勇担强国使命 打造国之重器

大科学装置,亦称重大科技基础设施,是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力,由国家统筹布局,依托高水平创新主体建设,面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统。自20世纪60年代以来,我国已经布局建设有77个国家重大科技基础设施,其中35个已建成运行。这些设施对国家科技发展具有重大的推动作用,提高了我国在相关基础研究前沿领域的国际地位和战略高技术的研发能力,为国家经济建设、社会发展和国家安全提供了有效服务,提升了我国在相关领域的科技创新能力和国际竞争力。

追求卓越,为数字化转型贡献高等教育力量

当今世界正经历百年未有之大变局,以信息技术和数据作为关键要素的数字经济成为推进中国式现代化、实现高质量发展的重要驱动力。面对变化剧烈的环境和充满挑战的竞争,高校必须牢牢抓住数字化发展机遇,发挥自身对数字化转型的引领作用,加强合作交流,扩大对外开放,携手面对数字化转型带来的机遇和挑战。一、高校是推动数字化转型的关键力量作为教育、科技、人才“三位一体”的重要结合点,高校是数字化转型的受益者,也是参与者、建设者和贡献者,应以更高的站位和更长远的眼光,发挥好人才培养主阵地和科技创新主力军的作用,为加速数字化转型贡献力量。

芯片级原子器件MEMS碱金属蒸气腔室制作

提出了基于两步低温阳极键合工艺的碱金属蒸气腔室制作方法,用于实现原子钟、原子磁力计及原子陀螺仪等器件的芯片级集成。由微机电系统(MEMS)体硅工艺制备了腔室结构。首先采用标准工艺将刻蚀有腔室的硅圆片与Py-rex玻璃阳极键合成预成型腔室,然后引入氮缓冲气体和由惰性石蜡包覆的微量碱金属铷或铯。通过两步阳极键合来密封腔室,键合温度低于石蜡燃点198℃。第一步键合预封装腔室,键合电压小于缓冲气体的击穿电压。第二步键合在大气氛围中进行,电压增至1 200V来增强封装质量。通过高功率激光器局部加热释放碱金属,同时在腔壁上形成均匀的石蜡镀层以延长极化原子寿命。本文实现了160℃的低温阳极键合封装,键合率达到95%以上。封装的碱金属铷释放后仍具有金属光泽,实现的最小双腔室体积为6.5mm×4.5mm×2mm。铷的吸收光谱表明铷有效地封装在腔室中,证明两步低温阳极键合工艺制作碱金属蒸气腔室是可行的。

MEMS固体化学推进器设计与建模研究

研制了一种基于MEMS(微机电系统)技术的固体化学微推进器。给出了推进器的结构设计、工艺流程,以及推进剂加注方法。建立了推进器点火过程热传导模型,利用该模型分析了不同因素对点火延迟时间的影响。同时,通过建立推进器性能模型,进行了推进单元推力和冲量的预测,给出了仿真结果。结果表明:减小点火电阻衬底材料的密度、热导率和比热可以减小点火延迟时间和点火功率;在一定条件下,增大喷管出口与喉部面积比能够提高推进器真空推力和冲量;MEMS在推进系统中的应用,能够满足微小型卫星对星载推进系统小型化、微推力、高精度的要求。

激光测距系统整形模块和低通滤波模块优化设计

由于减小相位式激光测距系统的鉴相误差可提高测距精度,本文对鉴相器前置整形模块和后置滤波模块进行了优化设计,以提高鉴相精度。针对整形模块,引入了迟滞比较器,克服了传统开环比较电路在实际噪声条件下存在的多重触发缺陷,解决了鉴相器输出方波高电平宽度不稳定的问题。针对滤波模块,介绍了基于MC4044鉴相芯片的两种典型放大/滤波电路及其缺陷,使用FilterPro软件设计了4阶有源低通滤波器,并说明了它相对于典型设计的优势。实验结果表明:相比于开环比较器,本文设计的迟滞比较器避免了接地(GND)噪声引起的多重跳变现象,输出方波的上升沿时间由1.66μs下降为108ns;与基于MC4044的两种典型放大/滤波模块设计相比,本文设计的低通滤波电路克服了输出DC电平值非线性变化的缺陷线性度(R2)值由0.908 3提高至0.999 9)和灵敏度较低的缺陷(转化增益常量提高了96.5%),而输出DC电平上的干扰信号峰峰值则由50～230mV下降至10～20mV,有效减少了后级的A/D采样误差,提高了鉴相精度。

CMOS图像传感器在空间技术中的应用

介绍了CMOSAPS(有源像素图像传感器 )的原理与结构 ,并介绍了发展现状。详细分析比较了CMOS图像传感器相对CCD的性能特点 ,讨论了CMOS图像传感器在空间技术中的可应用领域 ,尤其是在微纳型卫星遥感成像。

MEMS微推进技术的研究

空间推进器是卫星的姿态控制及轨道的修正、保持和机动的重要执行元件 .随着小卫星、微卫星、纳卫星、皮卫星和星座及编队飞行技术的出现 ,对空间推进技术提出了更高的要求 .在综述国内外微推进技术的基础上 ,着重介绍研制的微型数字式MEMS阵列推进器的总体结构设计、推进剂的选择与性能研究。

空间遥感智能载荷及其关键技术

针对空间对地遥感观测任务对遥感器高分辨率和灵活性的需求,文章提出并介绍了智能空间光学载荷技术。所研制的新型载荷系统的设计思想是将微型高精度星敏感器、MEMS陀螺仪、高分辨率光学相机进行一体化设计,全面提高在轨成像时相机姿态实时性测量精度及各组件数据深耦合性。应用实时定姿定位、动态像速匹配及像差追踪校正,图像非盲反卷积等自主研究开发的最新理论和技术成果,实现遥感器在轨智能化高分辨率成像。根据智能载荷的技术特点开展了相关原理样机标定和测试技术的研究。

纳型卫星研制关键技术

纳型卫星的低成本研制与长期可靠运行、微型化需求与现有器/部件水平,以及受限的资源与高性能有效载荷之间形成了3组矛盾。针对上述问题,文章从多学科优化和总体架构设计、微机电器/部件研制方法及高性能有效载荷空间应用方式3个层次开展研究,介绍了基于多学科优化的纳型卫星平台研制技术、星上高性能微机电器/部件技术,以及适用于纳型卫星平台搭载的有效载荷应用技术。研究成果已在我国多个商业卫星星群,以及探月工程、高分专项等任务中进行了批量化应用。

“航天清华一号”微小卫星及其图像处理

介绍了“航天清华一号”微小卫星的研究背景和主要技术指标。讨论了星上图像智能处理的方案 ,包括云检测和图像压缩两个部分 。

反射式微光机电系统(MOEMS)的研究现状与展望

反射式微光机电系统是微光机电系统中的重要组成部分,近年来得到了较快的发展。介绍了反射式微光机电系统(MOEMS)的研究现状和最新进展。根据反射式微光机电系统的分类,列举了一些具有代表性的反射式MOEMS器件。简要介绍了反射式MOEMS的加工工艺;阐述了反射式MOEMS的应用领域;展望了发展前景。

MEMS微继电器及其关键问题研究现状

通讯等应用领域微型化的需求和微机械加工技术的进步推动了基于微机电系统(MEMS)技术的微继电器的快速发展。介绍了国外MEMS微继电器的研究现状,分析了不同类型MEMS微继电器的特点,讨论了MEMS微继电器的基本结构特征和关键问题,并分析了MEMS微继电器的发展趋势和面临的挑战。

用于表面缺陷检测的激光超声技术

系统介绍了一种可用于微小表面缺陷检测的新技术激光超声技术，就其检测原理、激光超声的生成和探测、理论建模、应用前景等作了全面的回顾与展望。激光超声技术的开发和应用，将在机械工程、表面物理等领域产生深远的影响。

特征提取在近红外激光检测半导体内微缺陷中的应用

提出了利用近红外激光散射光强分布分析来检测半导体材料内部微体缺陷的检测方法。在研究广义洛仑兹 米氏理论 (GeneralizedLorenz MieTheory)的基础上 ,通过对理论上散射光强分布的分析 ,近红外激光散射光强分布空间FFT的截止频率被提取为判定半导体材料缺陷大小的判据 ,依据这一判据 ,可以快速的判定微体缺陷的大小。并通过对GaAs样品进行了实验研究 ,证明了该方法和判据的有效性。

基于激光三角法的三维扫描光探测系统

介绍了一种基于激光三角法的非接触式三维光学测量系统。文中给出了该种方法的测量原理、硬件系统、信号处理方法、测量结果、分辨力和误差分析，并指出了这种测量系统在工业生产和装配线上的广泛应用。

结构光传感器的成像分析及其数学模型

对结构光传感器进行了成像分析,从结构光传感器的结构及其成像机理入手,得出了物像间的坐标关系式,建立了结构光传感器的数学模型,分析了其成像特点,并指出了数学模型的应用方法。

多学科设计优化方法在微纳卫星总体设计中的应用

随着微米纳米技术的发展,微纳卫星因其具备的重量轻、性能好、开发成本低、周期短、功耗低等特点,已经成为国内外航天领域的研究热点。由于对提高微纳卫星功能密度比的要求的不断提高，

一种非接触光外差轮廓仪

介绍了一种纳米级非接触超高精度光外差轮廓仪。该量仪是基于普通光路的外差干涉仪,两束具有微小频差的激光束照射到制件表面:其中一束光被会聚后作为测量光针扫瞄制件表面;另一束光则被用作参考光束。这两束光经反射后形成干涉,所得信号的光程差与制件表面高度变化成正比。量仪的横向分辩力小于2μm,垂直分辩力小于1nm。制件不需要进行大的调整。制件表面同时亦被作为测量参考面。经光电转换后,信号由微机处理,从而快速完成测量、计算、显示与打印各种参数与图形。

红外技术在硅基半导体材料微体缺陷测试中的应用

提出了一种应用Ｍｉｅ氏散射理论，根据硅基半导体材料的红外透射特性，使用红外激光和红外ＣＣＤ摄像机来测试其体缺陷的方法，并给出了实验装置示意图。