基于温控系统的太赫兹可调谐滤波器

集成太赫兹滤波器是实现集成太赫兹通信系统的基本器件之一,为了使太赫兹滤波器实现片上可调,提出了基于温控系统的太赫兹可调谐滤波器。相比于其他的太赫兹滤波器,提出的片上可调谐滤波器的调谐方法简单,尺寸小,可以很好地与其他太赫兹器件集成到晶片上。利用温控系统改变晶片的温度,再利用硅材料的热光效应改变折射率,使得微环耦合状态发生变化,从而让太赫兹滤波器的谐振峰发生漂移。在将加热片从30℃逐渐加温到90℃的过程中,太赫兹可调谐滤波器在180 GHz附近的谐振峰中心频率从180.453 GHz逐渐减小到180.224 GHz,变化范围为0.229 GHz,谐振深度从-68 dB逐渐变化为-44 dB,半高宽由原来的0.040 GHz逐渐变为0.246 GHz。     

一种基于FSS的太赫兹滤波器特性分析

基于太赫兹频段,为研究太赫兹滤波器的滤波特性,提出了一种基于频率选择表面(FSS)的反射型偏振太赫兹滤波器.通过分析不同旋转角度的滤波器透过性,得出该结构的滤波器具有中心反射率高,谐振频率拓展范围大等优点.优化计算结果表明,当FSS结构设计成不同的旋转角度时,可将中心频率控制在0.58～0.72 THz(动态可调范围约...     

基于狭缝波导的太赫兹场限制能力及频带宽度的研究

狭缝波导由于具有将光场限制在中间空气狭缝区域中传输的特性,使其可用来提高太赫兹集成器件的性能。为了分析狭缝波导结构的太赫兹场的传输特性,利用二维有限时域差分法(COMSOL-光学模块)得到了硅材质的狭缝波导在波长为450μm时的太赫兹场的传输模式和频带宽度,并获得了狭缝波导结构参数与狭缝区域太赫兹场限制能力的关系以及与频带宽度的关系。研究结果为太赫兹狭缝波导的设计提供了参考。     

基于太赫兹技术的格列美脲粉尘检测研究

制药车间的药物粉尘成为当前一种新的污染源,其对从业人员的健康有着很大的危害。选用糖尿病药物格列美脲作为研究对象,通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对其纯品制成的压片进行吸收光谱测量,测量结果显示,该药物在0.1～2 THz波段有多个明显的特征吸收峰。将格列美脲生成气溶胶以模拟车间环境,为了减少水汽的影响,通过微孔滤膜干燥法和Nafion膜干燥法分别对其进行干燥处理。结果表明,与纯品压片的吸收光谱相比,两种方法都能很好地识别被测物大多数的特征吸收峰,给制药车间的药物粉尘检测提供了很好的实验参考。     

一种提高太赫兹波成像分辨力的方法

成像分辨力低是影响太赫兹波成像系统在质检、安全和医疗领域应用的重要因素之一。用返波管（BWO）作为太赫兹波辐射源搭建了一个连续太赫兹波点扫描透射成像系统。采用扫描步长小于系统聚焦光斑尺寸的方式获得样品物体的太赫兹透射图像,并利用增量维纳滤波法对该图像进行复原获得了超过系统衍射极限分辨力的太赫兹图像。实验结果表明该方法可以有效提高太赫兹波成像的空间分辨力。     

基于太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测研究

结合太赫兹时域光谱系统,利用棱镜衰减全反射技术,设计了一种太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测系统。借助德拜模型分析了皮肤中含水量变化会影响皮肤在太赫兹波段的弛豫作用,得到皮肤复折射率与皮肤含水量的关系,利用菲涅耳公式给出了计算皮肤复折射率实部和虚部的方法。将太赫兹光谱法测得的人体大拇指皮肤复折射率的实部与虚部,与口服葡萄糖耐量试验实际测得的人体血糖浓度进行对比,得到了人体手指皮肤的太赫兹反射谱以及复折射率与人体血糖浓度成正相关的关系,为太赫兹应用于无创血糖浓度检测提供了参考。     

吐温与纤维相互作用的太赫兹波谱分析

本文利用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）对不同温度处理的Tween 60以及吐温系列表面活性剂与纤维的混合物进行了光谱检测,得到了经过不同温度处理的Tween 60以及吐温系列表面活性剂与纤维的混合物在0.2-1.5 THz频段下的太赫兹光谱。研究发现：Tween 20、60、80的吸收与折射谱均存在明显的差异,证明太赫兹时域光谱技术可用于区分鉴别吐温系列表面活性剂的种类;经过不同温度处理的Tween 60的吸收谱与折射率谱发生了明显的变化,说明加热可以改变Tween 60的结构,旧键的断裂引起了针对不同温度的特征量的明显区别;纤维与吐温系列表面活性剂的混合物的光谱分析表明,吐温与纤维的混合造成了二者结构上的变化,二者之间产生了相互作用,进一步研究发现吐温的种类以及混合物放置的时间均会对该相互作用产生影响。     

基于太赫兹光谱的人参和西洋参鉴别

为了快速区分人参和西洋参,依据两者所含的人参皂苷在太赫兹波段具有不同指纹光谱,提出了一种基于人参皂苷的太赫兹光谱鉴别人参和西洋参的方法。采用MATLAB软件识别人参和西洋参的太赫兹光谱,同时根据太赫兹光谱特征并通过标准的主成分分析(PCA)区分出人参、西洋参。实验结果表明,基于太赫兹光谱的主成分分析可精确区分出人参、西洋参,并且还可以应用于其他类似物质的区分中。     

基于一阶导数的中药太赫兹光谱聚类

针对中药等混合物吸收峰重叠导致无明显吸收峰的情况,提出使用K-means、K-me doids和FCM三种无监督聚类算法结合太赫兹吸收谱一阶导数特征,将三七、当归等四种中药品的太赫兹光谱分别与其易混品的太赫兹光谱进行聚类.三种无监督聚类方法补充了监督学习分类方法的适用范围.光谱一阶导数特征可以放大不同物质吸收系数整体或者是局部的微小差异.实验证明,使用原始吸收系数结合其一阶导数作为分类数据,三种聚类算法都取得很好的效果,K-means算法准确率最高,为95.32％.相较于原始吸收系数作为分类数据,聚类准确率提升明显,尤其是对无吸收峰中药易混品的聚类,K-means算法准确率提升了5.38％.三种聚类算法对误差数据都具有很强的抗干扰能力.     

基于表面金属结构的太赫兹超材料吸波器件研究

由于局限于微纳加工技术以及本身的响应特性,现有超材料吸波器件仅能实现对单一频率或窄频带的完美吸收,针对这一问题,提出了一种新型超材料太赫兹宽带吸波器件.利用将十字结构与谐振环结构两种不同的表面金属结构进行组合的方法,扩展了吸波频带宽度和提高了吸收率,并使其具备了极化模式和入射角度不敏感的优点;同时对吸波器件工作机理进行...     

太赫兹金属弹簧波导的研究

为深入了解金属弹簧波导对太赫兹波的传输效果,对不同螺线间距金属弹簧的太赫兹波传输特性进行了实验研究。实验结果表明,对于线径0.8 mm、外直径12 mm、长14 cm的金属弹簧,在3.5/4.4 mm等较大的螺距下,弹簧波导反而能在较大的带宽下传导太赫兹波,并具有良好的偏振保持能力。3.5/4.4 mm螺距弹簧的太赫兹传输带宽均约为0.9 THz,且在其峰值频率处的传输损耗分别约为0.2 cm-1和0.27 cm-1。此外,金属弹簧能将太赫兹模式束缚在空气芯内传输,而非通过金属螺线导引传输。该研究结果对金属弹簧波导在太赫兹技术中的应用具有一定参考意义。     

基于Blumlein和TLT的模块化全固态纳秒脉冲发生器

为了研究高频纳秒脉冲电场治疗肿瘤的生物医学效应,需要一种能产生高频纳秒脉冲的紧凑型脉冲电场发生器。结合Blumlein脉冲形成线和传输线变压器(TLT)提出了一种新的模块化设计的高频纳秒脉冲发生器结构,发生器可以使用更少的开关数输出电压、频率可调的高频纳秒方波脉冲。对单级和多级发生器在阻抗匹配时的脉冲形成过程进行了理论分析,并分析了多级发生器在阻抗不匹配时负载波形的变化;使用微带线设计Blumlein脉冲形成线,介绍了微带线的设计过程,同时介绍了传输线变压器的设计以及固态开关的控制策略;研制了一台小型发生器对提出的拓扑结构进行验证。最后,三级发生器在匹配负载(300Ω)上,可以输出幅值0~3 kV可调,脉宽100 ns,重复频率0~10 kHz可调的高频纳秒脉冲。     

基于磁杆直线电机的光学延迟线研究

在太赫兹时域波谱系统中,通过光学延迟线的时间延迟实现对太赫兹时域信号的采集,而传统的光学延迟线存在扫描速度慢、光学延迟分辨率低等问题。为此,提出了一种采用磁杆直线电机作为驱动和传动一体装置,并加入光栅测量系统的光学延迟线改进方案。测试结果表明,该方案可实现长距离内高速、精准往复运动,同时提供高达512 ps的延时范围和0.033 fs(位置定位精度0.01μm)的光学延迟分辨率,显著提高了太赫兹时域波形振幅的稳定性。     

基于法布里-珀罗干涉仪的太赫兹波波长测试方法

太赫兹波波长的测量在其科研和实际应用中显得日益迫切和重要。阐述了由两个平行的金属网栅构成的Fabry-Perot(F-P)干涉仪测量太赫兹波波长的原理和方法,对金属网栅的参数设计原则进行了论述,从理论上分析了此方法的可行性,并根据此原理推出了计算太赫兹波线宽的公式。设计制作了测量92.9μm赫兹波的金属网栅。为太赫兹波波长测量和谱线线宽估算提供了理论参考。     

电子密度对太赫兹波在均匀非磁化等离子体中的传输影响

针对地面与飞行器之间通信“黑障”问题,采用垂直极化的太赫兹波实现了地面与飞行器的通信。利用放电装置产生等离子体来模拟飞行器表面的等离子体鞘套,使用全光纤耦合式太赫兹时域光谱仪产生0～1 THz的太赫兹波,从实验的角度研究了垂直极化太赫兹波在不同电子密度的均匀非磁化等离子体中的传输特性。实验结果表明：电子密度越大,垂直极化太赫兹在等离子体中的传播速度越快;随着电子密度的增大,衰减会越小。所进行的研究为实现地面与飞行器之间的通信互联提供了重要的实验参考。     

Adaptive blind gain correction of time-interleaved ADCs for wide-band communication applications

High spectral efficiency is essential in design of multimedia communication systems such as L-band mobile in addition to various requirements of transmission quality.Time-interleaved A/D converter (TI-...     

Energy-filtered transmission electron microscopy based on inner-shell ionization

We demonstrate that energy-filtered transmission electron microscopy (EFTEM) based on inner-shell ionization can contain atomic resolution information. We present a comparison between experimental data and simulation for the EFTEM image of the _N4,5${\mathrm{N}}_{4,5}$ edge (threshold energy 99 eV) of lanthanum in _LaB6${\mathrm{LaB}}_6$ in which direct interpretation of the location of the lanthanum columns is possible. Our first principles approach is based on calculating transition potentials for inelastic scattering. For our case study, the localization of the transition potentials is such that elastic contrast is only weakly preserved in the EFTEM image. This is not always the case, but we show how the approach based on calculating the elastic wave function and the transition potentials can provide insight about when direct interpretation may and may not be possible. In our test specimen, the direct interpretation fails for thicker specimens when the long tails of the transition potential from multiple adjacent sites leads to significant image features other than at the sites of the element of interest. We can thus anticipate instances where direct interpretation may be more reliable, such as looking for a single impurity in an otherwise well known sample.     

Fault diagnosis system for series compensated transmission line based on wavelet transform and adaptive neuro-fuzzy inference system

This paper proposes a new fault diagnosis approach based on combined wavelet transform and adaptive neuro-fuzzy inference system for fault section identification, classification and location in a series compensated transmission line. It performs an effective feature extraction approach based on norm entropy in order to obtain the features represented main frequency, harmonic and transient characteristics of the fault signals. The proposed method uses the samples of fault voltages and currents for one cycle duration from the inception of fault. The feasibility of the proposed method has been tested on a 400 kV, 300 km series compensated transmission line for all the ten types of faults using MATLAB/Simulink for a large data set of 23,436 fault cases comprising of all the 10 types of faults. Fault signals varying with fault resistance, fault inception angle, fault distance, load angle, percentage compensation level and source impedance are applied to the proposed algorithm. The results also indicate that the proposed method is robust to wide variation in system conditions and has higher fault diagnosis accuracy with regard to the other approaches in the literature for this problem.     

基于遗传算法的直线型和U型混流装配线平衡问题研究

针对混流装配线上不同产品作业时间差异导致的工作站瞬时负荷不均衡问题,提出了一种改进的直线型和U型混流装配线多目标平衡方法,并以装配线平衡率、平滑指数作为平衡效果的评价指标.综合考虑工序分配约束、工作站约束、优先关系约束和节拍约束等约束条件,同时兼顾工作站数最小和各工作站内不同品种产品负荷均衡2个目标函数,分别建立直线型...     

二维光子晶体光波导透射特性的研究

用时域有限差分方法(FDTD)研究光波在光子晶体光波导中的传播规律,发现不同形状的波导能够导引不同频率的光波。光子晶体波导的带隙宽度和透射系数与该波导的结构和参数都有很大的关系,随着介质柱半径的变化,带隙呈现一定的变化规律,介质柱半径变小,该波导的带隙向高频方向移动,且带隙的宽度变宽;而介质柱半径变大时,光波的透射峰的峰值却变得比较大,损耗变小。研究结果为光子器件的设计提供了理论依据。