近红外1550 nm单光子探测器硬件电路设计

针对现有单光子探测器模块价格昂贵和体积大的不足,设计了基于 InGaAs／InP 雪崩光电二极管（APD）的便携式单光子探测器,给出了探测器温控模块和偏置电压源的设计电路,门控信号的产生和雪崩信号的提取由 FPGA 完成。实验结果表明：在200 MHz 门控条件且制冷温度为－55℃时,探测器的最大光子探测效率（PDE）约为16％,当探测效率为12％时,暗计数率（DCR）约为8．2×10－6／ns。     

基于InGaAs/InP APD的单光子探测器设计与实现

针对现有单光子探测器模块价格昂贵和电路复杂的不足,设计了基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)的便携式单光子探测器,给出了APD门控驱动信号和雪崩信号鉴别电路的设计方案,门控信号的产生和雪崩信号的提取由FPGA完成。实验结果表明:在200 MHz门控条件且制冷温度为-55℃时,探测器的最大光子探测效率(PDE)约为20%,当探测效率为16%时,暗计数率(DCR)约为7.2×10-6/ns。     

基于APD-PIN结电容平衡电路的门控单光子探测器

以APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路(GPQC)和InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)为核心研制了可工作在宽门控频率范围下的近红外单光子探测器。门控信号为200 MHz以下任意重复频率的尖脉冲,门宽约1 ns,脉冲幅度约10 Vpp。采用与APD结电容特性相近的PIN高频二极管研发了APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路,可有效地抑制门控微分噪声中的低频分量,抑制比大于40 dB。采用一组简单的9阶贝塞尔型电感-电容(LC)低通滤波电路滤除残余的高频噪声分量,并使用通用的宽带射频放大器对雪崩信号进行放大。在-52 ℃,0.1~200 MHz门控频率条件下,10%探测效率时暗计数率、后脉冲概率分别小于610-6/gate、1.9%,最高探测效率可达26.4%。     

基于APD的气体拉曼单光子探测器设计

根据拉曼散射光的特点,选用一种由硅雪崩光电二极管（APD）组成的多像素倍增器件作为光电转换器,设计了一套单光子探测器。为降低探测过程的噪声,探测器部分设计有低纹波偏压、恒温控制和快速雪崩抑制模块,并配有用于雪崩特性研究的测试模块,并通过调整电路参数优化探测性能。测试结果表明：探测器具有响应灵敏度高、分析速度快、体积小巧、功耗低等特点,适合在气体拉曼分析系统中使用。     

GHz重复频率可调InGaAs/InP单光子探测器

InGaAs/InP雪崩光电二极管（avalanche photodiode APD）可实现近红外波段的单光子检测,具有集成度高功耗低等优势,被广泛应用于量子信息科学、激光测绘、深空通信等领域。通常,为了减小误计数,InGaAs/InP APD工作在门控盖革模式,其门控信号的重复频率直接决定了探测器的工作速率。基于此,采用低通滤波方案,结合集成了GHz正弦门控信号产生、雪崩信号采集、温度控制、偏置电压调节等功能的处理电路,搭建了GHz重复频率可调的高性能InGaAs/InP单光子探测器。GHz门控信号重复频率升高到2 GHz,其相位噪声仍优于-70 dBc/Hz@10 kHz,且尖峰噪声被抑制到热噪声水平,当探测效率为10%时,暗计数仅为2.4×10^-6/门。此外,还验证了该方案下探测器的长时间稳定性,测试了工作速率、偏置电压等对APD关键性能参数的影响,为GHz InGaAs/InP APD的进一步集成及推广奠定基础。     

基于ADN8831芯片的红外热像仪精密温度控制系统的设计

在光电应用领域中,有很多红外热像仪对温度控制的精确性和稳定性有很高的要求.采用ADN8831温控芯片设计了一个高精度高性能的温度控制系统.实验测试结果表明,该系统完全符合光电领域对温度稳定性的要求,控制精度达到了0.01℃.     

中红外波段雪崩光子探测器研究进展

近年来,中红外雪崩光电二极管(APD)阵列,以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点,成为光纤通信、三维激光雷达成像、天文物理以及大气观测等应用的重要器件.本文具体介绍了中红外雪崩光电探测器的结构和探测原理,对其结构参数相关的性能以及优缺点进行了详细介绍,并展望其发展前景,同时介绍了一些中波红外雪崩光子探测器研究和应用进展.     

量子通信中单光子探测器的研究

讨论了单光子探测器的工作模式、性能参数,并对实物进行了量子探测效率和暗计数的测试.理论分析和实验测量表明,单光子探测器的各项性能参数都与温度、工作电压和工作模式有着极大的关系.     

红外单光子探测器暗计数的研究

分析暗计数的来源,讨论温度及门控模式下各种参数对暗计数的影响,提出减小暗计数的有效方法。太低的温度不利于暗计数的减小,而应根据不同的APD选择合适的温度并与门控技术结合来消除暗计数。偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择对后脉冲的消除起着关键的作用。     

高速近红外1550nm单光子探测器

高速近红外1 550 nm单光子探测器采用半导体制冷和热管风冷混合技术,雪崩二极管工作于盖革模式下,使用交流耦合方式提供门脉冲信号,通过延迟补偿和采样边沿锁存方式消除尖脉冲干扰,采用反馈门控减小后脉冲的影响。采用了ECL(Emitter Couple Logic)与TTL(Transistor-TransistorLogic)混合电子技术提高单光子探测系统的运行频率,其频率可大于10 MHz;另外,通过对雪崩信号的放大来提高信号的动态范围,进一步优化探测器的性能。实验测试与分析表明,探测器在时钟频率10 MHz、温度-62℃、门脉冲宽度8 ns的条件下的最优性能参数为:量子探测效率12.8%,暗计数率3.76×10-6ns-1,噪声等效功率8.68×10-19W/Hz1/2。     

高真空低温下红外探测器窗口吸附物的分析

利用X射线光电子能谱、红外喇曼反射谱和红外透射谱,研究了在超高真空环境下,红外探测器在电老化一段时间后,其表面镀ZnS的Ge窗口材料表面的变化情况。对比电老化前后的两种探测器窗口的实验结果,表明探测器窗口上的吸附物可能来自真空腔内的易放气部件,如连接导线的外皮。     

测温二极管的设计原理、定标及在红外探测器中的应用

红外探测器组件中的硅平面型ｐｎ结测温二极管,具有体积小、测温范围宽、灵敏度高、实用性强等优点。文中从设计原理、结构、定标测试、误差分析等各个方面对测温二极管做了全面介绍。特别值得一提的是,在一定的温度范围内,经过大量的实验,对每一只测温二极管从７７～３００Ｋ进行了９０多个温度点的逐点测定,得到较为精确的结电压与温度关系曲线,与三点测定法得出的数值比较,两者的最大误差＜２°Ｃ。该结果对工程化使用三点测定法进行测温二极管的标定,提供了快速、方便、可靠的定标方法。文中介绍的测温二极管在国内首家应用于我所生产的ＳＰＲＩＴＥ、３２元等红外探测器组件中。通过多年的实际应用和可靠性实验,证实这种测温二极管用于红外探测器组件的测温、控温是非常实用的。     

正交读出方式体全息光栅通信波长衍射特性

为了寻求高质量和高密度的密集波分复用器件,采用了在双掺铟铁的铌酸锂晶体中透射式记录/正交式读出方案制作体全息光栅的方法,对体全息光栅衍射特性进行理论分析和实验验证.利用波长为532nm的激光记录尺寸比为1:1的体全息光栅,然后用中心波长为1550nm的红外通讯波长成功读出,取得了波长选择性为0.5nm的波长衍射特性数据.同时,利用2维耦合波理论的闭形式解析解得到了该体全息光栅衍射效率随波长的变化关系.结果表明,实验结果与理论预期相符合,这一方法对制作体全息光栅密集波分复用器件的实用化是有帮助的.     

光聚合法对聚异丙基丙烯酰胺纳米凝胶粒径及形状的控制

纳米凝胶粒径和形貌的控制一直是纳米凝胶领域的研究热点。本研究利用光聚合的方法，无需其他有机添加剂，合成出5～100nm范围的聚酰胺凝胶。其粒径分布范围可控制在10nm以内。通过SEM对纳米凝胶形貌进行了表征。从结果看，可在纳米尺度上对凝胶的形状进行控制，并合成出树枝状、球状、核壳结构的纳米凝胶。这些结果未在文献中报道过。     

电力系统通信机房智能温控系统设计与实现

随着电力系统自动化程度不断提高,电力系统通信机房设备规模和管理复杂性也不断提高,因此,电力系统通信机房温度控制对于各类设备正常运行至关重要。文章结合电力系统根据电力系统通信机房实际需求,提出了一种基于单片机的电力系统通信机房智能温控系统,其具有结构简单、测温准确度高等特点。     

透视/遮阳/控温/红外隐身多功能集成序构薄膜研究

为了解决光学材料多功能耦合与集成的光谱诉求及其材料设计冲突难题,本文提出一种基于［TiAlN/Ag］²/TiAlN序构复合薄膜开展可见光透射诱导与红外辐射抑制的协同设计方法,诠释序构薄膜材料多功能耦合的新原理与新机制,并对其光学兼容性能测试表征。研究表明,构筑的［TiAlN（厚度30 nm）/Ag（厚度15 nm）］²/TiAlN（厚度30 nm）序构复合薄膜具备带通状选择性透射与中远红外低辐射的光学特性,可较好实现透视、遮阳、低辐射控温与红外隐身多功能兼容效果,在军用车辆、绿色建筑等特种玻璃的辐射控温与红外隐身领域有应用潜力。     

Improvement of TEOS-chemical mechanical polishing performance by control of slurry temperature

Effects of slurry temperature on the chemical mechanical polishing (CMP) performance of tetra-ethyl ortho-silicate (TEOS) film with silica and ceria slurries were investigated. The change of slurry properties as a function of different slurry temperatures was also studied to obtain higher removal rates and smoother surface morphology. The changes observed with increasing temperature are as follows: the pH showed a slight tendency to decrease, the conductivity of the slurry showed a tendency to increase, the particle size in the slurry decreased, and the zeta potential of the slurry decreased with temperature. The removal rates linearly increased and maintained at the temperature of about 40 °C. The hydroxyl (OH⁻) groups increased in the slurry as the slurry temperature increased and then they diffused into the TEOS film. The surface of the TEOS film became hydro-carbonated by the diffused hydroxyl groups. The hydro-carbonated surface of TEOS film could be removed more easily. Better surface morphology of TEOS films could be obtained at 40 °C of silica slurry and at 90 °C of ceria slurry. It is found that the CMP performance of TEOS film could be significantly improved or controlled by change of slurry temperature with the same slurry.     

地空通信和卫星通信组网实现电台的远程控制

地空话音通信在民航、军航以及许多军事指挥系统中有广泛应用.介绍了卫星通信系统与地空通信系统组网方式,实现20部地空电台的远程集中控制,完成区域指挥中心(SOC)对空指挥功能,并对其技术实现进行了探讨.     

热红外联合被动微波重构裸土区地表温度时间序列数据算法

在进行一定区域地表温度时间序列的研究中,常遇到由于天气原因造成的温度数据缺失问题,针对这一突出问题,在分析土壤发射率数据库的基础上,提出了一种裸露地表晴空时段热红外、微波亮温数据与非晴空时段微波亮温数据相结合来获取时间序列中缺失的地表温度数据的算法.此算法不仅解决了被动微波进行地表温度反演过程中下垫面发射率难以确定的问...