基于遗传算法的场堆叠硅基OLED微显示器伽玛校正研究

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶曲线呈现出非线性递增,这为Gamma校正带来了挑战。为改善Gamma校正的过程及其结果,基于场堆叠数字驱动提出了一个新型亮度模型。该模型结合场顺序、场权值、Vcom电压值和Vcom电压配置,组成一个综合的参数空间。基于该模型,运用遗传算法对灰阶曲线进行了优化,并在分辨率为2560×2560×3的全彩硅基OLED微显示器上进行了实验验证。实验结果表明,通过优化参数空间,白色光灰阶曲线的均根方差和无效灰度点数从21.65 cd/m^(2)、15395个降至1.62 cd/m^(2)、2977个,得到显著改善。这一改进不仅使灰阶曲线更加线性和单调,还有效减少了无效灰度点,成功地实现了白色光Gamma 2.2曲线的精确校正。相比于模拟驱动,场堆叠数字驱动在低灰阶显示上展现出更佳的区分度,更符合人眼对显示效果的感知。

微挤出发泡堆叠成型制备多孔聚酯弹性体制件及其性能研究

在聚合物弹性体内部及表面引入多孔结构能够显著提升其弹性,同时兼具轻质、高比表面积、多功能化等优点。开发更经济、环保、简便及满足多样化需求的多孔制件制备方法具有重要意义。与传统制造技术相比,3D打印技术具有更高的成型自由度,在多样化定制、精细制造及高尖端领域具有明显优势。微挤出发泡联合熔融沉积成型(FDM)3D打印技术和高压流体发泡技术能够实现复杂三维多孔制件的原位发泡制造,是制备多孔发泡制件的有效方法。采用微挤出发泡技术,以高压CO_(2)作为物理发泡剂,制备了具有不同结构的多孔聚酯弹性体(TPEE)制件,并系统研究了多孔制件的弹性性能。研究结果表明,引入微发泡结构可使制品的减重最高达34.17%,通过针对性调节打印参数能够在长宽高方向实现FDM打印级别的精度水平。相较于未发泡制件,发泡多孔制件的落球回弹率明显增加,硬度和刚度大幅降低,制件柔软度和舒适性增加,压缩形变恢复率更高。采用微挤出发泡堆叠成型工艺制备的多孔制件内部及表面引入了微孔结构,增强了打印层之间的粘结强度,使其具有轻量化、高弹性、高柔软度和高精度成型的特点。此方法拓宽了多孔制件的应用领域,同时在低应力和应力敏感的应用场景显现潜在的应用前景。

New Approach of Multi-Cell Stacked Cell Inverter for Solar Photovoltaic System

In this paper, a new inverter topology dedicated to isolated or grid-connected PV systems is proposed. This inverter is based on the structures of a stacked multi-cell converter (SMC) and an H-bridge. This new topology has allowed the voltage stresses of the converter to be distributed among several switching cells. Secondly, divide the input voltage into several fractions to reduce the number of power semiconductors to be switched. In this contribution, the general topology of this micro-inverter has been described and the simulation tests developed to validate its operation have been presented. Finally, we discussed the simulation results, the efficiency of this topology and the feasibility of its use in a grid-connected photovoltaic production system.

纳秒脉冲下微堆层绝缘子的真空沿面闪络特性

为满足脉冲功率系统高性能、小型化的应用需求,设计并制作了聚酰亚胺膜为介质层、黄铜为金属层及聚全氟乙丙烯膜为介质层、不锈钢膜为金属层2种方案的微堆层绝缘子。基于Marx发生器及单同轴脉冲形成线的纳秒脉冲真空实验平台,对微堆层绝缘子的真空沿面闪络性能进行了测试。为了精确标定测量系统,利用输出脉冲幅值约20 kV的磁脉冲压缩电源对测量系统进行了标定,得到的分压比为25 133∶1。对2种方案微堆层试样的测试结果表明,闪络发生在电压上升期间,最大真空沿面闪络场强接近180 kV/cm。

微量试剂分配压电叠堆泵的设计与实验

设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究,研究了压电叠堆泵的输出流量、压力分别同加载电压及频率的关系,并测试了压电叠堆泵和试剂泵的输出流量的重复精度和精度。实验结果表明,该文研制的压电叠堆泵能满足微量、快速、精确的试剂分配的要求。

基于堆叠泛化的设计模式检测方法

设计模式检测是理解和维护软件系统的一项重要工作.以高效识别设计模式变体和提高设计模式识别准确率为目的,将面向对象度量与模式微结构相结合,提出一种基于堆叠泛化的设计模式检测方法.该方法应用典型的机器学习算法,分别训练度量分类器和微结构分类器,并基于两者的预测值和相关对象模型特征进一步训练,从而形成堆叠分类器.为了评估该方法,基于该方法开发了一个原型工具OOSdpd.该工具从Java字节码级别的系统实现中抽取设计模式实例,并在JUnit等几个经典的开源项目上进行实验.通过与现有的两种工具进行对比分析,实验验证了该方法在提高设计模式识别准确率及召回率方面的有效性.

嵌入式处理器微内核低功耗设计

针对嵌入式处理器微内核的结构特点,结合32位微处理器“龙腾C1”,提出了一种微内核的低功耗设计方法。在体系结构层次上,分别从微操作ROM、微堆栈和微操作编码几个不同角度出发,对嵌入式处理器的微内核进行了功耗优化设计。在几乎不影响速度和面积的前提下,微内核的功耗有19%的降低。

碲锌镉晶体中微观缺陷分析

碲锌镉晶体(CdZnTe)是一种性能优异的红外焦平面探测器衬底材料,其质量的优劣将直接影响外延层的结构与性能,而晶体中的微观缺陷常常是影响衬底材料质量的主要因素之一。本文采用红外透射显微镜、金相显微镜、X射线形貌仪、扫描电镜、白光干涉仪等仪器系统地检测和研究了碲锌镉晶体中存在的微观缺陷。研究发现碲锌镉晶体样品中主要存在层错、孪晶界和包裹物等微观缺陷,结合晶体缺陷理论详细地分析了碲锌镉晶体中微观缺陷的形成机制。

808nm连续波2000W半导体激光器垂直叠阵

为了全面提高大功率半导体激光器的性能和功率,采用双面散热技术,优化了大功率半导体激光器垂直叠阵和单bar器件的热管理和热设计,使得808 nm单bar半导体激光器在连续波工作模式下的功率达到100 W;808 nm 20 bar垂直叠阵功率达到2 000 W。对微通道液体制冷大功率半导体激光器叠阵和单bar半导体激光器器件的LIV特性、光谱特性、近场光斑、近场非线性效应、远场发散角、快慢轴准直后激光束的指向性做了测试和分析,并在连续波模式下对单bar 808 nm微通道液体制冷半导体激光器做了寿命测试及可靠性评估分析,结果显示器件的工作性能良好。该大功率半导体激光器垂直叠阵未来的应用前景广阔。

垃圾场环境中的微生态效应初探

在垃圾堆埋环境中的微生态特征较为复杂 ,其微生态效应是其中各种超背景聚集有害物质发生降解、转化的表现。它既存在有利于生态环境防护的一面 ,也存在造成一定时段内局部生态系统中的物质循环失调而引发的生态环境污染。本文对调查的北京市垃圾场地中的典型场地 ,进行了以细菌总数、大肠杆菌、硝化菌、反硝化菌、硫酸盐还原菌、排硫杆菌、脱氮硫杆菌和铁细菌等为侧重点的微生态特征研究。文中主要基于调查评价和污染治理目的 ,侧重阐述了上述菌群在相关垃圾场地中的含量分布与效应特征 ,以期为相关研究或工程治理提供科学依据。

铝微颗粒在辊压振动磨中的质能转换

本文在干法室温常压状态下利用辊压振动磨制备了尺度在30~80纳米的铝纳米颗粒,并根据位错理论和点阵几何学,计算分析了铝颗粒在研磨过程中的尺度-结构演变规律,从能量的角度研究了铝颗粒在微尺度下的质能转换规律。研究表明,铝的晶体结构对于机械力的响应具有方向选择性。在研磨的初始阶段,材料的变形以应变为主,铝的晶粒细化与应变和位错几率的降低是同时发生的,应变和位错几率与晶粒尺度之间可以互相转换。在一定条件下,应变能可以得到释放,晶粒细化是在微应力大量释放、层错几率较低状况下得到的,即晶体颗粒的细化是应变能和层错能协同效应作用的结果。

微光学元件阵列面阵LD光束整形及光纤耦合

采用微透镜阵列组成的快、慢轴准直器件进行高功率面阵半导体激光器阵列光束准直,从而减小其光参数积,进一步采用棱镜阵列对准直光束进行整形,实现两方向光束质量的平衡,使激光束的综合光参数积小于光纤的光参数积,提高光束质量,获得高耦合效率的光纤耦合模块。对5个吧条组成(每个吧条40W、总输出功率为200W)的面阵半导体激光器光束进行准直、整形聚焦并耦合到芯径800μm、数值孔径0.22的多模光纤,获得125.4W的激光输出。

压电气体混合驱动式喷射点胶阀的设计与实验

为了实现压电喷射点胶,使压电喷射技术能广泛地应用到电子封装产业中,设计了一种压电/气体混合驱动式非接触喷射点胶阀.介绍了该点胶阀的工作原理,利用FLUENT动网格技术分析了阀杆行程与胶液实现喷射的关系,通过实验得到了影响点胶阀点胶质量的因素.实验选用直径为0.3 mm的钨钢喷嘴,实现了5 000 mPa·s中高粘度环氧树脂胶结剂的喷射点胶,获得胶点最小直径为0.5 mm,点胶频率可达120 Hz,胶点一致性误差在5%以内.

应用于压电叠堆泵的微位移放大机构

提出了一种应用于压电叠堆泵的微位移放大机构,该机构以压电叠堆(积层式压电微位移器)为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大压电叠堆的输出位移。同时,设计、研制了实验装置,并在试制样机上对其静、动态特性进行了实验。实验测试结果表明:该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍,并且该机构具有线性良好、高分辨率、高频响应等特点。由有限元分析得到的固有频率达到了1.8 kHz,实际测量的固有频率为1.5 kHz。

面向微量试剂分配的压电叠堆泵

微量、快速、精确的试剂分配是生物、制药等领域不可或缺的技术手段.研制了以压电叠堆为驱动器实现高精度、微量化和自动化试剂分配的压电叠堆泵样机.研究了压电叠堆泵的结构、工作原理及加工装配过程.实验研究了不同的输入信号对压电叠堆泵性能的影响和压电叠堆泵的输出流量及压力与输入电压、频率的关系,并将该样机与喷嘴装配在一起组装成试剂泵进行试剂分配实验,研究了试剂泵输出流量及微滴体积与输入电压、频率的关系.测得该压电叠堆泵输出流量的重复精度可达到77.42μL,喷嘴直径为0.5 mm时试剂泵进行试剂分配的液滴体积为16.09μL,重复精度为0.29μL,实现了微量、快速、精确的试剂分配.

微地震有效事件自动识别与定位方法

微地震有效事件自动识别与定位是进行微地震实时监测的关键。自动识别的准确性对随后的震源定位精度有很大影响。本文在讨论长短时窗能量比(STA/LTA)法基础上,讨论了基于特征值分析且抗噪能力较强的识别方法。结合多道检波器相互位置及有效信号的空间相关关系,根据P、S波的传播特征,通过研究有效微地震信号在相邻道之间及多道之间的变化特征,形成了多级检波器微地震有效事件的自动识别方法。在对初至有效波进行拉平的基础上,利用叠加能量和相关特性,采用跟踪分量方法进行扫描叠加,并以非均一化互相关准则作为初至校平的判断依据,建立了微地震事件的自动扫描定位方法。应用该方法对实际资料进行有效微地震事件的识别与定位,结果与实际情况基本吻合。该方法可克服以往微地震人工识别和定位的缺陷,提高微地震监测的效率。

宏微直线压电电机微驱动机构设计与分析

为了解决宏微驱动直线压电电机微驱动位移较小、对宏动定位误差的补偿能力不足的问题,提出一种宏微驱动钹型直线压电电机。采用钹型复合压电叠堆为驱动单元替换压电陶瓷片组成的压电叠堆,实现轴向位移的一次放大,通过弹性拨齿的柔性铰链结构将钹型压电叠堆输出的微位移二次放大。该电机可在特定的驱动频率、工作电压和相位差下实现振子振动模态下的超声驱动,也可以通过微位移放大机构实现静态变形的微驱动(蠕动)。建立了该直线压电电机的三维有限元模型,利用有限元软件分别对弹性拨齿、钹型压电叠堆和复合振子进行静力学分析和静态优化设计。有限元仿真表明:基于柔性铰链结构的弹性拨齿经过优化后,最小刚度小于钹型压电叠堆的最小刚度;在相同条件下,优化后钹型压电叠堆沿轴向方向的静态变形量比由压电陶瓷片组成的压电叠堆的静态变形量提高了8.45倍;采用基于柔性铰链结构的弹性拨齿和钹型压电叠堆组成的复合振子的拨齿质点沿水平方向的静态位移量比优化前提高了12.1%,大幅提高了微驱动对宏动定位误差的补偿能力,为压电电机微驱动的结构设计及优化提供依据。

六自由度微位移定位平台的设计与试验

压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式,其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计。针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求,提出了一种以压电叠堆作为驱动元件,以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台。由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势,通过静力分析,得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式,对结构进行了优化。试验表明,各自由度的行程与分辨率如下:x,y,z方向的最大位移分别为7.48,8.33和4.14μm,分辨率为0.01μm;沿θx,θy,θz方向的最大旋转角度均为0.13°,分辨率为0.01°,满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求。试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线,为平台的运动、定位控制提供了依据,也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础。

EP/SiO_2/MMT微纳米复合材料耐电树枝性能

为了研究聚合物/无机微纳米复合物的耐电树枝性能,采用熔融共混法制备了环氧树脂/二氧化硅/蒙脱土(EP/SiO_2/MMT)微纳米复合材料,利用针–板电极系统同时配合数字摄像系统对纯EP及其复合材料试样进行电树枝引发并记录树枝的生长过程以及形貌特征,对比研究了4种试样的起树率、电树枝发展过程、电树枝长度、扩展系数和形态特征。实验结果表明:与纯环氧树脂相比,微米复合材料和微纳米复合材料起树率较低,而纳米复合材料和微纳米复合材料电树枝长度较短,在所研究的4种试样中,微纳米复合材料具有最大的扩展系数。利用景深合成技术,获得了环氧树脂及其复合材料中电树枝的叠层立体图像和电树枝通道细节,据此建立了EP/SiO_2/MMT微纳米复合材料电树枝发展的模型。

基于压电驱动的电子芯片散热器试验研究

电子芯片的散热一直是影响计算机技术发展的关键问题,液冷方式中采用微喷射结构散热器是满足电子芯片高效散热的有效方法。设计了利用叠堆式压电驱动器散热系统,利用压电陶瓷产生的中低频振动,实现对电子芯片冷却器散热板的脉动喷射,进行了同参数下微喷射散热器与微槽道散热器散热对比试验研究。试验表明,利用叠堆式压电陶瓷可以更有效的满足散热器槽道及微喷微小尺度的流体驱动问题。微喷射散热器具有优良的稳态下的散热性能和瞬态下的储热性能。