摘要：设计了一种新颖的石墨烯-金属纳米线阵列结构等离子体D型光纤传感器。在纤芯上利用石墨烯与金属纳米线产生的局域表面等离子体共振(LSPR)特性,达到提高折射率灵敏度的效果。采用全矢量有限元法对该结构等离子体模和纤芯模的色散关系进行分析,同时研究金属传感层厚度和金纳米线直径对传感器性能的影响,最后对三种不同结构(金膜结构、石墨烯-金膜-石墨烯结构、石墨烯-金属纳米线阵列结构)传感器的灵敏度进行比较。结果表明,采用优化后的结构参数,可使所设计的基于石墨烯-金属纳米线阵列结构的传感器灵敏度得到极大的提升。折射率为1.33~1.40时,所设计结构的最高灵敏度为7383.79 nm/RIU,平均灵敏度为4136.00 nm/RIU。该研究结果为下一代等离子体光纤传感器设计提供了理论依据。

摘要：设计了一种新颖的D型对称双芯光子晶体光纤表面等离子体共振折射率传感器。利用该结构中双芯与金属传感层界面处产生的表面等离子体共振效应,结合不同的金属传感层,在可见光与近红外波段获得显著的双谐振峰现象。采用有限元法分析了双谐振峰的相互独立性,研究了该结构中空气孔间距、直径和金属传感层厚度、纳米柱半径及纳米柱间距对双峰的影响。结果表明,在优化结构参数后,双峰谐振使得传感器具有良好的传感性能,在折射率为1.32~1.43内,与双峰对应的平均灵敏度分别高达6209.09 nm/RIU和8390.91 nm/RIU,品质因数分别大于19.64 RIU-1和27.06 RIU-1。该研究结果为光子晶体光纤表面等离子体生物传感器的设计提供了理论参考。

摘要：设计了一种基于矩形金属块阵列结构的等离子体颜色滤波器,该器件结合表面等离子体共振效应与平板波导的导波特性,利用非对称矩形金属块周期性阵列结构对入射光偏振敏感的特点,在可见光波段实现对透射谱的动态调控。采用时域有限差分法研究了阵列周期、填充因子、电介质层与金属层厚度、入射光偏振角等参数对透射谱及其滤色特性的影响。结果表明,通过改变矩形金属块阵列周期参数可静态调控透射谱;矩形金属块阵列周期不对称时,通过改变入射光偏振角可对透射谱进行动态调控。通过调节结构参数,得到滤波器在可见光范围内的透射率可高达75%,且可同步实现对滤出颜色的静态和动态调控。该研究为下一代颜色可调谐等离子体颜色滤波器的设计提供理论依据。

摘要：为了满足世界空间紫外天文台中的有效载荷长缝光谱仪(LSS)的设计要求,设计了LSS主结构并对主结构的优化设计方法进行了研究。建立了以结构频率要求为约束条件,以结构质量最轻为目标函数的LSS结构优化模型。采用ANSYS软件作为结构分析器,提出一种新的更新蚁群路径信息的策略,并使用这种改进的蚁群算法作为优化器,构建了一种组合的结构优化方法。应用这种优化组合方法对LSS主结构进行优化设计,并与ANSYS零阶优化方法的优化结果进行比较。计算表明,优化组合方法得出的质量比ANSYS零阶方法降低约7%,使主结构质量相对于初始质量减少约25%,基频达到82.3 Hz,满足了设计要求。组合方法结合了改进蚁群算法和ANSYS软件两者的长处,可应用于其它类似工程结构优化。

摘要：为了减轻长缝光谱仪(LSS)主结构的重量,保持结构响应的高稳定性,对LSS主结构进行了稳健优化设计。分析了结构尺寸加工公差和材料参数波动等不确定性因素对LSS主结构稳健性的影响;调整结构尺寸加工公差,建立以结构质量为目标,以结构频率为约束的LSS主结构稳健优化模型,应用蒙特卡罗模拟方法和蚁群优化算法对稳健优化模型进行优化求解。结果表明,稳健优化后的结构质量为33kg,比初始质量减少17.5%;频率为77Hz。稳健优化最优结构质量较确定性优化略高,但结构响应更为稳定,具备抵抗尺寸波动和材料参数波动的能力,满足设计要求。采用的设计方法对类似结构的稳健优化设计有参考意义。

摘要：在GPS软件接收机架构下,基于计算机MATLAB软件平台,利用实际采集的GPS中频信号,在普通计算机上实现了一个硬件接收机的所有基带信号处理以及导航解算功能:详细介绍了FFT相关捕获方法,经典载波、伪码跟踪环设计;对于接收机中最重要的伪距计算环节,给出一种完全不需要本地时间,而仅利用采样数据,根据由捕获和跟踪得到的观测量,提取出各卫星帧头到达天线的时延差,从而计算伪距的方法,最终实现了定位解算。实验结果表明,利用真实GPS中频数据,可以在GPS软件接收机架构下,完成全部基带信号处理以及定位解算等完整过程,完全实现一个接收机功能,并适合精密单点定位、多模接收机等算法开发。

摘要：针对测斜仪价格昂贵、需要供电的问题,介绍了一种光栅应变片的设计方法。通过计算得到应变片的设计参数,研究开发了基于光栅应变片的深部位移传感探头,完成了实验。直埋实验和模拟实验表明:该器件满足实时监控要求,最大量程为±8°,对应中心波长变化量为0～30pm,可实现高边坡岩土体内部变化情况长期在线监测和安全预警。

摘要：针对超宽带冲击、探地雷达等应用场所对于高速脉冲信号的高可靠性、低失真等特殊传输需求,研究和分析该类场所产生的高速脉冲信号的信号成分,设计出一种基于模拟调制方式的传输方法.通过重新设计调制和解调过程中的T型偏置器(BIAS-T),在前端增加光衰减器以及末端增加宽带放大器等方式,解决了模拟调制方式带来的末端信号不稳定以及幅度过小的问题,实现高速脉冲信号的低失真、可靠传输.

摘要：为了解决多视图立体三维重建算法不能很好地处理弱纹理或无纹理及高光区域的重建问题,提出一种基于可见外壳与多视图三维点云有机融合的多视图立体三维重建孔洞修复算法.该算法以可见外壳及多视图三维点云为输入,首先提取出可见外壳内满足点云稀疏度约束的叶节点,然后利用可见外壳法向量射线约束去除包裹在三维点云外层的叶节点,最后通过加入三维点云曲面曲率约束来消除点云中凹陷区域的影响.实验结果表明,文中算法有效地解决了物体缺乏纹理区域表面的孔洞修复问题,使得最终生成的三维网格模型完整和平滑,具有参数可调、易于实现的特点,对于不同的模型都具有非常好的鲁棒性.

摘要：基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动器的动态响应特性,建立了该驱动器的等效模型并利用数值计算方法分析了驱动器的压膜阻尼特性和幅频特性。采用白光干涉仪对微驱动器进行了静态和动态测试,测试结果表明,所设计的MEMS静电排斥驱动器在100V的电压下实现了2.1μm的驱动位移,工作带宽为2kHz,具有较快的响应速度。