高精度数字式光学膜厚监控系统

通过对光学膜厚监控系统中光路部分、电路部分以及信号处理部分的噪声分析,设计出频率稳定性良好的斩光器、低噪声光接收电路和具有较强抗噪声性能的数字式锁相放大器,从而显著地提高了系统的精度和稳定性,为提高镀膜成功率和薄膜性能创造了有利的条件。将该系统应用于镀膜系统中,实验结果证实了该系统具有较高的精度和稳定性。     

基于V/F变换下的数字相敏检测监控光学膜厚

本文采用基于电压-频率变换(V/F)的数字相敏检测技术应用于光学监控信号检测,得到的被检测信号的幅度,即光学监控信号波形.而且针对光学监控系统中被检测信号特点,从理论分析角度说明了本方案抑制被检测信号低次谐波和白噪声的性能.仿真分析中针对加入了2,3,4次谐波和零均值随机白噪声,信噪比为20dB,频率为166Hz的被检测信号,利用本方案检测出光学监控信号反射率最大误差＜0.2%.分别利用本方案检测出的光学监控信号和理想监控信号读取反射率极值点对应薄膜厚度,对比可知采用本方案监控膜厚理论误差＜2nm.     

光学膜厚监控方法

光学膜厚监控方法是光学镀膜过程中用以控制光学薄膜光学厚度的主要方法,也是实现镀膜自动化的关键技术之一.了解光学膜厚监控方法的工作原理、特点及误差来源,有助于在实际应用中根据所镀产品的要求选择合适的光学监控方法及监控参数.文中针对最常用的两种光学膜厚监控方法一单波长法和宽光谱法,分别介绍其工作原理,给出了单波长下根据薄膜的透射率或反射率推算膜层厚度的计算方法以及宽光谱法所常用的3种评价函数,总结出影响单波长法测量的8种因素和宽光谱法的11种因素,并根据这些因素分析了这两种方法的特点和适用范围.     

复合光路光学镀膜宽光谱膜厚监控系统

介绍一种复合光路宽光谱膜厚监控系统及其软硬件开发,对系统结构组成和工作原理进行说明。通过增加中间通光孔式的分光镜的复合光路,基于LabVIEW平台开发宽光谱膜厚监控软件,实现了基于宽光谱扫描法的宽光谱膜厚监控和基于极值法的光学膜厚监控的兼容并用,提高了光学镀膜膜厚监控的精确性和自动化,为传统光学镀膜设备的升级改造提出了一种可行性技术。     

改进卡尔曼滤波算法在语音信号处理中的应用

针对传统卡尔曼滤波算法在加性噪声影响下的语音信号处理中要先对被观测系统的状态进行统计估值和计算量很大的问题．提出了改进卡尔曼滤波算法。该算法不用预先估计噪声、驱动项以及语音模型参数,可直接得到增强的语音信号。通过仿真实验证明,该方法在减少计算量的同时,有效地消除了加性噪声,并能保持较好的语音可懂度。     

近红外光学膜厚监控系统的研制

在光学真空镀膜膜厚监控过程中,近红外波段信号弱、外界干扰大、信噪比低,难于检测监控.运用相干检测、锁相放大原理,在光学真空镀膜机可见光波段监控系统的基础上,研制了锁相放大器和改装近红外探头组成的近红外光学膜厚监控系统,成功实现近红外膜厚监控信号的压噪、放大、滤波和检测监控.     

基于卡尔曼滤波的TACAN基带脉冲信号处理

在现代TACAN机载设备中广泛使用数字中频的设计理念,而卡尔曼滤波理论作为目前工程中最成熟、应用最广的控制、预测理论,可将两者结合实现对TACAN基带脉冲信号的滤波,达到提高测量精度的最终目的。从实际工程应用出发,通过对脉冲包络数学模型推导,构建离散卡尔曼滤波状态空间方程,用Matlab仿真卡尔曼滤波的预测、校正过程,完成设计算法验证,提高基带信噪比。     

膜厚对氧化钒薄膜结构和光学性质的影响

利用真空热蒸发在石英基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜, 研究厚度对薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。薄膜的结构由X射线衍射(XRD)仪和拉曼(Raman)光谱仪测得, 表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测。利用分光光度计测量薄膜的光学透射率, 并且采用Forouhi-Bloomer模型与修正的德鲁德(Drude)自由电子模型相结合的方法拟合透射率来确定薄膜的折射率、消光系数和带隙。结果表明, 热蒸发的氧化钒薄膜呈非晶态, 薄膜的主要成分为五氧化二钒, 且含有少量的二氧化钒。薄膜表面的颗粒粘结在一起, 随着薄膜厚度的增加, 薄膜表面粗糙度以及颗粒尺寸变小, 膜层表面平整度越来越好, 颗粒之间的空隙变小, 导致折射率随膜厚的增加而增大, 消光系数减小。另外, 随着薄膜厚度从200 nm增加到450 nm, 光学带隙从2.67 eV减小到2.45 eV。     

纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用原子力显微镜(AFM)观测膜厚在15．76nm时的表面形貌，此时表面形貌已呈现连续膜的特征。     

基于人工神经网络的光学膜系设计方法

提出一种基于人工神经网络算法,应用于膜系的设计.在膜系自动优化过程中,根据确定的边界条件范围内,计算出膜系设计的最优解.采用了新型的评价函数,使得设计结果更符合设计要求.优化过程中能够快速学习网络权重,并且能够摆脱局部极点的问题.结果表明在同样的条件下,人工神经网络算法可以得到更合理的膜系.     

基于PSP及Kalman滤波的PCMA信号盲分离算法

提出了一种成对载波多址系统中信息序列和信道联合估计的算法。该算法在不具备任一协作通信方发送的信息序列的先验知识前提下从混合信号中解调出两路信息序列。该算法结合了逐幸存路径处理法无延迟的信道参数估计特性和Kalman滤波良好的估计性能。仿真实验表明,该算法具有良好的信道捕获与跟踪能力,且实现较好的符号序列估计性能。     

金属-介质薄膜型宽角度反射滤光片

为进一步提高彩色滤光片的角度容差性和光能利用率等性能要求,设计了一种金属-介质薄膜型反射滤光片。通过膜系优化方法获得了基于减色原理的青色、品红色和黄色三种颜色的反射光输出,中心波长分别为655 nm、555 nm和455 nm,反射谱带宽分别为70 nm、60 nm和60 nm。该彩色滤光片仅吸收可见光波段三分之一光能量而三分之二光能量被反射利用,具有光能利用率高的特点。测试结果表明,该结构彩色滤光片在±40°入射角范围内反射滤光特性基本不随角度变化,满足彩色滤光片宽角度特性要求。与其他结构彩色滤光片相比,薄膜制备工艺决定了该结构彩色滤光片还具有制备容易的优势。     

CO-OFDM系统中一种基于卡尔曼滤波的三阶相位噪声补偿算法

在相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)中,相位噪 声的方差随着激光器线宽的增加而增加,从而在频域引入 更大载波间干扰,对系统的性能造成极大的影响,同时调制方案阶数的增加会使系统对相位 噪声更加敏感。针对激 光器线宽较大和采用高阶调制的系统,提出了一种基于卡尔曼滤波的三阶相位噪声补偿算法 。算法的3个阶段为 时域相位噪声粗补偿、频域残余CPE消除和时域相位噪声精补偿,并给出了算法3个阶段的数 学模型。所提出算法 与现有的其它几种算法进行了仿真对比分析表明,在激光器线宽较大时,所提出算法具有更 低的误码率(BER),能较大幅度的提高CO-OFDM系统对激光 器线宽的容忍度。     

Effects of barrier layer and processing conditions on thin film Cu microstructure

The crystallographic texture and grain size of sputtered Cu films were characterized as a function of deposition temperature, barrier layer material, and vacuum conditions. For Cu deposited in a HV chamber, (111) Cu texture was found to weaken with increasing deposition temperatures on W, amorphous C and Ta barrier layers, each deposited at 30°C. Conversely, under identical Cu deposition conditions, texture was found to strengthen with increasing deposition temperature on Ta deposited at 100°C. Median Cu grain size varied parabolically with deposition temperature on all barrier layers and was slightly higher on the 100°C Ta at a given Cu deposition temperature, relative to the other underlayers. For depositions in an UHV chamber, Cu texture was found to strengthen with increasing Cu deposition temperature, independent of Ta deposition temperature. Median Cu grain size, however, was still higher on 100°C Ta than on 30°C Ta. The observed differences between the two different chambers suggest that the trend of weak texture at elevated deposition temperatures may be related to contamination. Characterization of the Ta underlayers revealed that the strengthened texture of Cu films deposited on 100°C Ta is likely related to textural inheritance.     

基于CKF的系统误差与目标状态联合估计算法

针对量测信息中系统误差对目标状态估计精度造成 的不利影响,提出了一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)的系统 误差与状态联合估计(JE-CKF)算法。在算法实现中,首先采用状态向量维数扩展方法建立 非线性滤波框架下的系统误差配 准模型,其次根据系统误差配准模型对量测信息中的系统误差进行估计,进而通过对CKF实 现中量测预测值 的修正,改善量测残差中系统误差对滤波精度的影响。理论分析和仿真结果验证了算法的可 行性和有效性。     

基于容积卡尔曼滤波的异质多传感器融合算法

针对机动目标跟踪系统建模中的非线性问题,提出一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)的雷达与红外传感器融合算法。考虑到被估计系统对目标跟踪算法实时性与精度的要求,在容积滤波框架下构建了集中式量测融合(CMF)和分布式状态融合(DSF)两种结构形式。CMF结构采用最优加权方法,首先对雷达和红外两种异类传感器的方位角度量测信息进行融合,并将其与融合后的雷达径向距量测构建新的量测数据,进而通过CKF算法对机动目标进行跟踪。DSF结构则首先对雷达量测中径向距信息进行加权融合,并将融合结果作为红外传感器的虚拟径向距量测,以实现红外量测的扩维处理,进而对每组量测数据应用CKF进行分布式并行加权融合,获得目标运动状态的最终估计。仿真场景中,对两种融合方法的性能进行比较,理论分析与仿真实验验证了算法的可行性与有效性。     

基于自适应Kalman滤波的二维有噪子带信号恢复

基于子带信号的多通道表示（multichannel representation)和输入信号的动态特征,本文尝试推出了一种多分辨率状态空间模型,它与带相加子带噪声的滤波器组（Filter Bank)系统是等价的,于是使有噪子带信号的恢复可表述为相应多分辨率态空间模型的最优状态估计问题。进一步又利用信号的向量动态模型,发展了适于二维Kalman滤波的二维多分辨率状态空间模型,根据信号行为的分布,目标平面（object plane)可分割为不同的区域并用不同的向量动态模型来表征信号的非平衡分布,计算机数字仿真结果进一步证实了本文所提出了二维多分辨率Kalman滤波器性能的优越性。     

锰钴镍氧浸没式探测器制备及性能

基于化学溶液法制备了尖晶石结构氧化物锰钴镍氧Mn1.56Co0.96Ni0.48O4(MCNO)薄膜材料,研究了其电学性质及红外器件的探测性能,包括器件的响应率,时间常数和探测率.制作了厚度为8μm的MCNO薄膜及红外热敏探测器件,测量了材料的阻值-温度曲线.制作了基于半球形锗透镜的浸没式MCNO薄膜探测器,具有时间常数较小(~18 ms),响应率高(~4.4×103V/W)和探测率高(~5×108cm·Hz0.5/W)的优点.     

基于扩展卡尔曼滤波器的车道线检测算法

提出一种将道路结构模型信息与扩展卡尔曼滤波器(EKF,extended Kalman filter)相结合的车道线检测算法。基于扫描线的自适应边缘检测算子进行边缘点的检测,针对车道模型建立了适合算法的自定义参数空间,进行边缘点的投票,提取出候选车道线,解决了传统Hough变换中处理速度慢的问题。根据道路几何学和车辆动力学建立新的车道模型,增加了车道信息待估计的参数,并利用车道线的特征约束排除干扰线得到车道线的内边界,结合EKF对车道线边界点坐标参数进行跟踪估计,以保证算法的稳定性与鲁棒性。实验结果表明,本文算法能够处理绝大多数的复杂车道情况,在实时性、鲁棒性和检测率上都取得很好的效果。