎天, 赵强, 刘少华, 敬承斌, 褚君浩
2024,43(4):533-540, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.013
Abstract:
等离子体处理ABS管提升了ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导的性能。胶带法测试结果表明，等离子体处理后，银镀层的附着力由5级提升至2级。等离子体处理后的ABS管内表面银层的均匀性和致密度更高，高质量的银层有利于降低波导的损耗。未经等离子体处理的4.2 mm内径的ABS/Ag镀层空芯波导在0.3 THz和0.1 THz时的直线损耗分别为0.72 dB/m和1.47 dB/m，等离子体处理后其损耗分别降至0.70 dB/m和1.44 dB/m，且波导能够在冷热环境中稳定传输太赫兹波。等离子体处理后的样品在超过200小时的湿热老化和16次的高低温循环老化试验后直线损耗升高小于0.1 dB/m，而未经等离子体处理的样品的损耗升高大于1 dB/m。研究结果表明，等离子体处理后的ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导损耗更低、传输可靠性更高、耐老化性更好，可用于构建下一代通信、传感及太赫兹成像系统等。
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2024,43(4):541-550, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.014
Abstract:
太赫兹成像技术受辐射源和探测器性能限制，在细节分辨能力、成像速度和噪声抑制等方面仍有进一步改进的空间。本文提出一种基于空间曲线填充的太赫兹图像超分辨算法，采用视觉自注意力（Vision Transformer， ViT）结构主干网络，通过注意力机制进行太赫兹图像特征提取；构建希尔伯特空间曲线，根据特征图按曲线填充的方式进行图像重建，并用轻量化的一维卷积处理重建图像特征，对重建图进行逆变换恢复图像空间结构；最终通过像素重组实现上采样，得到物体轮廓和细节增强的输出图像。实验表明，相较常规ViT结构，本文方法图像峰值信噪比（PSNR）提高0.81 dB，结构相似度（SSIM）提高0.007 4，有效抑制了噪声对图像纹理的影响，获得了分辨能力显著提高的结果图像，证明了太赫兹图像超分辨处理技术的可行性及其恢复图像细节、提高图像质量的能力。
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2024,43(4):551-556, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.015
Abstract:
光电导天线是太赫兹时域光谱系统中普遍使用的宽带太赫兹辐射源，天线衬底材料对其辐射太赫兹波特性至关重要。目前广泛使用的光电导天线材料是第二代半导体材料GaAs，而第三代半导体材料具有更大的禁带宽度，对提高天线辐射太赫兹波的功率更有利。本文利用大孔径光电导天线的电流瞬冲模型，对常用光电导天线材料（SI-GaAs、LT-GaAs）和未来有望应用于光电导天线的第三代半导体材料（ZnSe、GaN、SiC）辐射太赫兹波的特性进行了仿真研究，结果表明在相同偏置电场和各自最高光通量触发下，LT-GaAs天线辐射太赫兹波的幅值最高、频谱最宽；第三代半导体材料制备的天线可以承受更高的偏置电场，在各自的最大偏置电场下辐射太赫兹波的强度远远大于GaAs天线。本工作对研制新型的第三代半导体光电导天线提供了理论指导。
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2024,43(4):557-562, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.016
Abstract:
在长腔边发射二极管激光器中，纵向空间烧孔（LSHB）、双光子吸收（TPA）和自由载流子吸收（FCA）是影响高注入电流下输出功率线性增长的关键因素。针对1.06 μm长腔半导体激光器，通过将TPA和FCA损耗与一维速率方程相结合，提出一种简化数值分析模型。系统分析了LSHB、TPA和FCA对输出特性的影响，并提出可以通过调整前腔面反射率和量子阱（QW）在波导层中的位置来提高前腔面输出功率。
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2024,43(4):563-571, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.017
Abstract:
本文针对无人机空中目标探测系统的空间限制，提出了一种多光束可分路扫描式被动调Q微片阵列全固态激光器的方案，采用六管芯半导体激光器阵列端面紧凑泵浦长条状的Nd：YAG/Cr4+：YAG键合晶体，在每一路1.6 W的泵浦功率下，产生了6路波长为1 064.4 nm、脉冲宽度为2.4 ns、光束质量为1.39、峰值功率为3.75 kW、重复频率可达22 kHz的输出激光，整个系统的体积仅为2 cm×2 cm×1.5 cm，实现了6路激光同时输出。研究了调Q晶体的初始透过率和输出镜反射率对激光脉冲重复频率和峰值功率的影响机制，重点对泵浦源激光器管芯的出光一致性问题做了深入探讨，通过实验验证了使用一个激光键合晶体产生多路纳秒级窄脉冲激光束的可行性。研究结果以小型化结构实现了被动调Q全固态激光器的多光束出射，对实现激光探测系统光源的小型化和集成化有借鉴意义。
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2024,43(4):572-581, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.018
Abstract:
文章提出了一种改进的极化合成孔径雷达（PolSAR）数据多元散射能量分解方法。改进后的分解方法包括两个不同的步骤。首先，利用相干矩阵的特征向量对散射模型进行修正；其次，利用目标的熵和各向异性来提高体散射能量。该算法在保持城市区域中较高的二次反射散射能量的前提下，有效地提高了植被区域的体散射能量。利用真实的数据验证了该方法的有效性，将原始相干矩阵分解得到的散射能量和方向角补偿后相干矩阵分解的散射能量与三种已有的分解算法进行了对比。实验结果表明，文章提出的分解方法能够更有效地表示不同地物极化SAR数据集的散射能量。
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2024,43(4):582-587, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2024.04.019
Abstract:
红外小目标检测是红外图像处理中的一项常见任务。在计算资源受限的条件下，传统的红外小目标检测方法面临着检测率和检测精度的平衡问题。本文针对 YOLOv5s 模型提出了一种在资源受限条件下快速红外小目标检测方法，该方法增加了一个小目标检测头，并用Normalized Wasserstein Distance（NWD）度量取代了原来的Intersection over Union（IoU）度量，同时考虑了红外小目标的检测精度和检测速率。实验结果表明，改进后的算法在 15 W TPU 上实现了最大 95 FPS 的红外小目标有效检测速度，同时达到了最大 91.9 AP@0.5 的检测精度，有效提高了资源受限条件下的红外小目标检测效率。
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2024年第43卷第4期
红外材料与器件
太赫兹与毫米波技术
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:
在亚纳米碳纳米管中，水表现出独特的动力学特性，在红外光谱的高频区域，水分子内部氧-氢（O-H）键的伸缩振动与其氢键网络密切相关。因此，深入分析这两者间的关系至关重要。本文通过分子动力学模拟，研究了（6， 6） 单壁碳纳米管（SWNT）中一维受限水（One-Dimensional Confined Water，1DCW）与体相水（Bulk water，BW）的O-H键伸缩振动的红外光谱及其运动特性，结果表明，1DCW中两个O-H键的伸缩振动在红外光谱中展现出不同的吸收峰频率。而BW的O-H键都呈现两个相同的主频率峰。进一步使用弹簧谐振子模型分析揭示，O-H键伸缩幅度的差异是导致其振动频率变化的主要因素，伸缩幅度增加导致弹簧刚性降低，进而振动频率降低。更深入的研究发现，水分子间的氢键相互作用是O-H键伸缩幅度增加和振动频率降低的根本原因。最后，通过分析H原子的运动轨迹，清楚地揭示了1DCW和BW之间的动态差异。这些发现为理解纳米尺度下水分子行为提供了新视角，并对推动红外光谱探测技术的发展具有重要意义。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
行人重识别是从多个数据源中检索出指定目标的任务。红外（IR）和可见光（VIS）的图像差距较大，可见光和红外图像跨模态检索是主要挑战之一。为了能在弱光或夜间也具备相同的检索能力，需要结合红外图像的跨模态模型实现判断。 本文提出一个通过人体关键点引导注意力的新方法，通过关键点引导将全局特征拆分为局部特征，再用生成的局部掩码重新训练原模型，强化对不同局部信息的注意力。使用这个方法，模型可以更好地理解和利用图像中的关键部位，从而提升行人重识别任务的准确率。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
光斑质心定位的准确度对系统跟踪精度和激光链路搭建的稳定性有重要影响。在卫星激光通信系统中，采用短波红外波段作为信标光可以降低大气吸收，减少信号衰减。然而，短波红外图像中存在较强的非均匀性和盲元，这使得图像失真从而导致光斑质心定位精度下降。因此，短波红外图像光斑质心高精度定位具有重要的研究意义。提出了一种短波红外高精度光斑质心定位模型，对短波红外图像的非均匀性和盲元进行了校正，并量化了二者造成的定位误差；进一步基于模型进行了定位误差仿真，使用最新的640×512面阵InGaAs短波红外探测器，设计了用于卫星激光通信的新型光斑质心定位载荷。实验结果表明矫正后的图像非均匀性由7%降到0.6%，盲元剔除率达到100%，帧频可达2000Hz，光斑质心定位精度高达0.1像素点，实现了高帧频短波红外图像的高精度光斑质心定位。
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马秋静, 段微波, 于天燕, 李大琪, 余德明, 刘保剑, 庄秋慧, 刘定权
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
研究了沉积方式及氟化钙（CaF2）的掺杂对氟化镱（YbF3）薄膜材料光学和理化特性的影响。分别使用电子束蒸发工艺和电阻蒸发工艺，制备了纯YbF3薄膜及掺杂不同比例CaF2的YbF3薄膜，通过光谱测量、应力测量、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）等测试方式对单层膜样品进行了表征，并使用经典洛伦兹谐振子色散模型对其进行光学常数拟合。结果表明，在采用电子束蒸发工艺、CaF2掺杂比例为1%的条件下，获得了光学和理化性能较好的单层膜。在该条件下，设计和制备了长波红外减反射膜系，并对其进行了光谱表征和可靠性测试，结果表明其在长波红外区的透过率达到99%以上，可靠性达到空间红外光学薄膜相关标准要求。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
本文研究了Sb/In比对200 nm InAsxSb1-x薄膜传输特性和晶体质量的影响。通过对称（004）扫描和非对称（115）扫描的HRXRD计算了所有样品中InAsxSb1-x薄膜的Sb含量。计算结果表明，在Sb/In比为6和As/In比为3的条件下生长的InAsxSb1-x薄膜中，Sb组分为0.6。InAsxSb1-x薄膜在室温下测得的最高电子迁移率为28560 cm2/V·s。同时，本文还研究了Sb/In比和As/In比对Al0.2In0.8Sb/InAsxSb1-x量子阱异质结的输运性质和晶体质量的影响。结果显示，在Sb/In比为6和As/In比为3的条件下生长的沟道厚度为30 nm的Al0.2In0.8Sb/InAs0.4Sb0.6量子阱异质结的最高电子迁移率为28300 cm2/V·s，最小表面粗糙度为0.68 nm。通过优化生长条件，我们的样品具有更好的晶体质量和更光滑的表面形貌。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
近红外飞秒激光诱导铁电畴反转技术是三维非线性光子晶体制备领域的重要手段，基于其制备的样品已在光学频率变换和非线性波前整形领域取得了一系列重要研究成果。目前，已报道的激光诱导铁电畴反转过程均在常温下进行，然而铁电体在升温时会逐步趋近居里点，其矫顽场等与铁电畴反转特性相关的物理性质均会随温度升高而发生改变，但目前关于温度对飞秒激光诱导铁电畴反转过程的影响规律尚不明确。本文选取居里温度约70℃的铌酸锶钡铁电晶体作为加工基质，在温度25-65℃下利用近红外飞秒激光诱导了反转铁电畴结构，通过观测结构的二次谐波光场分布推测铁电畴反转情况，获得了不同温度下畴反转所需的激光阈值功率，并对影响规律的产生原因进行了推测。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
光子计数激光雷达采用单光子探测器，受背景环境、目标特征和仪器性能等因素的影响，在记录目标散射/反射回波信号的同时还记录了大量的背景噪声。为实现海量光子点云中地物信号光子的高精准识别，本文提出利用两级体素的光子点云自适应降噪方法，包括：1）利用光子点云的空间分布特征构建大尺度的体素，结合体素的密度属性筛选包含密集信号光子点云的体素，实现光子点云的粗降噪；2）基于最近邻距离建立粗降噪后光子点云的小尺度体素，并利用拓扑关系进一步提取聚集于地物表面的信号光子。以Ice， Cloud and land Elevation Satellite-2/Advanced Topographic Laser Altimeter System（ICESat-2/ATLAS）获取白昼与夜晚光子点云的ATL03级数据为实验数据，将提出方法与改进Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise（DBSCAN）、改进Ordering points to identify the clustering structure（OPTICS）以及ATL08级数据产品进行比较分析。结果表明，该方法具有最优的性能表现，其平均精度（P）、召回率（R）和F1分数（F1）分别达到0.98、0.97和0.98。
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龚航, 周福贵, 封瑞泽, 冯识谕, 刘桐, 史敬元, 苏永波, 金智
DOI:
Abstract:
在这项工作中，我们研究了整个小凹槽偏移对 InP 高电子迁移率晶体管(HEMT)的直流和射频特性的影响。 Lg=80nm HEMT采用双凹栅极工艺制造。 我们重点关注它们的直流和射频响应，包括最大跨导(gm,max)、导通电阻(RON)、电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)。这些设备具有几乎相同的RON。随着整个小凹槽向源移动，gm,max会提高。然而，尽管整个小栅极凹槽向漏极移动会导致较小gm,max，但较小的栅源电容(Cgs)和较小的漏极输出电导(gds)会导致最大的fT。根据小信号建模，整个小凹槽朝向漏极的器件表现出优异的射频特性，例如fT=372 GHz和fmax=394 GHz。这一结果是通过注意调整电阻和电容寄生效应来实现的，这些寄生效应在高频响应中起着关键作用。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
针对合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）图像中属性散射中心模型（Attributed Scattering Center Model，ASCM）参数估计复杂度高的问题，提出了一种融合图像域信息的稀疏表示参数估计方法。首先，利用改进的分水岭算法将不同区域的散射中心进行分割。然后，基于分割结果，将频率域稀疏表示字典进行解耦拆分，提出序列化正交匹配追踪（Serialized Orthogonal Matching Pursuit，SOMP）进行散射中心参数估计，从而降低算法复杂度。结合仿真数据和MSTAR实测数据，验证了该方法参数提取的有效性和效率，并分析了理论复杂度优化情况。结果表明，该方法可以在和普通的正交匹配追踪算法取得相近的结果的前提下，较大程度地减小算法的时间和空间复杂度，可用于对SAR图像的高效属性散射中心参数提取。
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Abstract:
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达，但在成像过程中，合成孔径雷达易受到有意和无意的干扰，导致图像质量的严重下降，其中最常见是射频干扰。为了解决上述问题，众多算法被提出，虽然图像修复已经取得了优秀的结果，但是其泛化能力未知，以及在跨传感器实验中它是否仍然有效仍需要进一步验证。通过在时频域上对干扰信号分析，本工作发现射频干扰在不同传感器之间具有域不变的特征。因此，本工作重构了损失函数，并提取域不变特征，用以改善网络的泛化能力。最终，本工作提出了一种基于域不变特征的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，并将射频抑制网络嵌入到合成孔径雷达的成像过程中。所提方法与传统的陷波滤波方法相比，不仅能够消除干扰，还能有效保留强散射目标。同时与PISNet相比，所提方法可以提取域不变特征，具有更好的泛化能力，即使在跨传感器实验中，仍然可以取得优秀的结果。在跨传感器实验中，训练数据和测试数据来自不同的雷达平台，具备不同的雷达参数，因此，跨传感器实验可以为模型的泛化能力提供证明。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
为避免现有多帧红外弱小目标检测算法在显式对齐多帧特征时产生的估计误差累积，并缓解网络降采样导致的目标特征丢失，提出了一种渐进时空特征融合网络，采用渐进时序特征累积模块隐式地聚合多帧信息，并利用多尺度空间特征融合模块增强浅层细节特征与深层语义特征之间的交互。针对多帧红外弱小目标数据集稀缺的现状，构建了一个高度真实的半仿真数据集。与主流算法相比，提出的算法在所提出数据集和公开数据集上的检测概率分别提升了4.69%与4.22%。
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张猛, 杨希, 郭嘉伟, 蔡和, 吴芯洋, 韩聚洪, 王顺艳, 王浟
DOI:
Abstract:
LD直接泵浦固体激光器具有原理简单、体积小和结构紧凑等优点，该结构用于实现3~5 μm波段的中红外激光输出时具备较大优势。然而，相较于常规近红外LD泵浦的固态激光器，LD直接泵浦中波红外固体激光器存在着较大的量子缺陷，可能导致较大的热损伤并限制其功率的进一步提升。为解决这一问题，本文提出了减小晶体比表面积和改善晶体结构释放热能的方法，并确定了氟化钇钡激光晶体（Ho3+：BY2F8）的最佳长度。通过COMSOL软件进行了热力学仿真模拟，研究了不同长度激光晶体的冷却结构。实验结果显示，采用长度略短于冷却器的激光晶体可以提高输出功率并较大缓解激光晶体内部的热应力。实验表明，在泵浦重复频率为15 Hz、脉冲宽度为90 μs时，在激光器输出波长约为3.9 μm时的单脉冲能量为7.28 mJ，此值约为长度为10 mm晶体输出能量的3倍。这一研究结果为未来构建实用化的中波红外激光器铺平了道路。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
本文基于GaAs平面肖特基二极管工艺，采用反向并联二极管对的平衡结构，实现了W波段宽带三倍频器芯片。采用有限元法和等效电路法联合的方式，建立10~280GHz频率范围的平面肖特基二极管的精确等效电路模型。采用非线性谐波平衡联合仿真方法，实现了W波段倍频器的最优化设计。在片测试结果表明，在17dBm的驱动功率下，倍频损耗小于15dB，最大倍频效率6.7%，芯片尺寸0.80mm×0.65mm ×0.05mm。
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张星宇, 朱首正, 周天舒, 亓洪兴, 王建宇, 李春来, 刘世界
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Abstract:
基于压缩感知理论的编码孔径快照式光谱成像系统可以看作编码器，高效获取压缩后的二维光谱数据，再通过深度神经网络解码为三维光谱数据。然而，深度神经网络的训练需大量难以获得的干净数据。针对深度神经网络训练数据不足的问题，提出一种基于邻域采样思想的自监督高光谱去噪神经网络，并将其嵌入到深度即插即用框架中，最终实现自监督光谱重建，并验证不同噪声退化模型对最终重建质量的影响。实验表明，在不需要干净数据作为标签的情况下，自监督学习方法相较有监督学习方法的平均峰值信噪比提升1.18dB，结构相似度提升0.009，且获得了更优的视觉重建效果。
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Abstract:
本工作提出了一种新的薄膜厚度检测方法，该多波长方法显著地降低了膜厚检测对于宽光谱数据的需要。不同于需要几百个光谱数据点的传统技术，多波长方法在仅采用10个波长下的数据点的情况下即可实现精确的膜厚测量。这一创新不仅简化了光谱测量分析的过程，同时也使得工业化镀膜产线上实时的膜厚准确检测成为可能。该方法能够在使用少量数据的情况下有效地恢复和拟合可见波段光谱（400-800 nm），同时能够很好地将膜厚检测误差保持在7.1%以内。这一进展为许多工业应用中更加实用而高效的薄膜厚度检测技术奠定了基础。
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Abstract:
本文介绍了一种具有低成本高效益的化学方法，通过将辛烷（C8H18）和十二烷（C12H26）两种类型的烷烃基团分别嫁接到MXene表面，实现对薄片的弯曲形变，从而增强了中波长的红外吸光度。烷烃的链长超过表面官能团Tx（=O、-OH、-F）的键长，从而将片内应力和片间应力作用到Ti3C2Tx MXene薄片表面。电子显微镜和原子力显微镜测试表明，薄片有明显的边缘褶皱和拉伸/压缩变形。薄片终端的烷烃将Ti3C2Tx Mxene从2.5 μm到4.5 μm波长的中波红外区域的吸光度从略高于50%，提高到99%以上。这种吸收增强归因于Ti3C2Tx MXene红外反射率的降低。C-H键骨架振动覆盖了上述区域，并部分降低了表面反射率。同时，由于边缘褶皱和拉伸/压缩导致的薄片变形增加了比表面积，从而增加了吸收。此结果对于中波红外伪装技术具有应用价值。
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DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
发射率作为表征物体辐射特性的关键参量，其准确测量对于高温目标识别、材料改性表征、金属冶炼过程调控等领域具有重要价值。多光谱辐射法测量发射率因其非接触和测量速度快等优势而成为研究热点，其测量精度由欠定方程组的求解精度决定。目前对欠定方程组求解精度的研究主要关注方程求解算法误差，忽略了光谱仪自身的测量误差，导致未能合理地控制系统误差。本文基于适用范围广、测量精度高的缓变假设，通过模拟不同条件下光谱通道数和信噪比对发射率测量误差的影响，确定了相应条件下光谱仪的参数配置，并对发射率测量效果进行实验验证。实验结果表明，使用基于缓变假设的多光谱辐射法，为使黑体发射率测量误差小于1%，光谱仪的光谱通道数应不小于400，信噪比不低于1000；对发射率变化复杂的目标而言，为使测量误差小于1%，应至少具有1000个光谱通道数及1200以上的信噪比。综合考虑算法误差和光谱仪参数匹配关系，是合理控制系统误差的关键，可以获得更精确的发射率测量结果，这为多光谱辐射法精确测量发射率的应用提供了新的依据和解决方案，对于高温目标的准确识别和相关领域的应用具有重要意义。
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李雪楠, 赵增月, 郁菲茏, 陈金, 李冠海, 李志锋, 陈效双
DOI:
Abstract:
超表面为电磁波的动态调控提供了一个强大平台。超表面与相变材料的结合促进了多功能器件的产生，其基于非晶态和晶态之间转换展示了多种可调的功能。然而，可调状态的内在限制增加了对超器件多路复用的通道约束。这里，本文介绍了一种通过对编码相变超单元进行二级调控实现多功能超器件的新方法，利用相变材料Ge2Sb2Se4Te1（GSST）和高折射率液体二碘甲烷（CH2I2）实现了对电磁波调控的精确控制。本文设计的超表面由GSST的相态控制可调功能的开启和关闭，当可调功能开启时，微纳孔洞中液体的存在与否决定了偏折的角度。另外，本文提出的可调编码超表面在宽波谱展现了良好的鲁棒性。与高折射率液体结合拓展了超器件的调控维度，使器件能在不同比特编码间实现动态切换。基于相变材料的二级可调超器件为多功能的动态调控提供了一条可行的路径。
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田宇, 于春蕾, 李雪, 邵秀梅, 李淘, 杨波, 于小媛, 曹嘉晟, 龚海梅
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
超小中心距InGaAs探测器的制备需要降低探测器像元间的串音和探测器的暗电流。通过探索微台面InGaAs探测器制备工艺，成功制备了10μm和5μm中心距微台面InGaAs光敏芯片测试结构，并对其像元间的串音和探测器的暗电流进行了详细研究。研究结果表明当隔离沟槽刻蚀进入吸收层时微台面结构能有效抑制像元间的串音；但是由于在制备微台面器件过程中造成的材料损伤从而引起的复合电流和欧姆漏电流的增加会导致探测器暗电流增幅超过一个数量级。研究结果为制备超小中心距InGaAs焦平面探测器提供了新思路和启示。
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HABIBA Um E, 陈天业, 刘赤县, 窦伟, 刘晓燕, 凌静威, 潘昌翊, 王鹏, 邓惠勇, 沈宏, 戴宁
DOI:
Abstract:
阻挡杂质带结构红外探测器的响应波长可达200微米，是最重要的甚长波长红外天文探测器。离子注入方法简化了器件的制造过程，但容易造成晶格损伤，引入晶体缺陷，并导致探测器暗电流增加。文章对锗掺硼离子注入工艺进行了研究，并对晶格损伤机制进行了讨论。实验条件包括使用80keV能量进行硼离子注入，剂量范围为1×10^13至"3×" 〖"10" 〗^"15" cm^(-2)。注入后，在450 °C下进行热退火，以优化掺杂剂活化并减轻离子注入的影响。使用各种表征技术，包括X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）来阐明晶格损伤。在较低剂量下，未观察到明显的结构变化。然而，随着剂量的增加，特定的微观形变变得明显，这可能是由于点缺陷和残余应变造成的。热处理可以恢复产生的晶格损伤，但在高剂量下，注入引起的不可逆应变仍然存在。
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王浩淼, 贺钰雯, 李弋, 胡耀, 张亮, 杜维川, 高松信, 唐淳, 马骁宇, 刘素平
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
主控振荡功率放大（MOPA）激光器的可以实现高功率、高光束质量输出而受到更多关注。为了提高MOPA激光器的偏振度以减小偏振合束时的效率损失，有源区采用InGaAs/AlGaAs压应变单量子阱，脊型波导1.35 μm的深刻蚀方案提高TE模式的光限制因子，锥形放大器采用金属应力调控增加量子阱中的压应变。结合这两种方案，不仅提高了两个区域的偏振度，同时减小了偏振角度差。采用标准工艺制备的MOPA器件实现了11W@15A连续输出和90%以上的偏振度。
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白治中, 黄敏, 徐志成, 周易, 朱艺红, 沈益铭, 张君玲, 陈洪雷, 丁瑞军, 陈建新
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
本文报道了12.5微米的InAs/GaSb II类超晶格长波红外焦平面探测器。实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料。吸收区超晶格结构为15ML（InAs）/7ML（GaSb）。探测器采用PBπBN的双势垒结构以抑制长波探测器暗电流。研制了规模为1024×1024，像元中心距为18×18μm的长波焦平面探测器。采用金属杜瓦封装，与制冷机耦合形成超晶格长波探测器制冷组件。在60K温度下测试了探测器各项性能。探测器50%截止波长为12.5微米，平均峰值探测率达到6.6×1010cmHz1/2W-1，盲元率为1.05%，噪声等效温差NETD为21.2mK。红外焦平面成像测试得到清晰的长波成像。
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秦嘉怡, 罗曼, 成田恬, 孟雨欣, 祖源泽, 王鑫, 余晨辉
DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001
Abstract:
六方氮化硼(h-BN)由于其优良特性被广泛应用于栅介质层、钝化层、隧穿层等功能。目前，对关于超薄h-BN的基本物理性质和其中的电子隧穿效应的研究还存在不足。文中采用实验与理论相结合的研究方法，通过拟合金属/绝缘体/金属结构的电流-电压曲线成功提取了不同层数h-BN的有效质量。结果显示在4~22层范围内，h-BN的有效质量随着层数的增加而单调下降。作者利用已提取的有效质量精确确定当h-BN中发生电子隧穿时，Fowler-Nordheim隧穿模型的物理参数。此外，文中使用该物理参数在Sentaurus TCAD软件中研究了金属/h-BN界面处固定电荷以及不同种类的金属电极对该结构中Fowler–Nordheim隧穿的影响。这项工作对促进h-BN相关红外物理和技术领域的应用具有一定的参考和指导意义。
红外材料与器件
图像处理及软件仿真
红外及光电技术与应用
红外材料与器件
红外及光电技术与应用
遥感技术与应用
红外材料与器件
遥感技术与应用
红外材料与器件
图像处理及软件仿真
红外材料与器件
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
红外光谱与光谱分析
红外材料与器件
红外及光电技术与应用
红外材料与器件
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BDMFuse:基于红外与可见光图像基础特征和细节特征的多尺度融合
司海平, 赵文汭, 李婷婷, 李飞涛, 费尔南多.巴桑, 孙昌霞, 李艳玲
Abstract:
红外与可见光图像融合结果应该突出红外图像显著目标，同时保留可见光纹理细节。为了满足上述要求，本文提出一种基于自编码器的红外与可见光图像融合方法。编码器根据优化目标构建基础编码器和细节编码器。基础编码器用于提取图像的低频信息，细节编码器用于提取图像的高频信息。这种提取方式会造成部分信息未被捕捉，我们提出补偿编码器补充信息。同时，我们引入多尺度分解来更加全面的提取图像特征。随后，将编码器获取的图像特征送入解码器。解码器先将高频、低频和补充信息相加获取多尺度特征。我们从多尺度特征中获取注意力图，与对应尺度的融合图像相乘。多尺度融合中引入Fusion模块，实现图像重建。本文提出的网络在TNO、RoadScene和LLVIP数据集上证明网络的有效性。实验表明我们的网络能够更好的感知光线变化，较好的提取图像细节信息，融合后的图像更符合人的视觉感知。
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Urban Tree Species Classification with Multispectral Airborne LiDAR 基于多光谱机载激光雷达的城市树种分类研究
胡佩纶, 陈育伟, Mohammad Imangholiloo, Markus Holopainen, Yicheng Wang, Juha Hyyppä
Abstract:
城市树种可为城市提供各种基本的生态系统服务，如调节城市温度、隔离噪音、固定碳以及减轻城市热岛效应。这些服务的质量受到物种多样性、树木生长状况以及树木分布和组成的影响。传统上，有关城市树木的数据都是通过实地数据收集和人工解读遥感图像收集的。在这项研究中，我们评估了使用多光谱机载激光扫描数据对芬兰埃斯波市 24 种常见城市路边树种进行分类的能力。我们利用树冠结构信息、强度特征和光谱信息进行分类。结果表明，使用多光谱激光雷达数据进行分类的总体准确率为 71.5%，这表明在单帧中结合结构和光谱信息可以提高分类准确率。今后，我们将重点确定物种分类中最重要的特征，并寻找效率更高、准确率更高的算法。
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基于时序Sentinel-2影像和近红外潮滩指数的海岸带潮滩提取方法
Abstract:
利用遥感瞬时影像提取海岸带潮滩时，受潮汐影响导致空间分布提取准确性低。本文以削弱潮汐影响为目的，提出一种联合时序Sentinel-2影像与潮滩指数的海岸带潮滩提取方法。首先，基于Sentinel-2时间序列影像，利用分位数合成法生成高、低潮影像，分析不同地类在高、低潮影像上的光谱反射率特征，构建一种可排除潮汐瞬时干扰的近红外波段潮滩提取指数；将影像光谱与潮滩提取指数输入到机器学习算法中，实现潮滩的快速、高效提取。此外，本文讨论了潮滩指数的可分离性及方法的普适性。结果表明：本文构建的潮滩提取指数对潮滩具有较好的可分离性，潮滩提取总体精度为93.02%，Kappa系数为0.86，提出的方法对含有近红外波段的遥感影像均具有良好的适用性。，本研究能够实现自动、快速地潮滩提取，为海岸带资源的可持续管理和保护提供数据支持。
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拉曼光谱对月面典型矿物中水冰的检测与定量
闻道远天, 赵海艇, 刘向锋, 徐卫明, 许学森, 雷欣瑞, 舒嵘
Abstract:
月面物质中的水可以促进月球地质和环境的演变，并为月球资源利用提供所需的条件。由于月球遥感探测手段的分辨率低，难以获得水冰的直接证据或确定水冰的赋存形态。激光拉曼光谱无需光照、样品预处理、无损地获得月岩和矿物以及水体的指纹信息，能为月面物质的类型、分布范围甚至含量提供直接有利的信息。本文利用拉曼光谱法对典型月岩/矿物以及吸附水、冰、结晶水和羟基结构水等形态的含水特征进行检测，并对水体含量进行定量分析。首先，利用532nm激光显微拉曼对月面典型矿物和模拟月壤中多种形态的水进行含水信号识别与特征分析。其次，检验并分析了模拟月壤中吸附水、结晶水和羟基结构水的检测限，及其含量与信号强度间存在的规律。然后，利用岭回归、偏最小二乘回归、线性回归对模拟月壤中三种形态水的不同含量进行定量分析。实验结果表明（1）能明确识别月壤模拟物中四种形态水的特征谱峰，其中模拟月壤组分和水体的峰位分布区域分别位于100-1700cm-1和2600-3900cm-1，且水体的特征谱峰体现为不同比例的氢键OH的宽包络峰和无氢键OH伸缩振动尖峰的组合；（2）模拟月壤中吸附水、结晶水（MgSO4·7H2O）、羟基水（Al2Si2O5(OH)4）检测下限分别为1.3wt%，0.8wt%和0.3wt%；（3）模拟月壤中含水谱峰强度与含水量之间呈线性关系，利用线性回归、岭回归和偏最小二乘回归定量分析的均方根误差分别为1.75wt%、1.16wt%和1.19wt%。
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面向弱光探测的短波红外异质结光电晶体管器件仿真设计
Abstract:
探测器灵敏度是红外探测器的核心技术指标。短波红外探测器暗电流低,其探测灵敏度受到探测系统固有的读出电路噪声限制,而在探测器中引入内增益是进一步提升探测灵敏度的有效途径。异质结光电晶体管具有高增益、低工作偏压和低过剩噪声等优点,为高灵敏探测的实现提供了新的途径。本文主要针对InGaAs/GaAsSb II类超晶格短波红外光电晶体管展开了仿真设计,研究了不同器件尺寸结构与器件光电特性之间的影响关系。结果显示,更小的基区尺寸能实现更高的电流增益、更低的暗电流和更短的响应时间。基于器件尺寸结构的优化设计,可以获得噪声等效光子数优于10的探测灵敏度,为实现高灵敏度异质结光电晶体管探测器提供了新的技术途径。
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基于因子先验的非凸张量塔克分解的红外小目标检测方法
杨俊刚, 刘婷, 刘永贤, 李博扬, 王应谦, 盛卫东, 安玮
Abstract:
低秩稀疏分解方法因其好的检测性能在红外小目标检测领域受到广泛关注。然而，现有低秩稀疏分解方法在复杂场景中仍然面临检测性能不高，检测速度较慢等问题。虽然现有的低秩塔克分解方法在复杂场景下取得了令人满意的检测性能，但基于低秩塔克分解的方法需要根据经验提前定义秩，预估的秩过大或者过小会导致漏检或虚警。而且，不同场景中秩的大小不一样，这不适用于实际场景。为了解决这一问题，本文采用非凸秩接近范数约束低秩塔克分解的潜在因子，这避免了根据经验提前设置秩，提高了算法在不同场景中的鲁棒性。同时，设计了基于对称高斯-赛德尔的交替方向乘子法(symmetric GaussSeidel based alternating direction method of multipliers algorithm, sGSADMM)来求解所提模型。与现有基于交替方法乘子法不同的是，sGSADMM算法可以利用更多的结构信息来获得更高的精度。大量的实验结果表明，该方法与其他先进算法在检测性能和背景抑制等方面具有优越性。
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2002,21(3):161-166, DOI:
Abstract:
在结合Mumford-Shah模型和水平集方法中的窄带解法优点的基础上，提出了一种新的图像分割模型。Mumford-Shah模型虽然具有良好的图像分割结果，但是其每次迭代过程都需要对所有图像数据进行计算，因而很费时，导致这种方法不适用于大的图像数据，特别是三维图像的分割。本文通过一种新的初始化方法把Mumford-Shah模型和水平集中的窄带解法结合在一起。这种新 的初始化方法是通过在特定条件下简化快速行进法得到的。通过去除快速步进法中费时的 排序过程，使得初始化的计算时间只有O（N）。窄带Mumford-Shah模型把分割计算限制在窄带范围内，避免了大量的计算，但取得了与原始的Mumford-Shah模型相同的分割效果。实验结果表明基于快速步进法的初始化方法是可行的，而窄一喧M－S分割模型一次迭代计算的时间比原M－S模型减少许多。
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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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2003,22(2):132-136, DOI:
Abstract:
根据粗糙面基尔霍夫小斜率近似研究了脉冲波入射时实际海谱分布的一维分形海面的电磁散射。分析了毫米波入射时不同分维、入射角和入射中心频率下双频散射截面的散射角分布。结果表明分形海面的双频散射截面在镜反射方向有最大的相关带宽，随着海面分维的减小、入射中心频率和入射角的增加，该相关带宽是增大的。对于入射功率为δ函数时的散射波功率是一个具有一定脉冲展宽的散射脉冲，且脉冲展宽与相关带宽成反比关系。
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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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Fu Y Chiragwandi Z G(o..)thberg P Willander M
2003,22(6):401-405, DOI:
Abstract:
IntroductionThedevelopmentoflow dimensionalsemiconductormaterialshasbeenextensive[1].Toalargeextent,themodernmicroelectronicsindustryisstilllargelybasedontheconventionaldevicecomponents (withareduceddis cretedevicedimensionfollowingMoore′slaw) ,whereasth…
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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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2002,21(3):189-194, DOI:
Abstract:
从偏差－方差模型出发，提出了一种通过模糊规则推理动态调整正则项系数的新方法，并有效地确定了模糊推理规则和隶属度函数，并将该方法与BP算法和固定正则项系数的方法进行了比较，该方法具有精度高、收敛快和泛化能力高等优点，通过实例表明了该方法的有效性。
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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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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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2001,20(3):207-210, DOI:
Abstract:
给出了一种新的基于多尺度分解的像素级图像融合方法。该方法利用小波变换对每一图像进行多尺度分解，按照不同的融合规则，采用多种融合算子去构造融合图像对应的各小波系数，再根据融合图像的各小波系数重构融合图像。该方法被成功地用于红外与可见光图像的融合处理。实验结果表明该融合方法十分有效，获得的融合图像更符合人们的视觉特性、更有利于机器视觉。
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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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2019,38(1):79-90, DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2019.01.014
Abstract:
随着石墨烯产业的蓬勃发展,氧化石墨烯作为制备工程化应用石墨烯的中间体产物而备受关注。同时由于其自身优异的物理化学性质,使其在各大领域均有前所未有的新兴应用。针对国内外氧化石墨烯的各种结构模型、制备方法、性质和相关应用,以及氧化石墨烯的还原进行了总结与概述。在对比各种方法的基础上,提出了氧化剂和还原剂的选择是反应的关键要素,归纳了选择的基本原则。最后,指出氧化石墨烯制备和还原研究中还需解决的问题,并对其发展和影响做出了评价和展望。
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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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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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2001,20(2):111-116, DOI:
Abstract:
描述了给定幅度分布和功率谱密度多种杂波仿真方法，给出了仿真实验结果，及在杂波环境下雷达目标频域散射中心的数学模型，并研究了该数学模型的求解方法，还给出了仿真数据和飞机缩比模型测量数据的实验结果。
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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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2005,24(3):236-240, DOI:
Abstract:
提出夜视彩色融合图像质量评价的三个基本指标是“目标探测性”、“细节”和“色彩”，并且通过视觉评价实验，研究了“感知质量”与这三个指标的相关性．对十个场景的微光与红外图像采用四种融合算法产生的40幅假彩色图像进行评价实验，实验结果得出：融合图像都有好目标探测性，感知质量与目标探测性的相关性很小；感知质量与细节的相关系数是0．89，感知质量与色彩的相关系数是0．75．说明在满足目标探测性要求条件下，细节是视觉感知融合图像质量的最主要评价指标，而且色彩成为夜视彩色图像质量的一个重要指标．
