高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器北大核心

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。     

有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验系统的研发与应用

为研究既有线有砟轨道路基的翻浆冒泥机理，自主研发了一套能够模拟循环荷载–湿化耦合作用的模型试验系统。模型试样直径500 mm，由厚度分别为350 mm的路基土和200 mm的道砟组成，整个试样在高强度透明有机玻璃模型筒中制备完成。模型试验系统配备有监测荷载、位移、体积含水率和孔隙水压力的4种传感器，并通过高清相机对颗粒迁移过程进行图像捕捉。基于所研发的试验系统，针对辛泰铁路典型翻浆冒泥病害路段土样，开展翻浆冒泥模型试验。试验结果表明：动孔隙水压力是导致翻浆冒泥病害产生的关键因素。随着体积含水率的增加，动孔隙水压力引起的颗粒迁移量逐渐增加；在饱和状态下，会引起大量颗粒迁移，翻浆冒泥现象显著。试验结束时，道砟污染指数达到25%，在实际工程中已严重影响铁路的正常运营，有必要对污染道砟进行换填。     

泸县6.0级地震文化遗产震害调查与分析

2021年9月16日，四川省泸县发生6.0级地震，对当地的文化遗产造成了不同程度的损坏。为掌握文化遗产在此次地震中的破坏情况，对古建筑、古桥、渡槽、摩崖造像、古遗址以及可移动文物进行震害调查，分析破坏原因，提出不同文化遗产的震害等级，并统计其在此次地震中破坏占比。研究结果表明：古建筑中木结构的震害较轻，砖木结构和石木结构的损伤较为严重，表现为墙体开裂、倾斜、倒塌和屋面损毁等破坏；古桥的桥面板产生裂缝和起壳，桥头堡基石发生移位；摩崖造像发生开裂、石像脱落，部分岩石发生坠落；古遗址的原有缝隙增大，石砌墙歪闪或倾斜；可移动文物与陈列台连接的金属卡件在地震下崩落。根据震害调查结果，将文化遗产的震害划分为4个等级，并对古建筑的维修与加固、摩崖造像的一体化监测、古桥的维护与应急抢险、可移动文物的隔震保护提出几点建议，为我国文化遗产的抗震保护提供参考。     

倾斜入射下的单截面平面度绝对检验

针对大尺寸光学平面的直线度的纳米级测量精度需求，提出了倾斜入射下单截面平面度绝对检验方法，实现了对超过相移干涉仪口径的长平晶绝对检验。利用棱镜转向实现倾斜入射角度的精密预标定，棱镜标定角度的精度高于圆光栅和图像分析等方法，可提高测量不确定度到0.0042 μm。对比了常规三面互检绝对检验结果与本方法的差异，在相同尺寸下，直线度误差仅为1.2 nm。在确认标定反射镜位置后，整个倾斜入射的干涉图调整过程将被完全集中到待测长平晶的工作面上，不需要再对反射平晶进行操作。调整长平晶时各个维度的操作互不干涉，可快速简便地得到测量结果。     

火花放电原子发射光谱类型标准化校正方式的探讨

在国内,火花放电原子发射光谱分析广泛使用类型标准化进行方法校正。在国外,标准和文献中鲜见使用此方法的相关论述。类型标准化主要采用平移校正和转动校正两种方式,哪种方式更加合理也鲜见报道。国外设备类型标准化的默认设置优先采用转动校正方式,相关国内标准对最优校正方式的规定尚不明确,此默认设置的合理性有待探讨。实验选用低合金钢20CrNi2Mo、R407标准样品和不锈钢317L、0Cr18Ni9标准样品,引用国内相关标准,以正确度临界差为评判依据,模拟类型标准化样品和待测样品“十分接近”和“接近”两种情况下平移校正和转动校正的数据正确度。经数据统计分析,平移校正分析结果均满足要求,转动校正结果在“接近”情况下部分元素不满足要求。结合相关国家标准中元素含量范围和精密度数据进行分析,通过计算允许最大偏倚量并制作曲线图方式展开分析,得出如下结论:在满足文中类型标准化控制要点前提下,分析设置更适合于采用平移校正方式。