摘要：电致变色材料能够在可见-红外宽频谱范围内对吸收率、透过率、反射率和发射率进行动态调节,是人工调制材料光谱特征的有效手段。在实际应用场合,对于色彩(可见光)与热辐射(红外线)可控调节的需求往往并存,利用单一电致变色器件实现可见、红外双波段的光学调制性能具有重要意义。现阶段对于电致变色材料的设计主要集中于可见光谱的调节能力及颜色转变,忽略了对材料红外光谱的探究。本研究选取具有法布里–铂罗(F-P)空腔结构的多彩氧化钨薄膜进行可见–红外宽频谱电致变色探究,具有F-P空腔结构的氧化钨薄膜材料在可见光区呈现多样化、明亮的颜色,再对多彩薄膜进行图案化设计,即可得到具有各种图案的多彩薄膜,并且在外加偏压的作用下可以实现多样化的颜色转变。同时,多彩氧化钨薄膜的红外反射率也可获得明显的可控调制效果,在中波段(Medium Wave,MW)3.5μm左右处不同颜色薄膜均可获得高于25.00%的红外调制率。本研究表明,多彩氧化钨薄膜可以实现可见–红外宽频谱的分立、可控调节,在智能窗、热管理、辐射制冷等应用领域有巨大潜力,可达到光、热性能协同调制的效果。

摘要：设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的设计依据,以不同浓度的前列腺特异性抗原(PSA)为待测物,对制作的AlGaN/GaN HEMT生物传感器进行了初步测量,测试结果表明,在50 mV的电压下,毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的对PSA的探测极限低于0.1 pg/ml.实验表明毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器具有灵敏度高,易于集成等优点,具备良好的应用前景.

摘要：平场全息凹面光栅的理想像面应为一平面,此时子午焦线与弧矢焦线均位于像面内且彼此重合,形成接近理想像点的光谱像。但子午焦线总是存在弯曲,只有弧矢焦线在满足一定条件的情况下可以成为直线。鉴于此,提出一种满足平场弧矢焦线条件的平场全息凹面光栅设计方法。利用光学设计软件ZEMAX研究了运用此方法设计的零像散光栅的成像特性,并与原有设计方法得到的结果进行比较。模拟结果显示,满足平场弧矢焦线条件的光栅能够达到与原有方法所设计光栅相当的光谱分辨率,而其全波段零像散特性使其拥有更加出色的弧矢方向聚焦性能,显著提高平场光谱仪的信噪比。

摘要：在多灰度数字驱动中,P-N结伏安特性是造成LD数字输入编码与输出光功率间产生非线性关系的原因,为了避免非线性对实际应用的影响,设计了测量这两者关系的可编程系统。以此测量数据为基础,根据查表算法,系统还能对非线性进行校正。实验中,利用此系统对半导体垂直腔面发射激光器(VCSEL)的特性进行了测量,结果显示,系统能有效地对LD的输入编码与输出光功率之间的非线性关系进行校正,能实现对LD的256级线性驱动。

摘要：光栅衍射效率反映光栅的设计与刻划质量，对于使用者和制造者均至关重要。针对国内首台500mm×400mm中阶梯衍射光栅刻划机的研制，有必要构建相应的衍射效率测试系统，以定量评价光栅的制作水平，为光栅设计与制造工艺的改进提供必要的测试手段。基于串联色散相减原理，改进了常规C—T结构的测量单色仪光路，并对前置单色仪、测量单色仪光路进行联合优化，设计了待测光栅多维调整台、探测器组件等。提出了N．A．为0．1的三光栅扫描前置单色仪的标定方法，以及测试仪器的系统误差修正方法。前置单色仪标定结果表明，其在190～1100nm光谱范围内的波长输出精度为±2nm，程控狭缝开启精度为0．002mm。修正后的衍射效率测量精度为2％，重复精度为0．5％。初步的测量结果显示，测试设备可以满足500mm×400mm中阶梯光栅衍射效率定量检测需求，在工作谱段内实现衍射效率一波长连续曲线的自动测量。

摘要：为了满足中波红外光谱分析的需要,设计了Offner型中波红外成像光谱仪。在分析红外系统消热差方程的基础上,明确通过选择不同热特性材料的合理组合可以设计出合理的消热差光学结构;在分析Offner结构原理的基础上,建立了一种简化的初始结构求解过程以及采用光学仿真软件进行优化的设计方法。最后,利用该方法设计了工作波段为3~5μm的推扫式成像光谱仪,并进行了一体化消热差设计,工作温度范围为-40~100℃,全视场范围内的弥散斑小于30μm,调制传递函数值在空间截止频率16.7 lp/mm处均大于0.35,光谱分辨率小于15.6 nm,具有较好的光谱分光性能。

摘要：在平场凹面全息光栅的设计制作中,不可避免的存在曲率半径误差,严重影响光栅光谱仪的分辨率。为了从理论上分析并指导光谱仪器的设计和装调,运用几何光线追迹方法计算并分析了不同曲率半径误差下光谱像宽度的变化规律,发现在一个较大的误差范围内子午焦线的位置随着曲率半径的变化前后平移,同时其弯曲程度几乎没有改变。数值计算发现通过调整像面位置或入臂长度均能够补偿曲率半径的误差。数值模拟结果显示,修正使用结构后的光栅能够达到与设计结果相近的成像质量。

摘要：在第75届联合国大会上,我国承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。主要由光合作用产生的生物质将在双碳目标中扮演重要角色,通过高效转化可衍生出一系列替代化石产品的高值化学品。其中,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)由于具有与石油基对苯二甲酸(TPA)相似的共轭碳环和二酸结构,可替代TPA用于合成热稳定性能、气体阻隔性能更优的生物基呋喃聚酯,大幅降低聚酯行业对化石资源的严重依赖。此外,FDCA在医药、香料、金属配位化学方面也有广泛应用,从而被认为是12种最具潜力的生物基平台化合物之一。FDCA通常可由5-羟甲基糠醛(HMF)通过催化氧化进行合成。相比于需要贵金属催化剂、高温和高压条件、以化学势作为驱动力的传统热催化方法,电催化氧化采用电极电势作为主要驱动力,是更为绿色和高效的新颖合成方法。本综述对电催化氧化制备FDCA反应所用的贵金属、过渡金属和非金属催化剂进行了总结与分析,梳理了催化剂设计和反应机理的研究脉络,并指出了该领域发展所面临的挑战与机遇。

摘要：数字PCR检测过程中,确定微滴是否为阳性直接影响最终浓度,也是影响仪器准确度的重要因素之一。目前的自动分类方法并未考虑到数字PCR技术中浓度对结果误差的影响,导致在低浓度下自动设置的方法与实际结果偏差较大。本文设计了一种基于广义帕累托分布的荧光微滴分类方法,讨论了不同浓度下误分类对结果可能的影响,据此确定了分布模型参数,并在自行研制的微滴式数字PCR仪上进行验证。实验结果显示:经本文方法分类后,样品中目标拷贝数在5~5 000的范围内线性回归的r_2=0.995 6,这意味着广义帕累托分布较好地拟合了微滴荧光强度边界分布,本文提出的荧光微滴自动分类方法在低浓度下取得了较好的效果。

摘要：针对CMOS集成电路设计对芯片漏电功耗估算的要求以及漏电功耗与温度呈指数依赖关系的特点,提出了一种温度感知的模块级漏电功耗估计策略。该策略通过在漏电功耗估计过程中引入热分析技术,把模块由于自身耗能所引起的温度变化及时反馈到漏电功耗估计过程中,从而精确计算出模块在工作温度实时变化条件下的漏电功耗。其核心是在功耗估算过程中建立温度-功耗循环,此循环的基础是漏电建模和散热建模。该策略可以较好地克服传统的漏电功耗估计方法不能反映温度实时变化的影响的缺陷,有效提高门级漏电功耗估计方法的准确度。通过对实验数据进行分析,论证了这一策略的有效性。