Cs/O沉积Na_(2)KSb光电阴极表面的第一性原理研究

Na_(2)KSb光电阴极在光电倍增管、图像增强器、真空电子源等领域具有重要应用.为指导高灵敏度Na_(2)KSb光电阴极的制备,采用第一性原理计算方法,研究不同表面取向和原子终止面的Na_(2)KSb表面模型,获得稳定且最有利于电子发射的表面结构.基于该表面进一步研究了不同覆盖度下的Cs原子沉积和Cs/O原子共沉积对Na_(2)KSb表面电子结构和光学性质的影响.对比表面能、吸附能和吸附前后的功函数结果表明,Na_(2)KSb(111)K表面具有优越的电子发射能力以及良好的稳定性.当Na_(2)KSb(111)K表面吸附2/4单层的Cs原子和1/4单层O原子时,获得最大功函数下降量0.16 eV.表面吸附Cs/O原子有利于电荷往表面上方转移,并产生电荷累积,能形成有效表面偶极矩.通过分析能带结构和态密度,发现吸附Cs原子对导带底存在额外的能带贡献,且引入O原子吸附后价带发生上移.此外,吸附Cs/O原子有利于增强表面近红外光吸收,但是会导致表面紫外和可见光吸收变差.

基于线阵InGaAs相机的光伏电池板光致发光成像系统研究

现有光伏电池板缺陷检测多采用电致发光激励以及面阵相机检测等方法,存在操作复杂、效率低等问题,为此开展基于线阵InGaAs相机的光伏电池板光致发光成像系统研究。首先,设计线阵InGaAs相机硬件框架与逻辑框架,以FPGA驱动线阵InGaAs相机完成数据采集与图像显示。通过固定模式噪声去除算法与直方图双向均衡算法,去除了缺陷图像中固定模式噪声,同时提升了图像的对比度和清晰度。最后通过搭建整体成像系统,通过光致发光成像对不同种类的光伏电池板的多种缺陷进行成像实验,检测精度达到0.2 mm/pixel。实验结果表明该系统可以完成对单晶硅与多晶硅光伏电池板中隐裂、黑斑、坏片、混档和脏污等缺陷的检测。

InGaAs光电阴极的Cs/NF_(3)激活

为了提高InGaAs光电阴极的光电发射性能,探究新型激活工艺,采用Cs/NF_(3)和Cs/O两种激活方式对InGaAs样品进行激活实验。对同一结构的InGaAs阴极样品,分别进行了激活实验、衰减实验、光谱响应测试和表面成分分析,分别从白光光电流、衰减稳定性、光谱响应和表面成分等角度测试并分析了不同激活工艺下阴极的性能参数。通过对比Cs/NF_(3)和Cs/O两种激活方式的实验结果可知:Cs/NF_(3)激活后的InGaAs光电阴极在白光光电流、截止波长和光谱响应方面明显优于Cs/O激活后的样品,光谱响应的增强效果在近红外波段尤为明显,在1064 nm处Cs/NF_(3)激活后阴极光谱响应是Cs/O激活后的4.7倍;然而,与GaAs光电阴极Cs/NF_(3)激活能够获得更高的阴极稳定性这一现象不同,Cs/O激活的InGaAs光电阴极的稳定性明显优于Cs/NF_(3)激活,Cs/NF_(3)激活在截止波长和光谱响应方面的优势在连续光照衰减后消失。

多层复杂结构GaAs基光电阴极的光学性能和量子效率

为了更好地了解这两种结构对光电发射性能的影响,设计和生长了两种结构的光电阴极样品,对其光电发射性能进行比较,并利用薄膜光学的矩阵法推导的光学性能公式以及通过求解一维连续性方程推导的量子效率模型,对比研究了光电阴极发射层、缓冲层厚度变化以及AlxGa1-xAs缓冲层中Al组分变化对两种结构光电阴极光学性能和量子效率的影响。这两种结构对光电发射性能的影响机理并不相同,因此作用效果也大不一样。渐变带隙结构的光电阴极通过引入内建电场和减少界面复合从而提升光电发射性能,而DBR结构则通过形成法布里-罗伯共振腔,使得特定波长的入射光在共振腔内来回反射进而被多次吸收,从而加强光电发射。激活实验结果表明,DBR结构样品的发射效率与渐变带隙结构相比具有明显优势,尤其是在755,808和880 nm处有更高的发射效率峰值,可分别提升37.5%,38.9%和47.0%。最后利用模型拟合了量子效率曲线,验证了光学性能参量对复杂结构光电阴极的重要影响及理论模型的合理性。

基于知识蒸馏的夜间低照度图像增强及目标检测

为了实现夜间低照度图像的增强,提高目标检测模型在夜间低照度条件下的检测精度并减小模型的计算成本,提出了一种基于知识蒸馏和数据增强的夜间低照度图像增强以及目标检测多任务模型,基于高质量图像模型进行知识蒸馏,利用高质量图像的特征信息指导模型训练,从而使模型在夜间低照度图像中提取到与高质量图像类似的特征信息。利用这些特征信息可以实现图像的对比度增强、去噪以及目标检测。实验结果表明,提出的蒸馏方法可以提升16.58%的夜间低照度目标检测精度,且用该方法增强的图像可以达到主流的基于深度学习的图像增强的效果。

入射光在AlGaAs窗口层界面散射对透射式GaAs光电阴极分辨力的影响

为研究透射式GaAs光电阴极在不同波长入射光环境下的图像分辨能力,提出了一种基于散射传递函数的AlGaAs窗口层界面散射理论模型。制作了透射式GaAs光电阴极,利用不同波长入射光散射传递函数和点扩散函数变化,基于有参峰信噪比拟合对AlGaAs窗口层界面散射引起的入射光学图像退化程度进行了定量分析。结果表明,在相同的粗糙度下随着入射光波长的增加,入射光学图像的能量损失越小,成像质量越高,而三代微光像增强器不同波长入射光测试条件下极限分辨力变化趋势与仿真计算结果一致,可为后续提高透射式GaAs光电阴极分辨力提供了技术支撑。

半导体光电阴极的研究进展

半导体光电阴极具有量子效率高、暗电流小的优点,被广泛应用于光电倍增管、像增强器等各类真空光电探测和成像器件,促进了极弱光的超快探测和成像技术的发展。另外作为能够产生高品质电子束的真空电子源,用于加速器光注入器、电子显微镜等科学装置。本文首先介绍了目前常用半导体光电阴极的分类以及在真空光电探测成像、真空电子源领域的具体应用。然后对碱金属碲化物光电阴极、碱金属锑化物光电阴极、GaAs光电阴极三类典型半导体光电阴极的制备技术进行了总结,并介绍了微纳结构、低维材料、单晶外延等新技术在半导体光电阴极研制中的应用。最后对半导体光电阴极的技术发展进行了展望。

实现CPG模型的细胞神经网络的分支分析方法

传统细胞神经网络(CNN)的输出函数是不光滑的,难于研究其状态方程的分支情况.本文提出了用双曲函数近似分段线性输出函数,构成类似CNN系统.首先利用Poincar-éBend ixson定理和数值计算方法证明了新细胞状态方程存在稳定的周期解,然后通过局部分支理论计算出了使状态方程产生分支时偏置量的临界值,最后得出了偏置量的改变会影响状态方程振荡周期的结论,并通过仿真实验表明,在新CNN中得到的结论可以应用到CNN原型系统中,从而为通过CNN产生不同的CPG模式提供了理论依据.

不同变掺杂结构GaAs光电阴极的光谱特性分析

为定量研究变掺杂结构对阴极量子效率的作用效果,设计生长了两种不同掺杂方式的反射式梯度掺杂GaAs光电阴极,激活后测量了两者的光谱响应曲线。将光谱响应曲线转换为对应的量子效率曲线,对不同入射光波段的量子效率进行了拟合分析,得到了体现变掺杂结构贡献程度的变掺杂系数K值。研究发现,同一阴极材料对不同波段的入射光,其掺杂结构产生的作用效果各不相同。同时,不同掺杂结构光电阴极对于相同波段范围内的入射光,其作用效果也不相同。产生这些差别的根本原因,是由于不同掺杂结构下,材料中内建电场的位置和强度不同而造成的。该研究为评判不同掺杂方式下光电阴极的结构性能提供了有效的分析手段,对研究阴极变掺杂结构的优化设计具有非常重要的应用价值。

基于中枢模式发生器的步态控制策略的研究

(南京师范大学数学与计算机科学学院,江苏南京210097)[摘要]针对基于仿生学原理的足式机器人步态控制方法,探讨了基于细胞神经网络(CNN)的中枢模式发生器(CPG)实现机器人运动控制的基本思想及不足.提出了基于模糊神经网络(FNN)和CNN的CPG步态控制模型,给出了CNN中自动波稳定性的数值判别方法.FNN与遗传算法(GA)相结合形成的调整机制的引入,增强了系统的抗干扰能力.仿真结果表明,此控制策略具有较理想的效果,并且原理简单,易于实现.

透射式蓝延伸GaAs光电阴极的光电发射特性研究

利用计算光学性能、量子效率和积分灵敏度的理论模型,分别研究比较了我国和ITT典型透射式蓝延伸GaAs光阴极的光电发射特性,包括阴极的光学性质和性能参数。结果表明我国的透射式蓝延伸光阴极积分灵敏度已经达到2 100μA.lm-1,但与ITT的2 750μA.lm-1相比还存在一定的差距。分析的主要原因是一方面是GaAlAs窗口层的厚度和Al组分大小对于短波响应,特别是对蓝延伸起着决定的作用;另一方面阴极性能参数电子扩散长度和后界面复合速率的大小对长波响应和短波响应也有着重要的影响,这些因素都受制于基础工业制造水平的落后。

高温Cs激活GaAs光电阴极表面机理研究

研究了高温Cs激活过程中,GaAs光电阴极表面势垒的变化机理。在考虑GaAs材料体内负电性p型掺杂杂质与材料表面正电性Cs+所形成的偶极子对表面势垒的作用后,通过求解均匀掺杂阴极中电子所遵循的一维连续性方程,得到了反射式均匀掺杂阴极的量子效率公式,通过求解薛定谔方程得到了到达阴极表面的光电子的逸出概率公式,利用公式对GaAs光电阴极的Cs激活过程进行了分析。分析发现,激活过程中GaAs光电阴极的量子效率和光电子的逸出概率正比于偶极子层的电场强度。

GaAs光电阴极智能激活研究

研制了一套基于计算机控制的GaAs光电阴极智能激活系统,该系统可在计算机控制下严格按照标准工艺对GaAs光电阴极进行智能激活,并可在线测量阴极的光谱响应曲线。利用该系统分别进行了智能激活和人工激活实验,采集了激活过程中的光电流变化曲线,分析发现,和智能激活过程相比,由于人工激活过程出现了误操作,相邻光电流峰值间的差值下降很快,Cs、O交替的次数也较少。人工激活过程中Cs、O交替6次,光电流最大值为43μA,激活后GaAs光电阴极的积分灵敏度为796μA/lm。智能激活过程中Cs、O交替9次,光电流最大值为65μA,激活后GaAs光电阴极的积分灵敏度为1100μA/lm。

发射层对指数掺杂Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光阴极性能的影响

为了探索发射层厚度对指数掺杂Ga1-xAlxAs/GaAs光电阴极光学性能与光电发射性能的影响,实验制备了两种发射层厚度不同的阴极样品,并测试得到400μm～1 000 nm内反射率、透射率与光谱响应曲线。实验结果说明发射层2.0μm厚的样品比1.6μm厚的样品性能更好。利用薄膜光学矩阵理论公式计算阴极膜系反射率、透射率、吸收率与发射层厚度的关系公式,并对原有的量子效率公式进行光谱反射率和短波截止限的修正。用修正后的公式仿真不同发射层厚度下光阴极吸收率与光谱响应曲线,指出发射层厚度对阴极光学性能与光电发射性能的不同影响。进一步计算得到指数掺杂的Ga1-xAlxAs/GaAs光电阴极最佳发射层厚度范围是1.8μm～2.4μm。

磁共振、彩色多普勒及间接门脉数字减影血管造影在门静脉系统显像中的对照研究

目的 评价磁共振血管成像 (MRA)、彩色多普勒血流显像 (CDFI)及间接门脉数字减影血管造影 (DSA)在门静脉高压症门脉系统及门体侧支循环显像中的应用和三者优缺点比较。方法 32例该症病人接受了MRA检查 ,2 0例病人分别行CDFI和DSA检查。结果 MRA对胃左静脉侧支 (LGV)、胃短静脉侧支 (SGV)、开放脐静脉侧支 (UV )、自发脾肾静脉分流侧支、胃后静脉侧支 (PGV )及腹膜后交通侧支的检出率分别为 93 .75 %、87.5 %、6 .2 5 %、15 .6 2 %、37.5 %和 2 8.13 % ,其中 1例合并门脉主干 (MPV )栓塞 ;CDFI对LGV、SGV、UV诸侧支的显示率分别为 80 %、5 %、10 % ,1例合并脾静脉栓塞 ,另 1例合并MPV海绵样变 ;间接门脉DSA对前述侧支的显示率分别为 80 %、45 %及 2 5 %。结论 MRA能更全面、准确地了解门脉系统及门体侧支循环的建立情况。

光学共振增强的表面铯激活银纳米结构光阴极

金属光阴极因其超短脉冲发射和运行寿命长的特性从而具有重要应用价值,但是较高的功函数和较强的电子散射使其需要采用高能量紫外光子激发且光电发射量子效率极低.本文利用Mie散射共振效应增强银纳米颗粒中的局域光学态密度,提升光吸收率和电子的输运效率,并利用激活层降低银的功函数,从而增强光阴极在可见光区的量子效率.采用时域有限差分方法分析银纳米球阵列的光学共振特性,采用磁控溅射和退火工艺在银/氧化锡铟复合衬底上制备银纳米球,紧接着在其表面沉积制备铯激活层,最后在高真空腔体中测试光电发射量子效率.实验结果表明平均粒径150 nm的银纳米球光阴极在425 nm波长的量子效率超过0.35%,为相同激活条件下银薄膜光阴极的12倍,峰值波长与理论计算的Mie共振波长相符合.

“半导体物理”课程教学改革

本文结合我校实施的"卓越工程师教育培养计划",对"半导体物理学"课程进行了教学计划和教学内容的调整,增加了实验内容,构建了"知识讲授、网络学习、综合实验、科研训练、生产实习、企业实践"六位一体的半导体物理教学模式,提高了学生综合利用知识的能力,强化了对学生工程实践能力培养。

影像学技术在门脉高压症诊治中的应用

影像学诊断有直观、准确的优点，尤其是ＣＴ、常规ＭＲＩ、ＭＲＩ血管造影等新影像学方法的建立，使门脉高压症时血流动力学改变的某些动态指标也能够观察或测量。同时，影像学技术还能监测各种治疗前后门脉血流的变化，评价治疗效果；另外，影像学技术在各种介入治疗中也...

GaN光电阴极激活后的光谱响应分析

由于GaN光电阴极的突出性能，其在紫外探测方面有着广泛的应用。文章在超高真空激活系统中，对GaN样品进行了Cs／O激活实验，并分析了激活后反射式的量子效率：在240－350nm的紫外波段内，量子效率约在30％～10％之间，曲线较为平坦，在240rim处达到30％的最大值，与国外结果对比后发现，本文获得的GaN光电阴极量子效率在短波段尚有不足。研究了GaN（0001）表面的原子排列，利用3D模拟了表面原子排列模型，并推测了Cs在其表面的吸附情况。

不同结构的反射式GaAs光电阴极的光谱特性比较

利用分子束外延生长了三种结构的反射式GaAs光电阴极,其中一种为传统结构的反射式GaAs光电阴极,另外两种为具有GaAlAs缓冲层的均匀掺杂和梯度掺杂反射式GaAs光电阴极。激活后的光谱响应测试结果表明,与传统结构的反射式GaAs光电阴极相比,具有GaAlAs缓冲层的均匀掺杂反射式GaAs光电阴极的长波响应更好,而具有GaAlAs缓冲层的梯度掺杂反射式GaAs光电阴极相比其它结构的反射式GaAs光电阴极能够获得更好的光电发射性能,光谱响应曲线更平坦,拟合光谱响应曲线结果表明其电子扩散长度和电子表面逸出几率都得到了增加,从而具有更高的积分灵敏度和长波响应。