激光收发器件硅基平台封装设计与工艺实现

分析了光电子器件对V型槽刻蚀工艺精度的要求,计算了激光二级管(LD)与光纤直接耦合时所容许的对准容差,给出了无源对准封装工艺对设备和工艺控制精度的要求,并采用贴片精度达±1μm的自动贴片倒装焊工艺和硅V型槽定位技术开发了一种激光收发器件模块.初步的封装试验和测试证明了硅基平台无源对准封装工艺的可行性和可靠性.     

光悬浮微粒子旋转特性研究

悬浮光机械系统将微粒子悬浮在空中,较好地隔绝了环境噪声,在诸多精密测量及量子科学领域都发挥着重要作用.利用圆偏振激光驱动微粒子自旋,可以进行扭矩测量、气体辨识及真空摩擦等方面的研究.本文基于光悬浮微粒子旋转动力学模型,搭建了真空光悬浮及旋转实验装置,对悬浮粒子的平均转速和转速波动进行了研究.结果表明,影响光力矩的激光功率越强,激光偏振态越接近圆偏振光,粒子的平均转速则越大.但影响粒子平均转速的主要因素是阻尼力矩,通过降低环境气压以减小粒子的旋转阻尼,其平均转速可大幅提升.通过调控这些实验参数,约4μm直径的球霰石微球在环境气压为0.1 Pa时被驱动至3.93 MHz转速.但在低气压环境下,微粒子的热运动也变得明显,从而导致悬浮粒子的等效激光功率随着热运动而变化,进而使得粒子的转速波动也随着气压的下降而增大.本文首创性地对比了相同气压不同转速下的转速波动,进一步说明了粒子热运动对转速波动的影响规律.此外,本文还研究了不同气压下转速相对波动的变化规律,这为光悬浮转子在陀螺仪领域的潜在应用奠定了基础.这些研究结果对于提升光悬浮系统已有应用以及开拓新领域均有重要意义.     

共振光散射光谱法测定微量蛋白质

利用光吸收和共振光散射(RLS)光谱研究了铝试剂(ATA)与蛋白质在水溶液中的相互作用.在pH2.50时,蛋白质可使弱的ATA光散射信号曾强.基于这种现象,我们运用RLS技术,建立了测定纳克级蛋白质的方法.该方法简单、实用、灵敏.BSA的线性范围为0.010~27.4μg/mL,HSA的线性范围为0.010~30.5μg/mL.BSA的检测限为10.7 ng/mL,HSA的检测限为10.2 ng/mL.对实际人血清样品中的蛋白质进行了测定,其结果与临床方法一致.氨基酸、金属离子或其它共存化合物的干扰很小.     

平行板间各向异性散射介质辐射传递方程求解

通过计算离散能束在传播过程中散射的能量在空间方向上的分布份额,用基于蒙特卡洛法的DRESOR法在平行平板系统内对相函数分别为一阶前向、一阶后向的各向异性散射介质中的辐射传递方程进行了求解,分别给出了各向异性散射条件下系统边界的具有较高方向分辨率的辐射强度分布以及系统内的热流、热源和入射辐射分布,并对各向异性散射对结果的影响进行了分析.将计算辐射强度结果代入辐射传递方程进行验证计算,验证结果的比较证明了DRESOR法求解辐射传递方程的有效性和正确性,并且计算结果达到了很高的精度.     

基于计算机视觉的汽车流量检测统计

利用计算机视觉和图像处理的方法对交通路口通行车辆进行流量统计.首先,由摄像机视场的标定原理和标定公式,得到了摄像机成像平面内的像素距离与实际三维空间距离的对应关系;然后,采用基于光流场的车辆检测方法,对所有经过设置的虚拟线圈的车辆进行实时检测和信息提取;最后,对提取的车辆信息进行统计和计算,得到实时路况信息.实验结果表明,该算法具有较高的检测概率,能够满足系统的精度和实时处理要求.     

光接收机调谐前端的分析

为了设计高性能的谐振式光接收机,应用场效应管模型和多种调谐网络的拓扑形式,提出了一个统一的光接收机调谐前端分析方法。推导出了对多种调谐网络通用的计算公式,用以计算谐振频率、传输函数和等效输入噪声电流密度,便于应用计算机优化光接收机的电路拓扑形式。使用该方法,编制计算机辅助程序模拟了各种不同型式的电感谐振式光接收机的特性,对于光接收机前端设计具有指导作用。     

切缝宽度对药包爆炸效应影响的动光弹试验

为了解切缝宽度对切缝药包爆炸聚能效应的影响,用动态光弹性法对不同切缝宽度的切缝药包的爆炸过程进行了试验,获得了切缝药包爆炸过程中的序列等差条纹图。通过对条纹图和动态应力集中系数的分析比较,得到了爆炸初期沿切缝方向的最大剪应力的回归曲线和公式,明确了切缝宽度对切缝药包爆炸效应影响的规律,即切缝宽度越小,聚能效应越明显,破坏威力也越大。     

一种新颖的有制冷直调激光器偏置电路设计

提出了单电源供电的有制冷直调激光器设计方案,解决了APC反馈控制的重复设计问题;在简化电路,降低成本的同时,保证了激光器温度和输出功率的稳定性.     

二维磁性NbSi2N4-WSi2N4-NbSi2N4异质结的光生电流效应

采用量子输运方法研究了二维(2D)磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄面内异质结的光生电流效应.该异质结具有C2v非空间反演对称性,在可见光范围内,用线偏光垂直及倾斜照射时,均能激发显著的光生电流效应,产生自旋极化且偏振敏感的光电流.光电流与偏振角(θ)和入射角(α)均为余弦依赖(cos(2θ),cos(2α))关系.两种照射方式下均能产生纯自旋流及完全自旋极化的光电流.在垂直照射时,能取得完美的自旋阀效应.这些结果表明,二维磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄异质结在低能耗自旋电子学及低维光电探测领域具有应用潜力.     

光响应CO2吸附剂的制备及CO2吸附脱附性能的研究

大气中CO2浓度持续增加造成全球温度升高及环境变化,为了缓解温室效应和实现CO2的充分利用,可制备直接从大气中捕获且在温和刺激条件下释放CO2的吸附剂.本文研究通过聚乙烯亚胺修饰SBA-15,并用偶氮苯基团对其进行改性制备光响应性CO2吸附剂,通过TEM、FI-IR、BET、TGA对该吸附剂进行结构表征,在低浓度常温常...