摘要：高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障,为预防此类故障带来的危害,提出了基于双目测距的输电线交叉跨越测量方法。该方法基于改进的链码算法,设计了一种输电线自动检测算法,以提取输电线的像素坐标;依据双目测距原理,建立了输电线交叉跨越几何测量模型,计算了输电线间距。最后将该方法应用于对山西阳泉2条输电线的现场测量中。实际测量结果表明,该方法可以有效地对待测线路进行检测、拟合与合并,能够准确地获取待测线路的像素坐标;在几何测量模型中,待测的2条线路无论是平行,还是交叉跨越,均可被准确测量,实现了自动检测与无接触测量。与全站仪测量结果相比,新方法的最大测量误差〈2%,证明新方法准确有效,满足实际测量要求。

摘要：针对涡旋光受大气湍流而产生的相位畸变问题,设计了卷积神经网络检测涡旋光束轨道角动量态。将相位畸变的拉盖尔高斯涡旋光光强图像作为样本数据输入,网络利用输入的数据集进行自主学习,经过多次迭代能够精确检测出光束高阶轨道角动量信息。仿真结果表明:在大气湍流强度不确定的情况下,模型对轨道角动量态范围为1~40、1~100、1~160的涡旋光束检测准确率分别为94%、90%、86%;在不同传输距离、不同径向指数、不同基模束腰半径以及不同波长下轨道角动量态范围为1~100的涡旋光束的检测准确率均达到78%以上,且具有很好的鲁棒性。该方法检测精度高、范围广、移植性强,可为涡旋光束轨道角动量态的检测与识别提供一种新思路。

摘要：Te基热电材料以其优异的热电性能得到科研工作者的广泛关注,但该领域关于器件制备和连接界面方面的研究尚属空白.本研究基于成分梯度、载流子浓度梯度构成的多元梯度势场对界面粒子传输过程的协同调控机制,在热电材料Te和电极Fe之间引入b(FeTe)作为阻隔层,设计制备了Te/b(FeTe)/Fe梯度连接结构,并对界面新相、接触电阻和机械性能进行了研究.研究结果表明,中间合金层b(FeTe)与热电材料和电极材料的界面组织结构致密,有效阻隔了界面元素间严重的交互扩散.该b(FeTe)-Te间形成了约40μm的反应层,b(FeTe)与Fe和Te间的接触电阻分别为4.1和7.54μW·cm^2,剪切强度分别为16.11和15.63 MPa.时效温度对梯度连接结构的服役寿命和性能影响显著,Te/b(FeTe)/Fe的界面组织在553 K温度下时效15 d,界面性能保持稳定;当时效温度升至573 K时,由于高温下材料的不稳定性,导致性能随着退火时间的延长急剧下降,并在10 d之后完全破坏,这表明其最佳工作温度不得高于553 K.该梯度连接结构成功实现了抑制界面元素过度扩散、降低界面残余应力以及提升界面工作稳定性和服役寿命等目的,其设计思路和研究结果对半导体领域器件的制备具有重要借鉴意义.

摘要：设计了一种基于不同半径的二氧化钒(VO2)圆环加载于介质层上的宽带可调超材料吸波器,利用VO2随温度变化的相变特性,实现了外部温度对吸收曲线的动态调节.通过仿真计算表明,该吸波器在外部温度为350K时在8.09~11.23THz带宽范围内吸收率可达90%以上,表现出高吸收特性;而外部温度为300K时在相同频段内吸收率始终低于20%,从而实现了对电磁波吸收的可调功能.进一步对吸波器的等效阻抗和电场分布进行分析讨论,阐明VO2对吸收性能的调节机制.此外,文章讨论了结构参数、偏振角以及入射角对吸收的影响.其结果表明,合理选择结构参数可实现吸收性能与偏振角、入射角的无关性.本文的结论对于设计其它类型的超宽带可调吸波器具有重要的指导意义.

摘要：利用表面工艺制作的微机电系统(MEMS)变形镜具有体积小、分辨率高、驱动电压低等优点,然而镜面存在大量的释放孔形成一个规则的阵列结构,影响了变形镜的光学性能。设计制作了一种基于表面工艺的MEMS变形镜单元,研究了释放孔阵列对变形镜光学性能的影响。从夫琅禾费衍射原理出发,建立了二维释放孔阵列的衍射理论模型。研究结果表明,随着释放孔尺寸的增加和相邻释放孔间距的降低,中央零级衍射光强降低,衍射效应增强;同时镜面的有效反射面降低,总反射率降低。释放孔结构影响哈特曼波前传感器对畸变波前的测量性能,使聚焦光斑能量降低,同时随着波前扰动的增强,相邻聚焦光斑发生串扰,波前测量精度降低。

摘要：高压输电杆塔的倾斜、倒塌会对电网的稳定运行产生巨大的影响。针对目前传统测量技术无法对输电杆塔总体倾斜角度进行测量,本文结合新型传感技术和无线通信技术,提出了基于罗德里格矩阵的输电杆塔总体倾角的测量方法,设计了一种便携式、自动化式输电杆塔倾角检测装置。该装置通过搭建硬件数据采集电路,主控芯片控制激光测距模块和姿态传感模块,获取距离和姿态角数据,建立输电杆塔基座三维坐标模型和基于罗德里格矩阵的杆塔倾斜模型,解算出输电杆塔的整体倾斜角度。实际测量结果表明,该方法可以精确的对输电杆塔倾斜角度进行测量。

摘要：基于折射式棱锥波前传感器,结合二元光学原理,设计一种衍射式棱锥波前传感器。对衍射式棱锥的波前探测原理进行了理论推导,计算了单项Zernike像差通过两种波前传感器后四个子光瞳像的光强分布,对两种器件对不同像差的平均斜率测量精度和光能利用率做了定量计算和比较。计算结果证明衍射式棱锥器件可以对波前像差进行有效探测,构建微型人眼波前像差测量系统。

摘要：设计了一个检测食品质量的由两片纽扣电池供电、可持续工作30天左右的低功耗射频pH传感器。此传感器由一个由氧化铱(IrOx)电极和氯化银(AgCl)参比电极组成的pH电极、电压转换频率电路和无线通信电路三部分组成。电压转换频率电路将pH电极产生的灵敏度为-49.6 mV/pH的电压转换成灵敏度为-4.073 kHz/pH的频率信号,然后无线通信电路将频率信号调制后传送到阅读器。本文中用此传感器对储藏在5℃下的猪肉持续监测200 h,对储藏在30℃下的牛奶持续监测26 h,实验结果证明射频pH传感器可以用于食品pH随食品质量变化而变化的食品质量检测。射频pH传感器和阅读器系统可以实现准确、方便、长期的无线食品质量检测。

摘要：随着高速信息时代的来临及信息量的爆炸式增长,对信息处理速度提出了更高的要求,光子储备池计算系统成为了解决方案之一.短光子寿命易于提升光子储备池计算系统的响应速度而有助于实现更高速率的信息处理.激光器内腔长度会影响光子寿命,同时还影响了激光器输出进入不同动力学状态时所需的相关参数值.因此,本文研究了不同内腔长度(120—900μm)对基于分布式反馈激光器的储备池计算系统性能及相关参数空间的影响.结果表明,当内腔长度在120—171μm范围内,系统可低误差处理20 Gbps速率的信息;内腔长度介于120—380μm之间时、较大的频率失谐及少量虚拟节点数(50),仍可使系统具有良好的预测效果;内腔长度较短时,反馈强度与注入强度组成的高性能参数空间可提高22%—40%.

摘要：光波单向传输器件在全光计算和信息处理方面具有重要应用.本文提出一种具有完全光子带隙的硅基空气孔光子晶体漏斗型光波导结构,在光通信波段可实现单向传输特性.漏斗型光波导可打破光波对称传输,引入点缺陷通过模式转换与失配进一步抑制反向透射,并研究了不同的点缺陷类型与位置对反向透射的影响.采用时域有限差分法进行数值计算,优化选取了最佳的点缺陷模式.结果显示,单柱型点缺陷在向左移动5a(a为光子晶体晶格常数,a=470 nm)时,横电(TE)偏振光在工作波长1550 nm处正向透射率为0.716,透射对比度为0.929,工作带宽为111 nm.另外,本文提出的光波单向传输器件结构简单、工艺要求低,有望为集成光路中单向传输器件设计提供新的解决方案.