离子注入型硅掺砷阻挡杂质带长波红外探测器的研究

研究了基于离子注入技术制备硅掺砷阻挡杂质带探测器的工艺,通过优化工艺条件和相关器件的结构与材料参数,制造了具有良好光电响应性能的长波红外探测器。在温度5 K,-3.8 V工作偏压下,探测器的峰值响应波长为23.8μm,黑体响应率为3.7 A/W,3.2 V时最大探测率为5.2×10~(13) cm·Hz~(1/2)/W。性能指标堪与文献报道的结果相媲美甚至更好,展示了离子注入工艺在制作阻挡杂质带探测器方面的潜在优势,特别是离子注入工艺与目前的微电子电路技术相兼容,能将探测器与读出电路集成到一块芯片上,在降低成本的同时提高探测器成像性能。     

基于等离子体共振1～10μm波段内可调节的双波段 超吸收研究

亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收,在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构,可以实现1-10μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析,我们认为该吸收器高频的吸收峰,主要来源F-P共振干涉增强吸收;而低频红外波段的吸收峰,主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小,可以有效地调节两个吸收峰的位置.     

二进制编码八叉树的海量点云邻域快速搜索算法

海量点云的邻域搜索是点云数据处理的关键技术,是对点云进行进一步处理的基础.针对海量点云数据邻域搜索效率较低的问题,提出了一种基于二进制编码八叉树的快速搜索算法.首先构建八叉树,利用一种二进制编码方式对八叉树的各个节点进行编码,即对空间3个维度分别进行编码;其次对邻域点进行查找过程,根据搜索半径直接确定需要搜索的高度;最后在确定的节点高度下,根据编码的特点直接计算所需要查询的邻域节点.实验结果表明,该算法准确性高、速度快,能够实现海量点云数据的快速邻域搜索.     

用于远红外探测的Si:P阻挡杂质带红外探测器研制

提出了全外延技术方案制备阻挡杂质带薄膜,避免了离子注入制备背电极层影响外延薄膜质量的技术难点.基于硅器件工艺设计制作了Si:P阻挡杂质带红外探测器.测量了器件的光电流响应谱和暗电流特性曲线,指认了叠加在光电流响应谱上的尖锐杂质峰对应阻挡层中磷原子的杂质跃迁.研究了器件在低温下小偏压范围内的暗电流起源.通过对计算结果分析,排除了该区域暗电流起源于热激发电导和跳跃式电导的可能,指出暗电流来自器件对冷屏的光电响应.器件工作温度5 K,工作偏压1.6 V时,响应波段覆盖2.5~40μm,峰值波长28.8μm,峰值响应率20.1 A/W,峰值探测率3.7×1013cm·Hz1/2/W(背景光子通量低于1013ph/cm2·s).     

直流电压自平衡新型三电平准谐振逆变器

传统二极管钳位的三电平逆变器运行时,中线电流会造成逆变器直流电压不平衡并影响输出效果。同时逆变器中的开关损耗也是在高电压、大容量应用中必须考虑的问题。为了减少逆变器的损耗及改善直流电压不平衡,本文提出一种直流电压自平衡新型三电平准谐振逆变器及其控制算法。给予直流侧电压自平衡能力,并利用软开关去降低逆变器的开关损耗。通过仿真模型,证明了其结构及控制方案的可行性,并与传统三电平逆变器进行了比较。     

基于区块链的建设工程质量检测报告存证系统的研究与实践

建设工程施工过程通常涉及的工程材料和制品供应商多且资源数量巨大,而施工材料和工艺的好坏将直接影响工程的质量安全,工程质量检测是保证建设工程质量的重要一环.现有的工程检测系统由检测机构独立管理,检测报告内容存在被篡改、伪造的可能,不便于追溯和验伪.本文创新性地利用区块链分布式账本、不可篡改的技术解决方案,实现检测报告存证...     

刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法

针对刀轨环如何高效地连接成环切刀轨的问题,提出了刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法。首先在基于向量角分线的子域上生成等距环,然后建立刀轨环数组和生成环的多个单向链表,采取顺序取外等距环、逆序取内环的方式生成单根节点刀轨环关系树,提出尖角垂线过渡的连接方式,遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨,最后构建加减速数学模型并验证算法的有效性。试验表明,该算法计算效率高,无跳刀,满足实际加工要求。     

仿生鲨鱼皮盾鳞的参数化三维建模技术*

鲨鱼皮的减阻机制与其真实几何形态密切相关,针对目前仿生鲨鱼皮建模中参数化设计程度较低的问题,提出一种使用真实鲨鱼皮盾鳞数据进行参数化设计的几何建模方法。该方法将采集的鲨鱼皮μCT数据进行三维重建以获得盾鳞样本模型,并对盾鳞样本模型进行形态分析与参数定义。建立基于微分域网格变形算法驱动的参数化几何建模编辑系统,以实现盾鳞样本模型的几何形态设计。依据鲨鱼皮不同部位盾鳞模型的几何参数,实现了样本模型的参数化变形设计。试验结果表明该技术路线稳定可靠,变形设计过程无形态扭曲,最终结果能够反映鲨鱼皮不同部位盾鳞真实几何形态。     

基于临界倾角约束的树形支撑结构生成算法

为节省三维打印的材料和时间,针对支撑结构体积优化的问题,提出了一种基于临界倾角约束的树形支撑结构生成算法。首先识别待支撑区域,并基于面积自适应采样获得待支撑点;再利用临界倾角约束进行树形结构节点的计算,并存储同一棵树上各节点的连接关系;采用扫掠和泊松曲面重建方法,生成树形支撑实体,最后通过实例进行了验证。实验结果表明,所提出的方法在保证打印稳定性的前提下,有效减少了支撑材料,缩短了打印时间。     

牙齿正畸仿真中碰撞检测问题研究

针对牙齿正畸仿真中的碰撞检测问题,提出了一种快速显示干涉区域并绘制穿透深度色阶图的方法。首先,提出了一种基于OBB树的快速碰撞检测方法,并进一步讨论了基本几何元素间的碰撞检测及模型间交线的求解。然后,利用一环临域搜索算法,快速划分模型。最后,通过基于改进KD树的KNN搜索算法,计算区域内顶点的穿透深度,利用色阶显示深度信息。实验结果表明,碰撞检测满足真实感和实时性要求。