摘要：针对大型平移式喷灌机协同导航控制系统中存在的易偏离导航路径、跨间行走协同性差、喷灌均匀性不高等问题,提出了一种分布式级联协同导航控制方法。该方法在建立大型喷灌机多塔车运动学模型的基础上,结合状态反馈和PID控制,设计了主塔车为主机的路径导航控制算法以及子塔车为从机的级联同步跟随控制算法。并设计了基于该方法的协同导航控制系统,通过双天线RTK定位模块获得各塔车的实时姿态,通过变频调速技术实现各塔车运动姿态的控制。完成了变频控制的大型喷灌机设计,在河南省许昌市试验基地进行了协同导航试验。试验结果表明,喷灌机以不同速度协同导航行走时,主塔车最大横向偏差不大于3.26 cm,最大航向偏差不大于1.65°;子塔车最大同步偏差不大于13.07 cm,满足田间自主作业要求。

摘要：相较于面入射型和边入射型光电探测器,倏逝波耦合型光电探测器(evanescent coupling photodetector,ECPD)能够同时具备高带宽和高量子效率,因此在高速光通信领域有着广袤的应用前景.ECPD由稀释波导、单模脊波导和PIN光电二极管组成,通过倏逝波定向耦合提高光纤入射光到探测器吸收芯层的耦合效率.本文详细介绍了一种铟磷基ECPD阵列的结构设计、实验制备和测试结果.测试结果表明,制备的ECPD暗电流较低,在–3和0 V外加偏压下探测器暗电流低至215和1.23 pA.在有源区面积为5μm×20μm的情况下,器件仍能有较高响应度,为0.5 A/W(无增透膜).对探测器进行高频性能测试,探测器阵列的所有探测器带宽均超过25 GHz,总带宽400 GHz,可以集成任意光学器件.

摘要：在越来越多的光子计数应用中,用于近红外光波长领域的单光子探测器受到广泛关注。例如在量子信息处理、量子通信、3D激光测距(LiDAR)、时间分辨光谱等光子计数应用领域。文中设计并展示了用于探测1 550 nm波长光子的InGaAs/InP单光子雪崩二极管(SPAD)。这种SPAD采用分离吸收、过渡、电荷和倍增区域结构(SAGCM),在盖革模下工作时具有单光子灵敏度。SPAD的特性包括随温度范围223~293 K变化的击穿电压、暗计数率、单光子检测效率和后脉冲概率。25μm直径的SPAD显示出一定的温度相关性,击穿电压随温度的变化率约为100 mV/K。当SPAD在盖革模式下温度为223 K工作时,在暗计数率为4.1 kHz,后脉冲概率为3.29%的基础上,对1 550 nm光子实现了21%的单光子探测效率。文中还分析和讨论了SPAD温度相关性的单光子探测效率、暗计数率和后脉冲概率的来源和物理机制。这些机制分析、讨论和计算可以为SPAD的设计和制备提供更多的理论支持和依据。