光电导天线材料对辐射太赫兹波特性的模拟分析

光电导天线是太赫兹时域光谱系统中普遍使用的宽带太赫兹辐射源,天线衬底材料对其辐射太赫兹波特性至关重要。目前广泛使用的光电导天线材料是第二代半导体材料GaAs,而第三代半导体材料具有更大的禁带宽度,对提高天线辐射太赫兹波的功率更有利。本文利用大孔径光电导天线的电流瞬冲模型,对常用光电导天线材料(SI-GaAs、LT-GaAs)和未来有望应用于光电导天线的第三代半导体材料(ZnSe、GaN、SiC)辐射太赫兹波的特性进行了仿真研究,结果表明在相同偏置电场和各自最高光通量触发下,LT-GaAs天线辐射太赫兹波的幅值最高、频谱最宽;第三代半导体材料制备的天线可以承受更高的偏置电场,在各自的最大偏置电场下辐射太赫兹波的强度远远大于GaAs天线。本工作对研制新型的第三代半导体光电导天线提供了理论指导。

Co替代Ni对汽车电池用La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金电化学性能的影响

采用磁悬浮熔炼炉制备了铸态La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金,研究了Co含量对La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,不同Co含量的La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金主要由LaNi_(5)相、Ce_(5)Co_(19)相、Pr_(5)Co_(19)相和CeNi_(2)相组成,La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金中x值增大(Co含量增加)会促使Ce_(5)Co_(19)相向Pr_(5)Co_(19)相转变,且当x=1.05时储氢合金中LaNi_(5)相含量最小。随着x值增大,储氢合金的放氢平台先减小后增大、最大储氢量先增大后减小、第100次充放电后的容量保持率(S_(100))先增大后减小,当x=0.15时储氢合金的最大放电容量和S_(100)取得最大值,分别为352.39 mA·h/g和81.29%。随着La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金中x值从0.65增加至2.25,储氢合金电极的交流阻抗逐渐增大,交换电流密度逐渐减小,氢扩散系数先增大后减小并在x=1.05时取得最大值,电流密度为300、600、900 mA/g时的高倍率放电性能均逐渐减小。结果表明,交换电流密度是决定La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.8-x)Co_(x)储氢合金电极高倍率放电性能的关键因素。

单壁碳纳米管太赫兹超表面窄带吸收及其传感特性

由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在0.4—2.0 THz范围内介电参数,并设计了一种基于单壁碳纳米管薄膜的新型太赫兹超表面窄带吸收器,这种超表面吸收器是由方形与工字形狭缝谐振器构成.实验和仿真结果表明,提出的太赫兹超表面吸收器在0.65,0.85,1.16和1.31 THz处存在4个明显的共振吸收峰,实现了最高可达90%的完美吸收.利用多重反射干涉理论阐明了这种多频带新型太赫兹超表面的吸收机制.通过在超表面器件表面覆盖具有不同折射率的介质层,深入研究了超表面作为折射率传感器的传感性能.研究结果表明,这种新型超表面吸收器用于折射率传感具有较高的灵敏度,为进一步开发新型碳基太赫兹超表面吸收器提供了新的思路和方案.

基于改进RRT算法的无人车路径规划研究

RRT是一种基于采样的路径规划算法,非常适合用于无人车的路径规划中。然而,传统的RRT算法在规划路径时存在随机性较大、扩展效率低、规划路径较为曲折等缺点,这些问题不利于无人车的移动。为此,文章提出了一种改进的RRT算法。首先,加入目标偏置策略和障碍物膨胀策略,以减小RRT算法扩展的随机性,提升搜索效率,同时保证规划路径的安全和稳定性。其次,采用启发式贪心思想的冗余节点剔除策略,使得生成的路径更加简短和高效。最后,使用三次B样条曲线对生成的路径进行平滑处理,使得规划出的路径更有利于无人车的行驶。实验结果表明,与原始RRT算法相比,改进的RRT算法表现更佳。

汽车线控转向系统电机冗余控制研究

针对电动汽车线控转向系统转向执行电机使用过程中位置传感器失效的问题,提出一种永磁同步电机无位置传感器冗余控制方法。文章选用内置式永磁同步电机作为线控转向系统的转向执行电机,首先对永磁同步电机的数学模型进行建模分析,其次利用电机转子的凸极特性,采用高频电压信号注入法获取电机转子的位置信息并进行解耦,从而实现电机的无位置传感器控制,最后在Matlab/Simulink软件中对搭建的电机控制模型进行仿真实验,证明控制策略的可行性。

基于改进A星算法的无人车路径规划研究

为了让无人车能够在复杂多变的环境中安全高效地行驶,现设计一种路径规划算法。即对A星算法进行改进优化并应用到路径规划中,使其符合设计要求。首先,通过对h(n)进行改进加入权重系数,然后,对搜索邻域进行优化,剔除多余的方向;其次,使用关键点提取策略去除冗余节点;最后,设置障碍物安全距离,避免无人车在路径规划中过度靠近障碍物产生碰撞风险。对改进优化后的A星算法进行路径规划并与优化前的传统A星算法进行对比,实验结果表明,提出的改进算法可以明显提升整体效率。

基于改进聚类算法的目标点云分割

激光雷达作为自动驾驶不可或缺的传感器,非地面点云聚类作为环境感知障碍物的重要环节,对自动驾驶汽车的安全至关重要。针对现有聚类方法出现的聚类不足、过度聚类和实时性差的问题,本文提出了一种从粗到细的聚类策略来平衡聚类的精度和速度。首先提出基于角度和距离判断的聚类方法对点云进行粗处理,然后采用基于断点检测的聚类方法对点云进行细化,实现了目标点云的精确分割。最后在公开的KITTI数据集上对本文提出的方法进行了评估,实验结果表明,其分割准确率达到82.2%,且分割时间较其他传统算法明显缩短,该算法具有良好的鲁棒性。

产教融合视角下“双师型”职教师资培养研究

在当前深度推进产教融合的进程中,高等职业院校在开展改革工作过程中,应当兼具内涵,以及培养高素质应用型人才的现实需求,积极构建和探索有效的人才培养机制,打造双师型教师团队,更有利于推动院校实现可持续发展的目标。构建双师型教师队伍是提高教学水平和办学质量,以及培育高素质高水平人才的重要力量,高职院校应当贯彻大力发展职业教育的决心和意志,积极探索教师人才培养机制以及发展路径,有利于推动现代社会人才需求和人才供给实现无缝对接。

城镇老旧小区海绵化改造探索实践

在城镇老旧小区改造中融入海绵城市理念,对于提升城市生态环境品质和居民居住环境质量具有重要的推动作用。本文聚焦城镇老旧小区海绵化改造,从现阶段面临的问题与挑战切入,分析老旧小区中常用的海绵化改造手法和设计要点,并从方案、内容、管理、资金四方面探索实施推进举措,以期为我国城镇老旧小区海绵化改造提供有益参考。

“太赫兹物理、器件与应用”专辑前言

太赫兹科学与技术涉及太赫兹物理、材料、辐射源、调制与探测、成像与通信、以及太赫兹波在生物、医学、天文等领域的应用,在物理学、材料科学、生命科学、天文学、信息科学以及国防安全等方面具有重要的学术价值和广泛的应用前景,被誉为改变未来世界的十大技术之一。

基于区域生长的复杂场景点云分割

复杂场景下点云的有效分割是工程实际中所面临的难题,借助PCL点云库和KITTI数据集能实现对复杂场景下点云的有效分割。针对激光雷达扫描出来的点云数据具有无序性、散乱和不均匀的特点,在实现复杂场景下点云分割前,首先将点云进行地面点云与非地面点云的分割,再用下采样的方式简化复杂场景下的点云图像。通过估算点云曲率的大小,选取点云图像中曲率最小的点为种子点,从最平坦的区域进行分割。实验结果表明,算法对复杂场景下的点云分割精度高、准确性好。

利用里德堡原子探测微波和太赫兹波的研究

里德堡(Rydberg)原子具有极大的极化率和电偶极矩,并对外电场十分敏感,因此可利用Rydberg原子的量子干涉效应实现微波和太赫兹场的高精确度、自校准测量,基于Rydberg原子对太赫兹波频率上转换效应可实现太赫兹波段的实时成像。本文回顾了利用Rydberg原子的电磁诱导透明效应和Autler-Townes分裂现象实现对微波和太赫兹场的高精确度探测的研究进展,以及Rydberg原子在快速太赫兹成像方面的研究。

GaAs光电导开关非线性模式的雪崩畴输运机理

光电导开关非线性模式的产生机理研究是该领域热点问题之一.本文采用波长1064 nm、脉宽5 ns的激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关,在触发光能1 mJ、偏置电压2750 V时获得稳定的非线性波形.基于双光子吸收模型,计算了开关体内光生载流子浓度,计算结果表明光生载流子弥补了材料本征载流子的不足,在开关体内形成由光生载流子参与的电荷畴.依据转移电子效应原理,对畴内的峰值电场进行了计算,结果表明高浓度载流子可使畴内峰值电场远高于材料的本征击穿场强,致使畴内发生强烈的雪崩电离.基于光激发雪崩畴模型,对非线性模式的典型实验规律进行了解释,理论与实验一致.基于漂移扩散模型和负微分电导率效应,对触发瞬态开关体内电场进行仿真,结果表明开关体内存在有峰值电场达GaAs本征击穿场强的多畴输运现象.该研究为非线性光电导开关的产生机理及光激发电荷畴理论的完善提供实验依据和理论支撑.

基于改进YOLOv5s的道路行人与车辆检测算法

针对在城市街道中检测目标因为相互遮挡、尺寸小、密集分布等问题导致检测困难,检测目标丢失,提出一种改进的YOLOv5s算法。首先通过将CA注意力模块与C3模块相结合加入C3CA注意力模块;其次加入SPPFCSPC空间金字塔池化模块代替SPPF,进一步扩大感受野,提升模型的精度。最后改变Neck结构变为Slim-Neck结构,通过替换Conv模块为GSConv模块,并将Slim-Neck中的C3模块中的Conv模块替换为GSConv模块。实验使用优化后的KITTI数据集。实验结果表明,改进后的算法与YOLOv5s相比在平均精度值上提升了2.3%,小目标漏检的情况也有了明显改善。

智能驾驶汽车运动控制系统的设计

智能驾驶汽车运动控制系统涉及汽车运动控制领域,解决了现有的智能驾驶汽车不能够在驾驶的过程中对道路情况进行学习获取最优的线路的问题,并为行驶路线进行更为精确的线路控制,本文提出如下控制方案,其包括信息提取模块、信息存储模块、中心决策模块、汽车行驶处理模块相互连接来完成。信息提取模块由摄像头和雷达进行提取、录入实时道路信息,然后交给信息存储模块将原收集信息的存储,包括道路布局管控、交通信号灯等路况信息,然后传至中心决策模块进行信息分析来规划路线,汽车行驶处理模块采取一系列的行动包括:紧急制动超车、自适应巡航控制、自动泊车等动作;如果有安全问题报警单元实施车辆的行驶与安全。该系统可以有效规划线路,同时对新的路况信息还可以智能记录,提高了智能驾驶汽车运动控制精准性的特点。

基于驾驶特性的ACC系统安全间距策略研究

为自适应巡航控制系统(ACC)提出一种基于驾驶特性的行车安全间距策略,在分析对比现行CTH和VTH算法各自的优劣后,考虑驾驶员动态跟车特性,以此为基础对VTH算法进行改进设计。在Matlab/Simulink和Carsim联合仿真平台下使用经典PID控制算法设计的ACC系统上层控制器对CTH、VTH及本文改进VTH策略进行稳态波动速度、急加/减速、恒定车速的复合工况仿真对比。结果表明,基于驾驶特性设计的改进VTH能够在传统VTH及CTH之间获取良好的平衡性能,既能对前车速度激变做出快速响应,也能以平滑且较低的加速度跟踪期望加速度,保证舒适性。

THz-ATR技术检测生物医学样品的研究进展

太赫兹衰减全内反射(THz-ATR)光谱法含水样品检测技术具有无标记、无电离以及检测灵敏度高等优点,在疾病标志物的定性识别和定量检测方面具有很大的应用潜力,尤其对重大疾病的早期诊断和分阶段诊疗具有非常重要的现实意义。在简要介绍THz-ATR技术检测含水样品基本原理的基础上,通过分析与对比,详细探讨了不同辐射源的THz-ATR光谱检测技术在生物医学检测方面的应用,最后简要归纳了THz-ATR光谱检测技术的研究现状及未来发展趋势。

用飞秒激光触发GaAs光电导体产生THz电磁波的研究

报道了用半绝缘 Ga As材料研制的光电导偶极天线在飞秒激光脉冲触发下辐射 THz电磁波的实验结果 .Ga As光电导偶极芯片的两个欧姆接触电极间隙为 3m m,采用 Si3N4 薄膜绝缘保护 ,在 5 4 0 V直流偏置下被波长80 0 nm,脉宽 14 fs,重复频率 75 MHz,平均功率 130 m W的飞秒激光脉冲触发时产生 THz电磁波 .用电光取样测量得到了 THz电磁脉冲的时域波形和频谱分布 .THz电磁波的辐射峰值位于 0 .5 THz左右 ,频谱宽度大于 2 THz,脉冲宽度约为 1ps.

高压超快 GaAs 光电导开关的耐压设计与绝缘保护

通过对Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ电极结构的最佳化设计，采用Ｓｉ３Ｎ４硅凝胶钝化／保护技术，首次研制出一种全固态的ＧａＡｓ横向高压光电导开关。器件具有理想的暗态伏安特性，绝缘强度达３５ｋＶ／ｃｍ。

高倍增 GaAs 光电导开关的设计与研制

首次报导了采用Ｓｉ３Ｎ４、硅凝胶钝化／保护的微带线低电感输出的全固态ＳＩ－ＧａＡｓ高压亚纳秒光电导开关的研究结果，该器件的耐压强度为３５ｋＶ／ｃｍ，具有理想的暗态伏安特性；典型的电流脉冲上升时间为２００ｐｓ，电流达１００Ａ．并在实验中观测到典型的高倍增（Ｌｏｃｋｏｎ效应）现象．