基于液晶微透镜的自适应红外焦平面探测器

液晶微透镜是一种新型光学器件.通过改变驱动电压,可以灵活快捷地改变其通光孔径、焦距和波前等.设计并得到了一种面阵液晶微透镜器件,讨论了通过将此面阵液晶微透镜与红外焦平面探测器的混合集成,得到具有自适应功能的红外焦平面探测结构.分析了该混合探测结构的性能特点及应用方向.     

液晶微透镜阵列研究进展

液晶微透镜阵列作为基本的光学元件之一,具有焦距可调、结构紧凑、低功耗、稳定性好等优点,在微纳光学领域有广泛的应用。经过近40年的发展,液晶微透镜阵列的研究日趋成熟,不同结构形式和应用于不同场景的液晶微透镜阵列层出不穷。本文系统总结了液晶微透镜阵列的3种工作原理,并对近年来的研究进展分类进行描述,重点放在液晶微透镜的制作过程、结构特点和工作原理,具体介绍了基于光的折射和衍射原理的液晶微透镜阵列,涉及透镜结构、液晶取向技术以及透镜阵列的应用等方面。最后总结了液晶微透镜阵列存在的问题和发展趋势。     

液晶微透镜阵列在波前传感领域的应用概述

液晶微透镜阵列是利用液晶的电控双折射特性和微电子工艺制作的微光学元件,具有焦距可调、工作电压低甚至阵列数目、透镜孔径以及形状可调的优点,应用于哈特曼波前探测技术时可以有效提升哈特曼波前传感的动态探测能力,显示出良好的竞争力。简要概述了哈特曼波前传感技术和液晶微透镜阵列制作技术的发展、现状,对不同类型的液晶微透镜阵列制作技术的优缺点进行了分析,并着重介绍了基于液晶空间光调制器的微透镜阵列在波前探测领域的应用。     

成像元件,光学机械

1.光学元件 (1)几何光学元件 在液晶微透镜方面,探讨对称圆形图形电板直径的最佳值,进行了从平板微透镜焦点近傍的衍射像的实侧值推算球面象差量的尝试。制作液晶投影照明系统用微透镜阵列时把离子交换用掩模图形形状从圆形变成矩形获得了高效率。 据报道,利用高折射辐射状梯度折射率透镜,设计试制成具有良好性能的接触透镜(隐形眼镜)。     

用于微器件制作的灰度掩模技术

讨论了灰度掩模技术在凸及凹形微透镜,折衍射复合微透镜和微尖形阵列等器件制作方面的应用,给出了与几种典型的凸及册形微透镜,折省射复合微透镜和微尖形结构对应的灰度掩模板的设计实例及其应用,为灰度掩模技术制作微透镜器件及微尖形阵列奠定基础。     

一种聚合物/液晶体系的结构与模型分析

为提高液晶器件的响应速度,介绍了一种基于聚合物/液晶(预应力液晶)的结构与制作工艺,其响应速度可达毫秒级.对制作过程中预应力液晶结构(液晶微滴的尺寸和形状)与制作工艺条件(聚合物含量、紫外曝光光强、聚合温度)的关系进行了分析,并建立了预应力液晶的简易模型,给出了其响应时间与液晶微滴的尺寸和剪切比之间的关系.结果证明这种模型与实验结果基本相符.     

聚合物分散液晶的应用

聚合物分散液晶是液晶分子以微滴的形式分散于高分子聚合物中,所形成的性能优异的一种液晶薄膜材料。文中介绍了PDLC的3大应用领域,在大屏弯曲显示方面具有传统液晶显示技术无可比拟的优势,是制作智能玻璃的核心材料,且可用于研制性能更好的可变光衰减器、波带片、透镜和调制器等重要光学器件,并指出纳米掺杂是改进PDLC性能的研究方向。聚合物分散液晶具有广阔的应用前景,且其生产工艺简单、成本低廉,应引起国内学者足够的重视,避免未来国外形成技术垄断。     

蓝相液晶及其在微透镜器件中的应用

聚合物稳定蓝相液晶(PSBPLC)具有响应速度达到亚毫秒量级,偏振光独立及工艺无需取向工艺等特点,在显示技术及光电子器件领域有潜在的巨大应用空间。文章论述了PSBPLC微观相变模型、宏观克尔效应等特性。在此基础上,论述了蓝相液晶微透镜技术的发展。介绍了PSBPLC实现微透镜阵列的主要结构,包括圆孔电极的蓝相液晶透镜;曲面电极的蓝相液晶透镜;多电极蓝相液晶GRIN透镜;模式控制的蓝相液晶透镜,以及采用ZnO纳米棒为电极实现蓝相液晶透镜,对比了上述几种透镜的结构和特点。     

用于改善PtSi红外焦平面阵列器件响应特性的长焦距GaAs微透镜阵列器件的制作研究

提出了一种新的曲率补偿法用于长焦距微透镜阵列的制作.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱形阵列,表面探针测试结果显示用曲率补偿法制作的微透镜的焦距可达到3861.70μm,而常规光刻热熔法很难制作出焦距超过200μm的相同尺寸的微透镜阵列.微透镜阵列器件与红外焦平面阵列器件在红外显微镜下对准胶合,显著改善了红外焦平面阵列器件的响应特性.     

液晶微透镜阵列直接成像

针对传统显微镜结构复杂且视场角小等问题，提出一种两路低电压驱动的液晶微透镜阵列结构，透镜的焦距由3个电极控制，中间电极为圆孔阵列图案电极，作为孔径光阑以阻止微透镜外的杂散光。对该阵列的波前和光焦度进行了测试，搭建了一套简易液晶微透镜阵列直接成像系统，每个微透镜都对待观察物体的不同区域成像，通过近平行光照明减小相邻微透镜间的串扰，拼接所有单元图像得到完整图像。该系统无需额外的光学器件，结构简单紧凑。液晶微透镜阵列具有大视场，成像区域具备可扩展性，为实现大视场下的简易显微成像提供了新思路。     

A 1.8-2.6 GHz CMOS VCO with switched capacitor array and switched inductor array

The design of a 1.76-2.56 GHz CMOS voltage-controlled oscillator(VCO)with switched capacitor array and switched inductor array is presented.Fabricated in 0.18μm 1P6M CMOS technology,the VCO achieves a 37% frequency tuning range.The measured phase noise varies between-118.5 dBc/Hz and-122.8 dBc/Hz at 1 MHz offset across the tuning range.Power consumption is about 14.4 mW with a 1.8 V supply.Based on a reconfigurable LC tank with switched capacitor array and switched inductor array,the mnmg range is analyzed and derived in terms of design parameters,yielding useful equations to guide the circuit design.     

一种UHF频段小数分频频率综合器设计与实现

基于130 nm CMOS工艺设计了一款特高频(UHF)频段的锁相环型小数分频频率综合器.电感电容式压控振荡器(LC VCO)片外调谐电感总值为2 nH时,其输出频率范围为1.06～1.24 GHz,调节调谐电感拓宽了频率输出范围,并利用开关电容阵列减小了压控振荡器的增益.使用电荷泵补偿电流优化了频率综合器的线性度与带内相位噪声.此外对电荷泵进行适当改进,确保了环路的稳定.测试结果表明,通过调节电荷泵补偿电流,频率综合器的带内相位噪声可优化3 dB以上,中心频率为1.12 GHz时,在1 kHz频偏处的带内相位噪声和1 MHz频偏处的带外相位噪声分别为-92.3和-120.9 dBc/Hz.最小频率分辨率为3 Hz,功耗为19.2 mW.     

A fractional-N PLL with small ΔK vco wideband LC-VCO and current-matching CP for M-DTV systems

An Σ-Δ fractional-N frequency synthesiser with small K _vco-variation wideband LC voltage controlled oscillator (LC–VCO) and current-matching charge pump (CP) for Mobile Digital television Systems is presented. To achieve small VCO-gain (K _vco) variation, a parallel switched varactor array is proposed to the conventional wideband LC-VCO with switched capacitor array, the value of the switched varactor is pre-set and both arrays are controlled by the same switching code. Perfect current matching and good stability are obtained by the improved CP with an added bias branch circuit for low reference spur. The chip was fabricated in a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 0.25?µm complementary metal-oxide-semiconductor process and draws 12?mA from a 2.5?V supply voltage. The synthesiser covers a wide tuning range from 0.82 to 1.85?GHz with two integrated LC-VCOs, and each VCO achieves a K _vco variation of less than 16% with a tuning range of more than 46%. The current mismatch of CP is as low as 1.2%. The measured close-in and out-of-band phase noise are ?83.5?dBc/Hz@10?kHz and ?127?dBc/Hz@1?MHz, respectively, the reference spur is ?76.3?dBc.     

机载雷达极化空时联合域杂波抑制性能分析

针对当前机载雷达面临强杂波抑制和微弱目标检测等难点问题,提出了一种极化空时联合处理新方法.该方法充分利用了目标与杂波在极化域、空域和时域(Doppler域)的特征差异,提高了抑制杂波、增强目标的能力.本文首先建立了机载极化阵列雷达接收信号模型和滤波算法模型.其次,利用分辨格思想及特征值、特征向量和功率谱的关系,构建了完全极化情况下杂波协方差矩阵新的等价关系.在此基础上,详细推导了新方法的杂波抑制性能,得到了输出信干噪比(SINR)与空间匹配系数,Doppler匹配系数,极化匹配系数,杂波脊斜率,信噪比(SNR),杂噪比(CNR)等的定量解析表达式.并与空时自适应处理(STAP)进行比较,从理论上分析得到了极化空时处理性能优于空时处理.特别在检测慢速运动目标时,新方法具有较强的稳健性.最后,仿真算例验证了模型的正确性.     

U波段小数分频锁相环型频率综合器

使用0.18μm1.8VCMOS工艺实现了U波段小数分频锁相环型频率综合器,除压控振荡器(VCO)的调谐电感和锁相环路的无源滤波器外,其他模块都集成在片内。锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASHΔ-Σ调制技术进行噪声整形降低了带内噪声。测试结果表明,频率综合器频率范围达到650～920MHz;波段内偏离中心频率100kHz处的相位噪声为-82dBc/Hz,1MHz处的相位噪声为-121dBc/Hz;最小频率分辨率为15Hz;在1.8V工作电压下,功耗为22mW。     

急慢性牙髓炎Nd：YAP激光烧灼牙髓一次充填法

在局麻下,揭开急慢性牙髓炎的患牙髓室顶,用Nd:YAP激光烧灼牙髓,然后立即充填,用该法临床治疗100例,一次性治愈率为88%。     

刺五加冻干粉针剂(ASHFI)对实验性心肌梗死犬心肌的影响

目的：观察刺五加冻千粉针剂(Acanthopanax senticosus harms freeze-dry injection ASHFI)对心肌三酶、心肌梗死面积、心肌细胞超微结构的影响。方法：采用麻醉开胸结扎犬的冠状动脉左前降支制备急性心肌梗死模型，取血测心肌三酶(AST、CPK、LDH)；组织学切片染色法和落点求积法测量心肌梗死区面积和非梗死区面积；采用透射电镜观察心肌细胞超微结构。结果：刺五加冻千粉针剂可以减少心肌三酶的释放，降低缺血造成的心肌细胞损伤，减少缺血心肌的梗死范围，对缺血心肌具有保护作用。     

宽带低相噪CMOS LC VCO的设计

设计了一款宽带CMOSLCVCO,在分析VCO相位噪声来源的基础上,对VCO进行了结构优化和噪声滤除,并采用了开关电容阵列以增加带宽。电路采用0.18μmCMOS射频工艺进行流片验证,芯片面积为0.4mm×1mm。测试结果显示:芯片的工作频率为3.34～4.17GHz,中心频率为4.02GHz时输出功率是-9.11dBm,相位噪声为-120dBc/Hz@1MHz,在1.8V工作电压下的功耗为10mW。     

LC voltage controlled oscillator in 0.18-μm RF CMOS

An integrated low-phase-noise voltage-controlled oscillator(VCO) has been designed and fabricated in SMIC 0.18μm RF CMOS technology.The circuit employs an optimally designed LC resonator and a differential cross-coupling amplifier acts as a negative resistor to compensate the energy loss of the resonator.To extend the frequency tuning range,a three-bit binary-weighted switched capacitor array is used in the circuit.The testing result indicates that the VCO achieves a tuning range of 60%from 1.92 to 3.35 GHz.The phase noise of the VCO is -117.8 dBc/Hz at 1 MHz offset from the carrier frequency of 2.4 GHz.It draws 5.6 mA current from a 1.8 V supply.The VCO integrated circuit occupies a die area of 600×900μm~2.It can be used in the IEEE802.11 b based wireless local network receiver.     

含氟三环NCS液晶材料的介电性能研究

为了探究液晶材料的介电性能,本文研究了4PPTGS和4PUTGS两种含氟三环NCS类液晶材料的介电各向异性和介电损耗。首先用精密LCR表(Agilent E4980A)测量液晶盒的电容并用双盒模型和液晶盒电容模型得到4PPTGS和4PUTGS两种液晶材料的平行和垂直介电常数,再由电压-电容特性曲线得到它们的阈值电压,并进一步探讨了介电各向异性和阈值电压对温度的依耐性;然后,在20 Hz~10kHz范围内研究了外加电压频率对液晶材料介电损耗的影响,两种液晶材料在1kHz左右都存在介电损耗峰值,为了减小器件的功耗和提升器件的质量,液晶材料应选择在介电损耗小的频率下工作;最后,通过对平行和垂直排列向列相盒中液晶材料在不同电压下介电损耗的测试与分析,介电损耗的变化是由于在外加电场下液晶分子固有偶极矩的取向极化引起的,介电损耗值的大小与液晶分子的排列状态密切相关。此项研究对提升液晶材料在应用中的介电性能具有一定的指导意义。