摘要：介绍了一种基于PTZ(Pan/Tilt/Zoom)相机的测量范围可调的激光三角测距新方法,利用VS2015和OpenCV,设计实现了针对大型户外目标的激光远程除冰视觉测距系统,通过自行开发的软件进行相机云台PTZ运动控制及激光光斑识别定位,并借助PTZ相机水平360°全角度旋转、垂直90°翻转及23倍光学变倍能力,实现了40 m范围内不同位置目标的距离测量;测距实验结果表明,系统测量误差在Zoom=3倍时不大于54 mm,在Zoom=5倍时不大于27 mm,在Zoom=10倍时不大于19 mm,在Zoom=15倍时不大于15 mm,在Zoom=20倍时不大于11 mm,测量误差随测量距离的增大而增大、随镜头变倍值的增大而减小。

摘要：重金属离子是水体主要污染物之一,严重危及人体健康与生命安全。水体污染物的快速检测与实时监测有利于保护生态环境、保障人民生命健康。化学修饰电极是电化学传感器领域的研究热点,具有检测速度快、成本低、操作简便、易集成等特点,可满足工业现场和智能家居等诸多领域对重金属离子的原位实时和动态监测需求。本文围绕化学修饰电极的设计理论与制备方法,对重金属离子快速检测用化学修饰电极技术的研究进展进行综述,同时对化学修饰电极的可靠性和环境适应性研究进行了讨论与展望。

摘要：磁共振成像MRI是当前最为复杂的医学影像技术之一,也是生物医学工程专业本科生医学影像技术相关课程的教学重点和难点。针对华中科技大学生物医学工程专业在磁共振成像MRI教学中存在的一些问题,由任课教师根据自己的科研背景和授课体验,围绕学生应掌握的知识点,自主设计开发了一款适合生物医学工程专业教学的系统平台。该平台构建了包含磁共振医学成像原理展示、系统元件拆分、成像操作实践等多个环节的虚拟仿真综合设计实验,使学生系统掌握磁共振成像设备的基本结构、功能及操作流程。通过该平台教学,有助于学生利用虚拟实验锻炼综合应用知识的能力、自主学习能力、分析解决问题能力和动手实践能力,进一步提升了学生综合素养和创新创业能力。

摘要：为实现单模光纤与锗硅材料器件的垂直耦合并提高耦合效率,设计了一种锗硅光栅耦合器。通过在硅衬底上增加金属反射层来提高光栅的耦合效率,并利用时域有限差分法仿真软件对锗硅光栅的刻蚀深度、刻蚀槽宽和光栅周期等结构进行了优化。然后,分析了有无金属反射层时的功率和电场分布情况,计算了光栅耦合效率。仿真结果表明,在最佳工作波长1466 nm处,有金属反射层均匀光栅得到的光栅最大耦合效率为−1.34 dB,相比无金属反射层光栅,最大耦合效率提高了9.4 dB,并且光在波导中的定向性得到了明显的改善。另外,为进一步提高耦合效率,在均匀光栅的基础上仿真设计了两步变迹光栅,相比均匀光栅最大耦合效率提高了0.55 dB。同时,对耦合光栅中的金属层厚度、锗硅材料折射率和光栅尺寸三个方面行了工艺容差分析,结果表明,所设计的耦合光栅对工艺偏差具有较高的容忍度。最后,制作了锗硅耦合光栅器件,测试结果表明,在工作波长1465 nm处,获得了−2.7 dB的最大耦合效率。

摘要：针对目前高速科研相机的常用Cameralink视频信号传输接口需专用数据采集卡连接到计算机导致系统灵活性不够的问题,提出一种基于FPGA的Cameralink接口Deca模式下高通量数据实时交互处理方案。硬件上利用编解码芯片完成Cameralink接口的数字图像采集和转换,输出LVDS信号。软件设计采用异步FIFO完成数据缓存及转换,解决跨时钟域的时序匹配疑难。FPGA设计结合Cameralink接口最大通量数据传输协议80 bits模式10 tap/8bit格式准确数据交互。通过Modelsim仿真验证及实物测试,结果表明在sCMOS相机满帧全速2048×2048@100 fps最大85 MHz下,FPGA与Cameralink接口的高通量数据准确控制,并向下兼容Base、Medium及Full模式。具备很高灵活性及应用价值。

摘要：由于不断增加的二氧化碳排放导致全球变暖,且能源短缺等问题日益恶化,将二氧化碳电化学还原为高附加值化学品和燃料引起了极大的兴趣,设计高效催化剂对实现二氧化碳的高效选择性转化具有重要意义.在所探索的各种催化剂中,铜基催化剂具有良好的开发潜力,可用于烃类生产.本文综述了铜基电化学二氧化碳转化材料的最新进展.分别从尺寸结构到不同形式(合金、氧化物)的铜基催化剂,以及分子催化剂等方面展开,重点讨论铜基催化剂上二氧化碳电解还原的反应机理.最后,对未来高效铜基催化剂的设计提出展望,以促进二氧化碳转化的可持续发展.

摘要：总谐波失真THD是衡量信道非线性程度的重要指标,应用于音频小信号放大电路的任意输出波形识别和总谐波失真的全自动测量系统成为检测信号放大性能的有效手段。为准确计算放大后的波形总谐波失真度,采用了快速傅里叶变换FFT技术。从提高系统效率角度,使用高频率采样并半数提取的技术方案。通过动态控制继电器、阻容元件及多级放大等手段,合理调整放大系统静态工作点的位置和输入波形大小,实现不同类型的失真波形输出。基于stm32f103c6单片机,联动开关一键式完成任意波形采集、识别、计算和显示,极大提升了小信号放大电路失真度测量的工作效率。Matlab运算仿真、Multisim电路仿真及实物测试表明,多级晶体管放大一致性调节电路和单片机FFT运算组成的小信号放大电路任意波形THD全自动测量系统,可准确、实时识别波形并计算出总谐波失真,一键式切换设计操作方便、节约成本,颇具实用价值。

摘要：介绍了用于接收端探测器前置放大的半导体光放大器的核心设计要点及其与普通半导体激光器在实际制作中的几个不同点。半导体前置光放大器的设计核心是如何抑制其中的自发辐射并被伴随放大的噪声,对于边入射型的器件还要考虑其增益偏振相关性的消除。半导体光放大器一般具有少阱和低光场限制因子的长增益区结构,在这点上它与高速直调半导体激光器有着最大的区别。

摘要：MEMS器件的封装一直是MEMS技术的难点之一 ,在封装设计中 ,如何测试封装的有效性就显得尤为重要。本文叙述了一种基于MEMS技术的微型湿度传感器的原理、设计以及工艺流程。在其上进行气密性封装 ,则可通过对封装内的湿度测量来判断该封装的气密性能。在设计中 ,充分考虑了尺寸、工艺以及灵敏度等各方面要求。制作采用的是传统的光刻、刻蚀工艺。该湿度传感器结构简单 ,易于制作 。

摘要：太赫兹波具有非电离、对非极性物质穿透性高、对氢键等弱共振敏感等特性,是生物、材料、化学等领域的重要研究对象。蛋白质、糖类等生物大分子的转动频率和基团的振动频率以及分子之间弱相互作用的特征频率恰好处于太赫兹频段,这赋予了太赫兹光谱技术在生物医学领域中极大的发展潜力。然而,由于待测物尺寸一般小于太赫兹波长(0.03~3.00 mm),微量的待测物难以引起谱线的改变,太赫兹光谱检测灵敏度较低。能够灵活操控电磁波特性的超材料为解决上述问题提供了新的思路,通过设计不同的结构及参数,能够得到谐振频率位于太赫兹波段的超材料,微量的待测物即可引起谱线的明显变化。基于共振型太赫兹超材料构建了牛血清白蛋白(BSA)传感器,实验结果表明,当BSA溶液的体积质量为2.0~8.0 mg/mL时,传感器共振频率偏移量与溶液浓度呈线性关系,传感器的最低浓度检测限为0.3 mg/mL。