激光激发模式下超声信号与结构健康状态的相关性研究进展

面向激光激发模式下超声信号与结构健康状态的相关性,在分析技术难点的基础上针对性总结了面向压电测量的成像法、面向激光测量的解析法。成像法方面,得益于压电传感器的阵列化部署以及新型压电传感器的阵列化发展,结构信号测量可获得足够的数据维度和丰度,扫描、相控阵等传统成像方法均取得较好效果,时间反转、时域合成孔径等超分辨成像方法进一步解决了波长减小带来的分辨率提升与衰减率增加之间的矛盾;解析法方面,激光测量单点位、小区域的特点与激光激发的超声时频模式混叠、超声信号强度不足等难题叠加,以数值仿真或标样实验等结果作为操作信息的数据解析技术将相关性研究处理为数据挖掘活动,并通过与决策树算法、人工神经网络等人工智能技术的融合,展现了分析效率高、参数覆盖全等优势。从应用效果来看,建议重点围绕超分辨成像算法与算力的匹配、数据解析参数规模与表征有效性的协调等问题开展后续工作。

距离选通成像系统中短脉冲激光驱动技术研究

基于单光子探测的距离选通成像系统中,需发射短脉冲激光并进行发射器和接收器之间的同步控制,使探测器工作在光子计数模式并在时间上进行积分,以完成成像操作。为了获得满足系统要求的短脉冲激光,同时减小系统体积、降低系统成本,本文提出将基于射频双极晶体管和基于阶跃恢复二极管SRD(结合短路传输线)两种产生窄脉冲电路应用于单光子距离选通成像系统。介绍了二者的原理与设计方法,进行了仿真验证、实物制作及测试,对脉冲发生器的特点、影响脉宽幅值的因素进行了分析。实物测试结果表明,基于晶体管方式可以产生上升时间为903.5 ps、下降时间为946.1 ps、脉冲宽度为824 ps、幅度为2.46 V的窄脉冲。基于SRD方式可以产生上升时间为456.8 ps、下降时间为458.3 ps、脉冲宽度为1.5 ns、幅度为2.38 V的窄脉冲,二者重复频率皆可达到50 MHz。利用这两种设计方法的任何一种配合外部电流驱动激光二极管都能够获得性能优良的短脉冲激光输出。

高分辨紫外电子轰击互补金属氧化物半导体器件的实验研究

基于真空紫外光电阴极和背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器研制了紫外光响应的电子轰击CMOS(EBCMOS)器件,实现了EBCMOS器件在40 mlx光照度环境下的高分辨探测,电子图像灰度随电子能量的变化呈现出极好的线性关系.对器件成像分辨率测试的结果表明,在电场强度为5000 V/mm时,器件的空间分辨率可以达到25 lp/mm,与国际相关报道水平相当.研制的EBCMOS器件可直接在紫外弱光探测领域应用,如天文观察、高能物理、遥感测绘等,同时也可为下一步研制可见光和近红外敏感的EBCMOS器件提供参考.

光电倍增管时间测量误差补偿方法研究

目前广泛使用的基于微通道板的光电倍增管,其时间分辨率受到光电子信号在各部分渡越时间限制,为光电子信号的时间信息测量带来一定程度的影响.对影响光电倍增管时间分辨率的参数进行分析,针对信号在阳极上的时间测量误差进行具体研究,确定由光电子信号在阳极位置上的差异是造成信号时间测量误差的重要因素,提出了一种简单且行之有效的误差补偿方法.采用延迟线阳极获取光电子信号的位置信息,将位置信息转化为该位置传输至电极端口的时间信息,通过这一时间信息对光电子信号的时间测量误差进行弥补.实验结果表明,该误差补偿方法能有效提升光电子信号的时间测量精度,为提高基于微通道板的光电倍增管时间分辨率提供解决思路和理论依据.

飞秒激光多光束干涉光刻硅表面减反微结构

为了得到均匀分布的硅表面微结构,提出了一种利用多束激光干涉光刻的方法来实现对硅表面微结构分布特征的控制.利用空间光调制器实现飞秒激光多光束干涉,形成分布均匀、周期可控的空间点阵,利用聚焦的空间点阵在单晶硅表面烧蚀得到规则分布的凹坑状结构,并通过改变附加给空间光调制器的相位实现对微结构分布特征及间距的控制.用扫描电子显微镜和分光光度计分别对结构的形貌特征和光学特性进行了测量,结果表明:采用底角为2°的四棱锥镜相位形成四光束干涉,通过10×物镜聚焦,在激光功率25mW、曝光时间30s时,可以形成间距约为3.3μm的密排凹坑微结构,所形成的凹坑结构具有良好的减反效果,在1.2～2μm近红外波段的透过率相对抛光硅平均提高了11.5%.

利用频率叠加的方法实现高重频高压窄脉冲源

利用传统方法实现高重频高压窄脉冲源受制于的器件性能,因而提出了频率叠加的新思路。基于超快电子学和频率叠加理论,利用MARX电路产生多路高压窄脉冲,通过同步系统控制多路触发信号延时,使多路脉冲耦合成一路输出,实现高重频高压窄脉冲输出。实验中两个单路高压窄脉冲的幅度为2.56 kV,宽度为7.13 ns,重复频率为32 kHz,两路脉冲耦合后,输出脉冲幅度为2.46 kV,宽度为7.49 ns,重复频率为64 kHz。该实验验证了设计思路的可行性,实现了输出脉冲重复频率倍增。该方法可以推广至更多路脉冲的频率叠加,获得更高频率。

基于群广义直觉模糊软集的空袭目标威胁评估方法

空袭目标威胁评估是提高防空武器系统应对多目标的基础.针对威胁评估的实时性、多因素和信息不确定性问题,构建一种基于群广义直觉模糊软集的多属性威胁评估模型.在选择合适的威胁评估指标和量化方法的基础上,引入多专家参量集来弥补传统广义直觉模糊软集中单个专家的评估不准确性和知识局限性等缺陷.通过应用实例分析并与其他最新决策评估方法进行比较,验证了该方法的可行性和有效性.