“碳化硅功率半导体技术”专题前言

半导体功率器件(即电力电子器件)是电力电子技术的三大核心基础之一,被比作电力电子装置的“CPU”。现有功率器件多采用Si基或SOI基,但是受限于自身材料特性的影响,在节能与转换效率方面越来越显示出他们的局限性。为解决上述问题,半导体功率器件除了继续对传统器件进行新理论和新结构的创新研究外,也正在遵循“一代材料、一代器件、一代装置、一代应用”的发展趋势,从传统的Si基和SOI基向宽禁带半导体SiC和GaN基进行扩展和延伸。     

用宽带超表面产生阵列贝塞尔光束

通过在空间光调制器（SLM）上加载相位图或通过光刻加工微型圆锥状结构可以产生贝塞尔光束阵列。然而，典型空间光调制器具有比波长大一个数量级的像素尺寸，这限制了相位梯度的可用范围，用光刻法加工的微型锥透镜的顶端不是标准的圆锥，这影响了贝塞尔光束的质量。为了克服这些缺点，将复杂的相位图加载到电介质超表面上，设计了一种可以产生阵列贝塞尔光束（在波长700 nm处，NA=0.3）的超表面器件。该器件可以宽波段工作，其单元结构在波长580~800 nm范围内的偏振转换效率均超过57%。利用时域有限差分算法（FDTD）对该器件（厚度为380 nm，直径仅为40 μm）进行了仿真，所产生的阵列光束都垂直于超表面器件。所提出的阵列贝塞尔光束发生器具有纳米级别的厚度和几十微米的直径，这对于未来的集成光学领域具有很大的应用前景。     

机械行业新标准介绍

根据中华人民共和国工业和信息化部公告2018年第36号,以下机械行业新标准2019年5月1日实施。1)JB/T 13525-2018《热轧用矫直机齿轮箱》为首次制定标准,规定了热轧用矫直机齿轮箱产品的常用型式、基本参数与尺寸、技术要求、试验方法、检验及验收规则、标志、包装、以及产品的运输和贮存。适用于宽厚板轧线热矫直机齿轮传动箱。2)JB/T 13526.1-2018《连轧二辊粗轧机第1部分:性能参数》为首次制定标准,规定了热连轧线二辊粗轧机设备的基本型式和性能参数。用于在热状态下,轧制黑色金属的热连轧二辊粗轧机。     

紫外飞秒激光的脉宽测量方法

相对于近红外波段的飞秒激光脉冲，紫外波段的飞秒脉冲由于具有单光子能量高、聚焦特性好、电离率高和成丝阈值低等优点，在高功率密度光场的产生、等离子体光物理等领域有着越来越广阔的应用前景，成为激光技术的研究热点。随着紫外飞秒激光技术的发展，传统的脉宽测量方法不能满足需求。指出了紫外飞秒激光脉宽测量研究的主要进展，讨论了目前可用于紫外飞秒激光脉宽的测量方法，主要有双光子荧光测量法、互相关法、简并四波混频法、多光子电离法，介绍了相关测量原理与特点。在此基础上，对紫外飞秒激光脉宽测量技术研究前景进行了展望。     

多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究

采用SPM (Sulfuric-Peroxide Mixtures, 98wt%H₂SO₄+30wt%H₂O₂)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM (Hydrochloric/Peroxide Mixture, 37wt%HCl+30wt%H₂O₂+DIH₂O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗, 并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°, 脉宽12 ns, s偏振, 波长1064 nm的激光辐照下, 经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm ², 而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm ²。另外, 虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低, 但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品, 进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此, SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。     

基于紧耦合结构的宽带基站天线设计

随着5G移动通信频段的公布,传统基站天线已不足以覆盖其工作频段。文章以紧耦合阵列天线理论为基础,提出了一种基于紧耦合结构的交叉偶极子宽带基站天线。该天线由两对正交的领结状偶极子天线构成,通过两对交叉偶极子之间的耦合效应,有效地展宽了天线的阻抗带宽。同时,通过在天线和金属反射板之间加载电阻型频率选择表面,吸收由反射板引入的谐振反射波,改善天线高频端辐射性能。仿真及测试结果表明:该天线在1.7-3.6 GHz 频率范围内,可以满足基站天线的设计指标,两端口驻波比均小于1.5,两端口之间隔离度大于55 dB,半功率波束宽度满足65°±5°范围,且整个频段内增益均大于8.5 dBi。     

复杂曲面宽行数控加工的刀位和刀具姿态综合整体优化的内蕴几何学方法

阐述了复杂曲面非球面刀具单触点宽行加工中刀位和刀具姿态综合整体优化的通用方法。基于微分几何的曲面活动标架理论,推导了以刀具曲面和设计曲面运动不变量描述非球面刀具宽行数控加工复杂曲面的刀具运动方程;在综合考虑刀位和刀具姿态的影响下,分别以一个走刀过程的加工效率和加工精度最优为目标,建立能确保刀具相对工件运动连续光滑的刀位和刀具姿态优化的泛函极值模型。最后,分别以一个鼓形曲面刀具通过旋转的主切削运动和一个椭圆抛物曲面片刀具通过直线平动的主切削运动数控加工复杂曲面的仿真实例论证了本方法的精确性、有效性和通用性。