摘要：随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,虽然有较大的波长响应范围,但是通常只能提供nm量级的分辨率而无法满足当下的高光谱分辨率的要求。虚像相位阵列(VIPA)具有大角度色散特性,可以有效提高系统的光谱分辨率,因而近年来不断被用于精细光谱检测的研究。但其波长和色散角度对应关系存在非线性,而且同一波长易产生多个衍射级次的光斑,从而造成额外的光能损失。因此,本文主要基于VIPA的交叉色散光路就如何降低VIPA色散的非均匀性的问题进行了理论分析和实验验证。首先基于傍轴理论的色散定律展开理论分析探讨了入射光腰尺寸、入射角度等参数对于VIPA色散的非线性程度和衍射级次数量的影响。然后通过进行仿真记录了宽光谱光源在不同VIPA倾斜角度条件下各波长衍射级次的数量,以及各波长对应的光斑质心的坐标值。计算各情况下的质心坐标与拟合曲线之间的距离均差,比较了不同角度条件下线性度的好坏。最后根据理论分析和仿真实验的结果进行实验。实验中记录了VIPA的交叉色散光路在不同的VIPA倾斜条件下出现的衍射级次数量,并利用一个波长可变的激光器得到了不同波长的光源在VIPA倾斜2°的实验条件下各衍射级次光斑的质心坐标。同样通过计算不同衍射级次光斑的质心与拟合曲线之间的距离均差分析不同衍射级次的线性度好坏。实验证明通过控制入射光束参数,可以一定程度上降低VIPA色散的非均匀性。VIPA倾斜角度越大且越靠近探测器中央位置的衍射级次线性度越好。

摘要：保持激光光源输出能量稳定是光刻的关键环节,需要对深紫外准分子光源脉冲参数进行高精度在线测量。传统的准分子激光器能量测量装置多工作于低重复频率,针对高重频准分子激光器脉冲测量需求,设计了激光脉冲参数在线测量系统,使用峰值保持电路配合模数转换器实现脉冲能量采集,通过建立并仿真峰值保持电路寄生等效模型,优化了高重频准分子激光脉冲峰值保持电路设计方法。所设计的系统在193nm ArF准分子光源平台上测试,实现了准分子光源脉冲参数的在线提取和能量实时高精度测量。经测试,光源在6kHz频率时,系统能量测量值相对于标准能量计的平均相对误差为0.22%,最大相对误差为0.56%,线性度为99.83%,为光刻深紫外准分子光源脉冲参数在线高精度测量系统的实际应用做了有益探索。

摘要：为解决阀用位移传感器多目标多准则的电磁结构耦合优化设计问题,针对径向尺寸受到严格约束的长行程、高精度阀用位移传感器,运用MATLAB编写优化算法程序,得到以线性度和灵敏度为目标、以结构尺寸参数为约束条件的最优化参数匹配组。根据多目标优化结果,运用Maxwell电磁仿真软件对阀用LVDT进行等效建模,对优化模型和原始模型进行电磁场仿真分析,对比两者的输出特性。结果表明:优化模型的线性度为0.19%,灵敏度为23.12 mV/mm,较原始模型有较大的提高。该方法较完整地解决了LVDT结构优化设计,可为小型化阀用位移传感器的优化与设计提供参考。

摘要：为满足高性能射频前端接收部分对高线性度的需求,基于SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一款工作在2.4 GHz频段的高线性度低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA).该放大器采用Cascode结构在增益与噪声之间取得平衡,在Cascode结构输入和输出间并联反馈电容,实现输入端噪声与增益的同时匹配.设计了一种改进的动态偏置有源电流镜以提升输入1 dB压缩点及输入三阶交调点的线性度指标.为满足应用需求,LNA与射频开关及电源模块集成组成低噪声射频前端接收芯片进行流片加工测试.测试结果表明:在工作频率2.4~2.5GHz内,整个接收芯片增益为14.6~15.2 dB,S_(11)、S_(11)<-9.8 dB,NF<2.1 dB,2.45 GHz输入1 dB压缩点为-2.7 dBm,输入三阶交调点为+12 dBm.芯片面积为1.23 mm×0.91 mm.该测试结果与仿真结果表现出较好的一致性,所设计的LNA展现出了较好的线性度表现.

摘要：为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方法,使ADC在大摆幅信号下有足够的线性度来处理信号,同时使电容数模转换器(DAC)的匹配精度满足ADC分辨率的要求,极大地降低了对电容阵列几何参数的匹配精度要求,具有较低的功耗。采用Cadence Virtuoso设计版图,测试结果表明,芯片的微分非线性(DNL)在-0.5~+0.5 LSB范围内,有效位数(ENOB)为10.61 bit,功耗为97 mW,获得了较好的性能。

摘要：提出了一种采用差分结构设计,硅钢片作为铁芯的双E型互感式差分位移传感器,分析了该传感器的基本原理并采用有限元仿真得到传感器最佳线性度时对应的线圈匝数,相对于传统双U型结构,双E型互感式差分位移传感器的测量范围更大,线性度更好。原理样机的试验结果表明,当磁浮飞轮转子间隙在0~1.5 mm之间线性变化时,双E型互感式差分位移传感器的线性度为3.87%,满足磁浮飞轮转子位移测量要求。另外,双E型互感式差分位移传感器还具有结构简单,价格低廉,便于安装的优点。

摘要：为满足先进反应堆堆外核测量系统中间量程测量通道灵敏度高、探测器灵敏区长、反应堆线性响应好的需求,采用多支灵敏区长度具有一定比例关系、同时机械结构完全相同的裂变电离室,进行热中子灵敏度标定和反应堆线性响应研究,以为核电厂实际所需长灵敏区裂变电离室提供一种在现有试验堆条件下进行其核性能试验的方法。通过测量不同灵敏区长度的裂变电离室热中子灵敏度和反应堆高中字注量率下的线性响应,对其热中子灵敏度随灵敏区长度的线性变化和反应堆线性响应进行试验验证。测量结果表明,裂变电离室热中子灵敏度随灵敏区长度呈线性关系,且在反应堆热中子注量率1.23×10^(2)~3.10×10^(10)nv(1nv=1n·cm^(-2)·s^(-1))范围内进行计数率模式和MSV模式线性拟合,裂变电离室最大线性度为-1.23%。

摘要：电容式微机械超声换能器(CMUT)具备比压电式超声换能器微型化、高密度阵元集成、高机电耦合系数等优势,在医学成像、流量测量等领域展现出巨大的潜力。本文基于牺牲层释放工艺,设计并成功制造了高密度集成的微型CMUT阵元,在水中对其进行了性能测试和表征。实验结果显示,该换能器具有优异的发射线性度(非线性度为0.74%),以及良好的发射和接收灵敏度。此外,轴向声压衰减趋势符合负指数衰减规律,并且具备出色的指向性能(-6dB主瓣宽度为26°),同时旁瓣干扰极小。

摘要：为了提高微波功率测量的准确性,文中将平面电磁波作用于霍尔器件,用解析方法得到了霍尔电压的直流分量与微波功率密度之间的线性关系。基于同轴线设计了通过式与吸收式两种型号的微波功率探测器。以同轴通过式为例,在0.1 mW~50.0 mW的微波功率测量范围内,探测器的线性度达98.28%,瞬态响应时间为3μs~6μs,频率响应范围为1 GHz~10 GHz。实验结果与理论分析结果一致,该新型探测器具有线性度好和响应速度快的特点,有望得到更为广泛的应用。

摘要：文中采用28 nm CMOS工艺,设计了一款应用于半速率CDR电路中的相位插值器。该插值器采用锁相环提供的正交参考时钟,通过编码控制的DAC电流源调整电流权重控制输出相位,一个周期内可实现128次相位插值。为了提高接收器在多通道、多协议的性能,提出了输入时钟整形电路对斜率进行调节,提高了线性度。仿真结果表明,插值器在6.25 GHz工作频率下线性度良好,微分非线性(DNL)最大不超过1 LSB,积分非线性(INL)最大不超过2 LSB,实现了高线性度、宽频率范围的设计目标。