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ZnMgO紫外探测器研究现状

ZnMgO紫外探测器研究现状
ZnMgO紫外探测器研究现状

ZnMgO紫外探测器研究现状

1 引言

ZnO是一种直接宽带隙的半导体材料(禁带宽度为3.37 eV),在室温下有很高的激子束缚能(60 meV),外延生长温度低,抗辐射能力强。通过Mg的掺入可实现禁带宽度从3.3 eV 到7.8 eV可调的ZnMgO合金,ZnMgO作为优良的紫外光电材料在光电系统中有着广泛的应用,像LED、光探测器和太阳能电池等,特别是紫外光探测器方面的应用。紫外探测器广泛用于矿井可燃气体和汽车尾气的监测、固体燃料成分分析、环境污染监测、细胞癌变分析、DNA 测试、准分子激光器检测等领域。在军事上可用于导弹跟踪、火箭发射、飞行器制导以及生化武器的探测。在现实生活中,用于火灾监测、紫外通信以及紫外线辐射的测量。随着紫外线的广泛应用,紫外探测器在环保、医学、军事等领域将得到更广泛的应用。作为一种宽禁带半导体材料,ZnMgO近年来受到了研究人员的广泛关注。

2 ZnMgO紫外光探测器的研究进展

ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器的研究主要有美国、日本,印度、南韩等国家,薄膜生长方法以脉冲激光沉积(PLD),分子束外延(MBE),金属有机化学气相沉积(MOCVD),和磁控溅射等为主。

自1998年日本东京技术研究所用PLD方法在蓝宝石(0001)衬底上生长出了Mg组分达0.33的ZnMgO单晶薄膜之后,高Mg组分的ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器研究引起了人们的极大兴趣。美国北卡罗那州大学,马里兰大学都相继报道了ZnMgO薄膜的生长及光学特性研究;南韩Pohang科技大学采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长了Mg组分(0-0.49)连续可调的ZnMgO薄膜,并有X-射线衍射(XRD)谱表明未发生结构分相。这些结果已远远超过平衡态下Mg在ZnO中的固溶度值≤4%。以上ZnMgO薄膜大都是在单晶衬底和较高的衬底温度(350-750℃)上生长,而日本Ritsumeikan大学和印度德里大学均采用磁控溅射方法,在不加热的硅和石英衬底上生长出了Mg组分0.42和0.46的ZnMgO薄膜,结果表明薄膜仍未发生结构分相。

随着ZnMgO薄膜生长的发展,其紫外探测器的进展也很快,首先由美国马里兰大学在2001

年利用PLD设备在蓝宝石衬底上实现了MSM结构Zn

0.66Mg

0.34

O光电导型紫外探测器,如图1所

示(图1中为308nm、0.1μW紫外线光照射下的响应度随时间的关系曲线)。该探测器的暗电流在5 V偏压下为40 nA左右,探测截止波长在317 nm,在5V偏压下响应峰值308 nm处的响应度为1200 A/W, 紫外/可见抑制比在4个数量级以上,器件的瞬态响应测量表明该探测器具有快的响应速度,其响应时间的上升沿为8ns,下降沿为1.4μs。2003年,该研究组又

利用Mg

x Zn

1-x

O薄膜横向Mg含量的梯度分布, 成功制成了单片多通道的紫外探测器阵列。从

ZnO到六方Mg

0.4Zn

0.6

O可探测380 nm到300 nm的紫外光,单个探测器响应时间为8 ns。与传

统光波导光栅和薄膜滤光器相比,这种利用连续成分扩展组成探测阵列的单片微型光电探测

器具有集成度高、可探测紫外光范围广等特点。此后该小组又用SrTiO

3

作缓冲层以克服Si(100)

和Mg

x Zn

1-x

O间的晶格及热膨胀失配,异质外延生长立方结构Mg

x

Zn

1-x

O薄膜,基于Mg

0.68

Zn

0.32

O/

SrTiO 3 /Si 的光导型紫外探测器对225 nm 深紫外光有很好的响应度,其紫外/可见光抑制比

大于一个数量级,这是目前报道的基于立方相Mg x Zn 1-x O 薄膜的探测波长最短的紫外探测器。

他们同时也提出当0.37≤x ≤0.62时,Mg x Zn 1-x O 薄膜处于六角相和立方相共存的不稳定区域。

随后,该研究组又比较了制备在蓝宝石和石英衬底上的Mg 0.15Zn 0.85O 紫外探测器,结果表明,

由于生长在蓝宝石衬底上的薄膜具有更好的晶体质量,更少的缺陷,因此其探测器的紫外/可见抑制比(104)要比石英衬底上的(103)高一个数量级。

2005年日本大版科技研究所报道了MBE 方法在硅衬底生长ZnMgO 薄膜,并获得光响应峰值在300 nm 的紫外探测器件,并且发现随着Mg 含量的增加,ZnMgO 紫外探测器的探测紫外/可见抑制比在逐渐增大,当Mg 含量增加到0.34的时候,器件的紫外/可见抑制比达到3个量级,探测截止边已经接近300 nm 。图2为Zn 1-x Mg x O 基紫外探测器光谱响应曲线。当x 值为0、

0.1、0.26和0.34时,响应截止边从375nm 逐渐蓝移至300nm ,响应紫外可见光抑制比由1个数量级增加到3个数量级。

在国内,2007年中科院长春光机所Jiang 等报道了一种Zn 0.6Mg 0.4O 基高速光导型紫外探

测器,如图3所示。探测器在320nm 处的响应度约为1. 3A/W,10%~90%上升时间和下降时间分别为16ns 和250ns 。研究表明,高的薄膜质量对于增强探测器性能有十分显著的作用。同年,该小组刘可为等采用等离子辅助分子束外延技术,在蓝宝石基底上制备出N 掺杂空穴浓度为1×1016cm -3的P 型ZnMgO 合金薄膜,并以Ni/Au 和In 作为欧姆接触,首次报道了Zn 0.73Mg 0.24O 同质PN 结光电二极管。探测器响应峰为325nm,6V 偏压下紫外可见光抑制比为4个数量级,时间常数为38ns 。 2008年刘可为等通过射频磁控溅射方法,采用Zn-Mg0-Zn 复合靶材,实现了高温下精确控制薄膜中Mg 含量,并在石英基底上外延生长出六方Zn 0.6Mg 0.4O 合金薄膜;

以Au 为叉指电极制备出MSM 结构光导型紫外探测器,其响应峰为270nm, 3 V 偏压下暗电流仅为5pA,紫外可见光抑制比大于3个数量级。2009年Li 等采用等离子辅助MBE 手段在蓝宝

石基底上制备出了p-Mg 0.2Zn 0.8O/ZnO 异质结二极管,开启电压约5V ,响应峰340nm,紫外可见

光抑制比R340nm/R500nm 为2个数量级,响应范围从400nm 到320nm 。

2007年,西安交通大学利用激光分子束外延方法在蓝宝石衬底上制备出Mg 0.2Zn 0.8O MSM 光

导型紫外探测器,探测器的上升时间仅为14.3 ns ,下降时间为6.5 μs 。

浙江大学自2001年起开展Zn0紫外探测器的研究,采用PLD 方法,以A1为欧姆接触电极,在Si(111)基底上制备出光电导型紫外探测器。Yuan 等采用磁控溅射方法,以Au 为肖特基接触,在Al/Si(100 )基底上制备出Zn0肖特基二极管。该研究小组对ZnMgO 三元合金材料也进行了较多研究,生长出高质量的ZnMgO 合金薄膜,Mg 含量为37%(原子分数)时依然为单一相六方纤锌矿结构。

由以上ZnMgO 薄膜材料和探测器件的结果可知,虽然ZnMgO 薄膜中Mg 的组分已很高,但相应的高性能的紫外探测器件还没有报道,比如器件的光响应截止边都长于300 nm, 其主要原因是由于高Mg 组分的ZnMgO 合金薄膜中仍存在结构分相和结晶质量等问题。

3 探测器的主要性能指标

3.1量子效率η

量子效率的定义是每一个入射的光子所产生的电子空穴对的数目,通常用百分数表示,包括内量子效率和外量子效率。

外量子效率一般用如下公式来表示:

inc ph inc ph P h q I h P q

I ννη?=

=// (公式1-1) 式中I ph 为平均光电流,q 为电子电荷,P inc 为入射光功率,hv 为相应波长的光子能量(h 为普

朗克常数,v 为光的频率)。

外量子效率依赖于很多因素,比如材料的吸收系数和吸收区的厚度等,

)1(t ext e αη--∞ (公式1-2)

式中α为材料的吸收系数,t 为吸收区的厚度。一般来说,外量子效率依赖于材料的吸收系数,而吸收系数又是波长的函数,因此外量子效率也依赖于光的波长。

3.2 暗电流I d

探测器在紫外光照射下产生的电流信号由光电流和暗电流两部分组成,而在无紫外光照射的情况下,探测器表现出的电流为暗电流。研究表明,当频率不是很低时,探测器散粒噪声的影响将大于热噪声和低频噪声1/f 的影响,噪声电流均方值主要取决于I d 。因此,通过

掺杂、退火等手段可以增强薄膜的电阻率,降低器件的暗电流,进而提高探测器的信噪比。

3.3 响应度R

探测器的响应度定义为单位面积上每瓦特的入射光功率产生的输出电流密度,即光生电流和紫外光的照射功率的比值,单位为A/W ,

ph

inc I q R P h ην

== (公式1-3) 式中为I ph 平均光电流,P inc 为入射光功率,η为量子效率,hv 为相应波长的光子能量(h 为

普朗克常数,v 为光的频率),因此响应度的意义是投射到光敏器件上的单位辐射功率所产生的光电流。

如果把光的频率换算成光的波长,上式也可以写成:

q

R hc ηλ= (公式1-4)

其中λ为被探测的光波长,c 为真空中光的速度。

当探测器的光谱响应与光源光谱匹配越好时,探测器的响应度也越高。紫外探测器的光谱响应图谱表明,探测器的响应曲线还同时向峰值响应波长的长波和短波两个方向扩展。当探测器薄膜中存在成分起伏或杂质和缺陷时,长波长的紫外光可以把这些缺陷能级中的电子激发到导带中去,使探测器的响应曲线向长波方向发展。对于短波长紫外光,由于其具有更大的能量,薄膜吸收系数较高,使探测器在短波方向上也会产生响应。但由于薄膜表面产生的光生载流子浓度很高,复合速率急剧提高,使探测器的短波响应度大大降低。

3.4 响应时间τ

研究表明,MSM 光导型紫外探测器的10%~90%下降弛豫时间慢于相应上升响应时间,与光生空穴载流子的寿命有很大关系。当关闭光照后,在外电场作用下,n 型Zn 1-x Mg x O 薄膜中

产生的光生电子和空穴分别向正负电极运动。在漂移过程中,由于少数载流子陷阱作用,空穴易被薄膜中缺陷或杂质所形成的此类陷阱所捕获。故当电子到达正极消失时,留在空穴陷阱内的空穴会将负极中的电子感应出来,并在电场作用下开始向正极移动。如此循环,直至陷阱中的空穴移动到负极消失。因而,空穴载流子寿命的增加造成探测器的下降弛豫时间变长。可以看到,一方面由于空穴寿命的增加造成探测器响应时间变长,另一方面由于载流子数目的增多使探测器的响应度得到很大提高。

此外,由于合金薄膜表面固有的缺陷以及探测器制备过程可能对薄膜表面造成的损伤,氧分子的吸附和光解析也是影响探测器响应速度的重要因素。当合金薄膜表面吸附氧分子后,由于氧电负性较高,可束缚薄膜中的自由电子。在紫外光照射下,部分氧分子吸收光子后从表面脱附,同时释放自由电子,使载流子浓度提高。由于此过程相对光生载流子的产生复合

较为缓慢,因而使探测器的响应时间大大延长。

3.5 噪声等效功率NEP 和探测灵敏度D *

噪声等效功率是信噪比为1的探测器探测到的最小辐射功率。其值越小,探测器越灵敏。习惯将NEP 的倒数即探测率D 作为探测器探测最小光信号能力的指标。为了排除不同探测器敏感元件面积和放大器带宽的影响,将D 表征为比探测率即探测灵敏度D *。探测器灵敏度越高,性能越好。Jiang 等报道的Mg 0.4Zn 0.6O 基MSM 紫外探测器对320nm 紫外光的最大灵敏度为

1.37×1011cm ·Hz 1/2·W -1,高于同类GaN 基MSM 紫外探测器。刘可为等制备的Mg 0.24Zn 0.76O 基同

质PN 结光电二极管,无偏压时对325nm 紫外光的灵敏度为1. 8×1010cm ·Hz 1/2·W -1,较低的探测灵敏度主要是由于PN 结质量不高以及合金薄膜中的深能级缺陷所造成的。

3.6 紫外可见光抑制比UV/VIS

UV/VIS 用于表征探测器对紫外光和可见光的响应对比度。比值越大说明ZnMgO 薄膜中杂质、缺陷越少,探测器对紫外光的响应越好。探测器在紫外光区的响应度R UV (根据不同探测

器的响应峰而定)与在可见光区的响应度R VIS (一般取可见波长400nm)的比值在3~4个数量级。

美国马里兰大学Wang 等制备的MgO 0.34Zn 0.66O 基紫外探测器在5V 偏压下的R 308/R 400。大于4个

数量级;刘可为等先后制备的MgO 0.4Zn 0.6O 基紫外探测器的紫外可见光抑制比也均在3个数量

级以上。Wang 等报道的Si 基Mg 0.68Zn 0.32O 日盲区紫外探测器的R 225/R 400。仅大于1个数量级,

这主要是由于薄膜成分起伏及缺陷对短波长紫外光的吸收系数较高所致。

3.7 响应带宽△?

为表征探测器特别是单片多通道探测单元对不同波长的有效分辨率,定义探测单元的响应度降低到峰值1/2时的长波范围半高宽为不同探测单元的响应带宽。Takeuchi 等对紫外探测阵列的相对光谱响应曲线的研究表明,纯Zn0的响应带宽最小(4.5nm),Mg 含量为38%时的响应带宽达到最大(17. 3nm)。排除不同探测元件薄膜质量、相结构、制备工艺等因素的影响后,随禁带宽度不断增加,激子束缚能不断降低,Zn 1-x Mg x O 合金薄膜中激子数目的变化导致

高Mg 含量的探测元件对紫外光的响应带宽变宽。

4 前景展望

随着军用、民用对紫外探测技术的需求不断增长,已经迫切需要一种高量子效率、大面积、高分辨率、宽动态范围、高速、低噪声且相应波长完全处在紫外光谱的紫外探测器。因而,研究开发出光响应度更高的ZnMgO 基半导体紫外探测器将有很好的发展前景。目前研究的

重点集中在如何提高器件的光响应速度、量子效率和扩大动态范围方面,今后可以通过提高ZnMgO薄膜的制备技术等来提高光响应速度和量子效率;通过改进器件结构设计和制备工艺以提高器件的综合性能。ZnMgO基紫外探测器近年来发展迅速,但仍存在许多不足。可以预期,今后ZnMg0基紫外探测器的发展将注重以下几个方面:加强机理研究;在进一步提高高质外延ZnMgO薄膜制备技术的同时对已有的器件进行改性研究与开发,提高器件的量子效率、光响应速度和响应范围;通过ZnMgO基紫外探测器的研究和开发,实现探测器的光电集成化,从而提高探测器的探测性能。

参考文献:

[1]张俊,马向丽,王钰萍,吕建国.ZnMgO基紫外探测器的研究进展及分析[J].材料导报,2010,24(2):22

[2] Yan g W, Vispute R D, Shen-H, et al. Ultraviolet photoconductive detector based on epitaxial Mg0.34Zn0.66O thin films[J].Appl Phys Lett,2001,78(18):2787

[3] Yang W, Hullavarad S S, et al. Compositionally-tuned epitaxial cubic Mg x Zn1-x O on Si(100) for deep ultraviolet photodetectors[J].Appl Phys Lett,2003,82(20):3424

[4]赵懿琨,连洁,张飒飒,王公堂,宫文栎,于元勋,卜刚.ZnO基紫外探测器的研究进展[J].材料导报,2006,20(1):109

[5] Jiang D Y, Zhang J Y, Liu K W,et al. A high-speed photoconductive UV detector based on an Mg0.4Zn0.6O thin film[J].Semicond Sci Techn,2007,22(7):687

[6] Koike K, Hama K, Nakashima I,et al. Molecular beam epitaxial growth of wide bandgap ZnMgO alloy films on (111)oriented Si substrate toward UV-detector applications[J]. J Cryst Growth,2005,278(1-4):288

[7] Liu K W, Shen D Z, Shan C X, et al. Zn0.76Mg0.24O homojunction photodiode for ultraviolet detection[J].Appl Phys Lett,2007,91(20):201106

[8] Liu K W, Shen D Z, Shan C X, et al. The growth of ZnMgO alloy films for deep ultraviolet detection[J]. J Phys D: Appl Phys,2008,41:125104

科研训练心得:

1.这次实习训练,在独立查阅资料和分析总结上有很好的启发和推动作用。以往没有很多机会让个人独自去查阅资料,也缺乏动力。而这次科研训练上,由于老师高度负责的态度,让我有动力去完成一件以前没有完成过的事,了解了一些有关万方、维普等相关数据库的信息,并且掌握了如何去查找所需要的相关信息。

2.了解了相关知识,接触了ZnMgO半导体材料的各种制备方法、应用前景以及紫外探测器的研究进展、性能表征方式等。

3.但是由于时间有限,未能充分知晓ZnMgO紫外探测器的相关知识,有待日后继续学习。4.总的来说实习收获很大,感触很深。

感温,感烟,火焰探测器的应用环境

感温,感烟,火焰探测器应用环境 2丶下列场所宜选择点型感烟火灾探测器: (1)饭店、旅馆、教学楼、办公楼的厅堂、卧室、办公室、商场、列车载客车厢等。 (2)计算机房、通信机房、电影或电视放映室等。(3)楼梯、走道、电梯机房、车库等。(4)书库、档案库等。 3、符合下列条件之一的场所,不宜选择点型离子感烟火灾探测器:(1)相对湿度经常大于95%。(2)气流速度大于5m/s。(3)有大量粉尘、水雾滞留。(4)可能产生腐蚀性气体。(5)在正常情况下有烟滞留。 (6)产生醇类、醚类、酮类等有机物质。 4、符合下列条件之一的场所,不宜选择点型光电感烟火灾探测器:(1)有大量粉尘、水雾滞留。(2)可能产生蒸气和油雾。(3)高海拔地区。 (4)在正常情况下有烟滞留。 5、符合下列条件之一的场所,宜选择点型感温火灾探测器;且应根据使用场所的典型应用温度和最高应用温度选择适当类别的感温火灾探测器: (1)相对湿度经常大于95%。(2)可能发生无烟火灾。(3)有大量粉尘。(4)吸烟室等在正常情况下有烟或蒸气滞留的场所。(5)厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等不宜安装感烟火

灾探测器的场所。 (6)需要联动熄灭“安全出口“标志灯的安全出口内侧。(7)其他无人滞留且不适合安装感烟火灾探测器,但发生火灾时需要及时报警的场所。 6、可能产生阴燃火或发生火灾不及时报警将造成重大损失的场所,不宜选择点型感温火灾探测器;温度在0℃以下的场所,不宜选择定温探测器;温度变化较大的场所,不宜选择具有差温特性的探测器。 7、符合下列条件之一的场所,宜选择点型火焰探测器或图像型火焰探测器: (1)火灾时有强烈的火焰辐射。 (2)可能发生液体燃烧等无阴燃阶段的火灾。(3)需要对火焰做出快速反应。 8、符合下列条件之一的场所,不宜选择点型火焰探测器和图像型火焰探测器: (1)在火焰出现前有浓烟扩散。(2)探测器的镜头易被污染。(3)探测器的"视线"易被油雾、烟雾、水雾和冰雪遮挡。(4)探测区域内的可燃物是金属和无机物。 (5)探测器易受阳光、白炽灯等光源直接或间接照射。 9、探测区域内正常情况下有高温物体的场所,不宜选择单波段红外火焰探测器。 10、正常情况下明火作业,探测器易受X射线、弧光和闪电等影响的场所,不宜选择紫外火焰探测器。 11、下列场所宜选择可燃气体

近地告警系统国内外现状与发展概述

近地告警系统国内外现状与发展概述 摘要: 近地告警系统是提高飞机飞行安全,减少可控飞行撞地事故的主要设备。经过近40年的发展,以Honeywell 公司为主的国外厂家技术已比较成熟;国内最近几年才开始自主研制,还存在较大的差距。本文以时间顺序从近地告警 系统的应用背景、功能完善及相关规范的发布等梳理了近地告警系统的发展历程,综述了国内外主要近地告警系统厂家 的产品及其技术特点,最后探讨了国内外的差距及发展趋势。 关键词: 近地告警系统;可控飞行撞地;综述;航电系统;飞行安全 中图分类号:TP391文献标识码:A 可控飞行撞地(Controlled Flight Into Ter-rain, CFIT)是指在飞机不存在任何机械故障,由机组正常操作飞行的情况下,由于不知地形,或遇到不可测气象,或其它失误,造成飞机撞到了地面、障碍物或水面等复杂地形而发生的事故。可控飞行撞地是航空运输中最主要的危害因素之一。用于预防可控飞行撞地事故的设备即近地告警系统。近地告警系统(Ground Proximity WarningSystem, GPWS)的工作原理是通过接收地理位置、飞行高度、姿态、航向和航速等多种飞行状态参数,并利用内置地形数据库、障碍物数据库等,按照预先定义的近地告警算法要求,对飞机是否处于危险区域作出判断,及时为飞行员提供语音、事故发生,保障飞行安全。经过近40年的发展,以Honeywell公司为主的国外近地告警系统厂家技术已比较成熟占据了所有民机市场;国内最近几年才开始自主研制并在部分军用运输机上配装,还存在较大的差距。系统地研究近地告警系统的发展背

景、发展过程及其技术现状,对国内近地告警系统的研制与发展具有重要指导意义。本文以时间顺序从近地告警系统的应用背景、功能完善及相关规范的发布等梳理了近地告警系统的发展历程,并综述了国内外主要近地告警系统厂家的产品及其技术特点,最后探讨了国内外的差距及发展趋势。 1近地告警系统的发展历程 20世纪60年代末,无线电高度表引人大型商用飞机后使GPWS概念成为可能。197。年,瑞典SAS航空公司率先提出了GPWS的概念,旨在当飞机接近地形时,提醒飞行员及时避让仁’〕。197。年,借助已有的无线电高度表和大气数据计算机,美国SOUNDSTRAND公司率先研制了近地告警装置并在部分大型喷气机上投入使用仁2口。1974年底,一架波音727飞机在华盛顿杜勒斯机场进近途中撞山失事,机上90多人无一生还。从此,美国联邦航空局(Federal AviationAdministration, FAA)开始强制要求在美国空域飞行的所有大型喷气机和涡轮螺旋桨飞机都必须在1995年底以前安装GPWS系统。此项措施使得CFIT事故率持续下降。1976年J月,美国航空无线电技术委员会(RTCA)批准发布了由其128特委会编制的D()-161A《近地告警设备最低性能要求户〕,规范了GPWS的设计与认证要求,促进了GPWS的发展。1978年,FAA将GPWS 的配装要求扩大到10座及以上的客机都必须配装GPWS。1979年,国际民航组织(International Civil AviationOrganization, ICAO)推荐各国航空公司安装近地告警设备}'} 0 1994年.发生了一起CFIT事故。美国国家航运安全组织NTSB 进一步更改了GPWS的配装要求,要求在美国注册的所有6座及以上的涡轮喷气飞机都必须配装GPWS}'} o199。年1月,FAA发布了机载近地告警设备技术规范TSO-C92,在DO-161A的基础上,进一步规范了GPWS认证的技术要求。

本课题国内外研究现状分析

. Word资料●本课题国外研究现状分析 教育科研立项课题如何申报与论证博白县教育局教研室朱汝洪发布时间: 2009 年 4 月 2 日19 时24 分一、课题申报的基本步骤第一步: 阅读各级课题申报通知,明确通知的要求;第二步: 学习研究课题管理方面的文件材料;第三步: 学习研究《课题指南》,确定要申报的课题(可以直接选用《课题指南》中的课题,也可以自己确定课题);第四步:组织课题组,认真阅读关于填表说明的文字,研究清楚课题《申请评审书》各个栏目的填写要求;第五步: 根据《申请评审书》各栏目的要求分工查找材料和论证;第六步: 填写《申请评审书》草表;第七步: 研究确定后,填写《申请评审书》正式表(一律要求打印);第八步: 按要求复印份数;第九步: 按要求签署意见、加盖公章;第十步: 填写好《课题申报材料目录表》;第十一步: 按时将《申请评审书》《课题申报材料目录表》和评审费送交县教研室科研组转送市教科所(也可以直接送市教科报,但必须报县教研室备案)。

二、教育科研课题的选题1、课题的选题方法。 一是从上级颁发的课题指南中选定;二是结合学校的实际对课题指南中的课题作修改;三是完全从学校的实际出发确定课题。 2、课题的选题要依据的原则。 一是符合法规和政策;二是切合当地和学校实际;三是适合教师的水平和能力;四是切中当前教改热点。 3、课题名称的规表述。 ①研究,如小学生学习兴趣培养的研究。 ②实践与研究,如高中学生探究性学习的实践与研究。 ③应用研究,如合作学习理论在初中语文教学中的应用研究。 ④实验与研究,如杜郎口模式的实验与研究。 ⑤探索与研究,如农村寄宿制小学学生管理的探索与研究。 三、立项课题的论证例说(以2009 版市课题申报表的要求为准)1、课题论证的含义。 课题论证,也叫论证与设计、设计与论证,是对所要申报的课题的选题依据、研究目标、研究容、研究重点、研究难点、研究思路、研究步骤、研究条件等进行的阐述与设计。 2、课题论证的包括的容。 不同级别的课题申报表(课题申请、评审书)要求有所不同,但基本上包括两大方面的容: 一是关于本研究课题的论证,二是关于对课题实施的论证。 3、课题论证例说。

光电探测器调研报告

题目:光电探测器的原理及国内外研究现状 学生姓名:学号: 院(系):专业:

光电探测器的原理及国内外研究现状 摘要 概述了光电探测器的分类和基本原理,并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了光电探测器国内外研究现状,预测了硅基雪崩光电探测器在军事和激光雷达等方向的应用前景。 关键词:光电探测器;硅基雪崩光电探测器;激光雷达 Principle and Research Statue at Home and Abroad of photoelectric detector Abstract Described the basic principle and assortment of the photoelectric detector. The domestic and abroad research statue from the aspects of material selection and device main applications is summarized. At last the application prospects of silicon-based avalanche photodetector are predicted, such as research on military and laser radar. Keywords: phoroelectric detector;silicon-based avalanche photodetector;laser radar

1 引言 光电探测器的发展历史比较悠久,已有上百年的研究历史。由于这种器件在军事和民用中的重要性,发展非常迅速。随着激光与红外技术的发展,材料性能的改进和制造工艺的不断完善,光电探测器朝这集成化的方向发展。这大大缩小体积、改善性能、降低成本。此外将光辐射探测器阵列与CCD 器件结合起来,可以实现信息的传输也可用于热成像领域。 因此,进一步研究光电探测器是一项重要课题,本文章就从原理及国内外最新的研究状况探索光电探测器领先应用。 2 光电探测器入门 2.1 光电探测器的发展历史 最早用来探测可见光辐射和红外辐射的光辐射探测器是热探测器。其中,热电偶早在1826年就已发明出来【1】。1880年又发明了金属薄膜测辐射计。1947年制成了金属氧化物热敏电阻测辐射热计。1947年又发明了气动探测器。经过多年的改进和发展,这些光辐射探测器日趋完善,性能也有了较大的改进和提高。但是,与光子探测器相比,这些光辐射探测器的探测率仍较低,时间常数也较大。从五十年代开始人们对热释电探测器进行了一系列研究工作,发现它具有许多独特的优点,因此近年来有关热释电探测器的研究工作特别活跃,发展异常迅速。热释电探测器的发展以使得热探测器这个领域大为改观,以致有人估计热释电技术将成为发展电子——光学工业的先导。 应用广泛的光子探测器,除了发展最早、技术上也最成熟、响应波长从紫光到近红外的光电倍增管以外,硅和锗材料制作的光电二极管、铅锡、Ⅲ~Ⅴ族化合物、锗掺杂等光辐射探测器,目前均已达到相当成熟的阶段,器主要性能已接近理论极限。 1970年以后又出现了一种利用光子牵引效应制成的光子牵引探测器。其主要用于CO 2 激光的探测。八十年代中期,出现了利用掺杂的GaAs/AlGaAs材料、基于导带跃迁的新型光探测器——量子阱探测器。这种器件工作于8~12μm波段,工作温度为77K。 2.2 光电探测的分类及原理 光电探测器能把光信号转换为电信号。根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同,光电探测器可分为两大类:一类是光子探测器;另一类是热探测器。 光电探测器的工作原理是基于光电效应【2】。热探测器是用探测元件吸收入射辐射而产生热、造成温升,并借助各种物理效应把温升转换成电量的原理而制成的器件。最常用的有温差电偶、测辐射热计、高莱管、热电探测器。一般来说,热探测器的接收元由于表面涂黑它的光谱响应是无选择性的,它只受透光窗口光谱透射特性的限制,因此主要应用于红外区和紫外区,但它的响应率较低、响应速度慢、机械强度低,近来由于热电探测器和薄膜器件的发展,上述缺点已有所改进。 光子型探测器,利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件,如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极,当光子投射到光电阴极上时,光子可能被光电阴极中的电子吸收,获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中,光电子在带正电的阳极的作用下运动,构成

紫外光通信在军事通信系统中的应用_李霁野

第3卷 第4期 光 学 与 光 电 技 术 V ol. 3, No. 4 2005年8月 OPTICS & OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY August, 2005 收稿日期 2004-11-30; 修改稿日期 2005-01-27 作者简介 李霁野(1954-),男,高级工程师,主要研究方向为数据通信、野战程控交换机。E-mail: li_cssar@https://www.wendangku.net/doc/315674224.html, 文章编号 1672-3392(2005)04-0019-03 紫外光通信在军事通信系统中的应用 李霁野 邱柯妮 (中国科学院空间中心通信室,北京 100080) 摘 要 介绍了紫外光通信的性能特点、链路工作方式及影响紫外光通信的主要因素,并分析了紫外光音频通信系统的设备构成及其在军事作战和演习中的应用。 关键词 紫外光通信;保密性;工作方式 中图分类号 TN929.1 文献标识码 A 1 引 言 紫外光通信作为一种新的通信手段,其最突出的优点是不易被探测和截收,非常适用于近距离抗干扰的通信环境。美国军方对紫外光通信领域高度重视,从上个世纪30年代至今,他们进行了从基本原理到实用系统等多方面的研究,已研制出实用的设备,但其项目研制情况和技术细节目前都处于高度保密状态。与之相比,紫外光通信的研究和实践工作在我国起步较晚,国内在该领域的研究还远远不够,特别是在军用领域,对军用紫外光通信系统的研究已经迫在眉睫。 2 紫外光通信的特点及工作方式 紫外光通信的基本原理:以紫外日盲区的光谱为载波,信息电信号调制加载在紫外光上,通信系统的发射端和接收端通过初定位和调整,再经过光束的捕获—对准—跟踪(APT )建立起光通信链路,然后以自由空间和大气为信道来传输信息。 2.1 紫外光通信的优点 1)数据传输的保密性高 系统辐射的紫外光通信信号扩散在大气层中被大气吸收,信号的强度按指数规律衰减,这种信号场强的指数衰减是距离的函数。这样,就可以根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率,使其在通信范围之外的辐射功率减至最小,从而使敌方很难截获紫外光通信信号。 2)系统抗干扰能力强 紫外光传输的优点之一是系统的辐射功率可根据通信距离要求而减至最小,因此,常规的无线电设备很难干扰远方站台的紫外光通信信号。 3)可用于非视距通信 由于大气中存在大量的粒子,紫外辐射在传输过程中存在较大的散射现象,这种散射特性使紫外光通信系统能以非视距方式(Non-Line of Sight ,NLOS )传输信号,从而能适应复杂的地形环境,克服了其他自由空间光通信系统必须工作在可视距方式(Line of Sight ,LOS )的弱点。 总的来说,紫外光通信更适应近距离的、隐蔽的、地形复杂的作战环境。 2.2 紫外光通信链路的工作方式 紫外光通信有两种工作方式:视距方式和非视距方式。在军事通信中主要利用非视距工作方式,并且非视距工作方式有别于其他的光通信工作方式。 非视距通信方式的工作机理:光在大气中传播时产生电磁场使大气中的粒子所带的电荷产生振荡,振荡的电荷产生一个或多个电偶极子,辐射出次级球面波。由于电荷的振荡与原始波同步,所以次级波与原始波具有相同的电磁振荡频率,并与原始波有固定的相位关系。次级球面波的波面分布和振动情况决定散射光的散射方向,因此,发射的紫外光信号散射在大气中,这些散射信号都能保持原来的信息。只要散射信号能到达光接收装置的视野

红外技术的发展现状与发展趋势

红外技术的发展现状与发展趋势 第一部分红外技术的发展及主要应用领域 红外技术的发展 1800年,英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射,从那时起,人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。在红外探测器发展中,以下事件具有重要意义: 上世纪70年代,热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。 上世纪末以焦面阵列(FPA)为代表的红外器件被成功地应用。 红外技术的核心是红外探测器。 红外探测器 单元红外探测器:如InSb(锑化铟)、HgCdTe(碲镉汞)、非本征硅,以及热电等探测器。 线列:以60元、120元、180元和256元等,可以拼接到1024元甚至更多元。 4N系列扫描型焦平面阵列:如211所的研制生产的4x288。 凝视型焦平面阵列(IRFPA): 致冷型256x256、320x240、384x288,更大规模的如640x512,1024×1024和1280×720 元阵列也已有了; 非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中,384x288、640x480也已开始应用。 红外探测器按其特点可分为四代: 第一代(1970s-80s):主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像; 第二代(1990s-2000s):是以4x288为代表的扫描型焦平面; 第三代:凝视型焦平面; 第四代:目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片,具有高性能数字信号处理功能,甚至具备单片多波段探测与识别能力。 目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计,根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。 非制冷焦平面阵列探测器的发展,其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域,真正实现了小型化、低价格和高可靠性,成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。 氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功,目前其专利授权BAE、L-3/IR、 FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的 CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功,目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。 目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力,其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握,日本和以色列则由美国取得技术许可,在其国内生产和有限制地使用。对我国的出口则设置了更多严格的限制,如大家遇到的帧频限制。

国内外研究现状范例

2、国内外研究现状: 针对孔壁和管道间的环状空间中的混合泥浆,国内外学者采取了现场检测、室内模型实验、数值模拟等手段研究它的物理力学性质变化规律。 在先导孔钻进和扩孔过程中,泥浆压力高达1~2MPa,相当于l00~200 m高的水头压力[4],当泥浆压力过大时将强烈破坏周围地层,为研究合适的泥浆压力,刘杰[5]研究了泥浆在地层中的作用机理,揭示了泥浆在地层中的渗流规律。余剑平等人[3]分析了定向钻穿越冲湖积土层时的泥浆溢出现象,通过钻孔观察得出渗透泥浆呈“土、丰”字型分布,扩散半径约为管径的2~3倍,渗透泥浆层的厚度一般约2~3mm。赵明华等人[6]分析了HDD穿越监利洪湖大堤引起堤脚冒浆的原因,认为冒浆与上覆土体的厚度、粘性,钻压、钻井液粘度等参数有关。晁东辉[7]采用了有限元数值方法模拟水平定向钻孔施工的过程,研究了施工过程中泥浆对孔壁的影响。关立志[8]认为管道与孔壁之间的空洞经过一段时间会引起上履土体下沉、堤防塌陷等灾害。宋新江等人[2]根据《土坝坝体灌浆技术规范》中规定的地层最大容许灌浆压力分析了河堤发生塌陷的可能原因:①当孔道四周泥浆压力消散,引起孔内过量坍塌,是地面形成裂缝和塌陷的一个主要原因。②当管道穿过的砂层为粉砂、粉细砂、细砂或中砂,受扰动后强度降低易塌落。③泥浆压力消散或大量减小后便会产生沉淀,同时在管道四周的环空间隙中泥浆与土的混合物会产生固结变形,这种固结作用会引起土体下陷。王建钧[9]分析了环空周围土体在应力重分布作用下发生塑性挤出、膨胀内鼓、塑流涌出和重力坍塌的原因,并根据Mohr-Coulomb破坏准则给出了孔壁失稳破坏的理论公式。 针对环空混合泥浆的力学性质研究,Knight, M.等人[10]铺设了一条直径为200mm的HDPE管道两年后开挖观察,发现环状空间并未形成空洞,表明环空泥浆与土体发生了相互作用。美国的Samuel T. Ariaratnam等人[11]分别在粘土和砂层中进行水平定向钻进管道铺设试验,分别铺设了直径为100mm、200mm及300mm 的HDPE管各两根,分别在一天、一个星期、两个星期、四个星期以及一年以后对管道进行开挖检查,观察环状空间中土体含水量的变化、固结状况并进行土体强度测试,得出环空混合泥浆含水量逐渐降低、强度增加。李俊[12]认为HDD 铺管后残留孔洞会发生由应力重分布引起的沉降和固结沉降,分别给出了计算公式,由于HDD施工,钻孔周围一部分土体扰动进入塑性状态,形成一个软弱带,在地下水作用下发生管涌。朱乃榕[13]从渗流角度研究了西气东输管道穿越工程对河堤的稳定性影响。他假设管道周围土体的渗透系数比河堤其他土体的渗透系数大二个数量级,分析堤防处于最高洪水位与低水位两种危险情况下的堤防渗流稳定性。并采用二维和三维有限元数值模拟技术进行渗流计算。得出输气管道的穿越对于堤防的抗滑稳定性影响也比较小,但有可能沿管壁周围形成渗流通道,在管道穿越出土点附近发生管涌破坏。但研究的输气管道直径只有710mm,远小于西气东输工程二期所采用的直径1219mm的管道,所以不能断定如此大直径的管道穿越是否会对河堤造成更大的危害。 国内外学者采用了多种方法、设备研究环空混合泥浆的力学性质,Ariaratnam[14]收集了美国各地的土样进行室内模拟试验,先测试泥浆的流变特性,然后在泥浆中加入各种土样,进行混合物的流变特性测试。Tubb[15]介绍了Mears/HDD LLC公司采用孔内压力测试设备可

光电探测技术发展概况

光电探测技术发展概况 学号:20121226465姓名:熊玉宝 摘要:本文扼要论述光电探测技术重要性,并简要地介绍了光电探测技术的几种主要方法及发展趋势。 关键词:光电;探测;技术 光电探测技术是根据被探测对象辐射或反射的光波的特征来探测和识别对象的一种技术,这种技术本身就赋予光电技术在军事应用中的四大优点,即看得更清、打得更准、反应更快和生存能力更强。 光电探测技术是现代战争中广泛使用的核心技术,它包括光电侦察、夜视、导航、制导、寻的、搜索、跟踪和识别多种功能。光电探测包括从紫外光(0.2~0.4μm)、可见光(0.4~0.7μm)、红外光(1~3μm,3~5μm,8~12μm)等多种波段的光信号的探测。 新一代光电探测技术及其智能化,将使相关武器获得更长的作用距离,更强的单目标/多目标探测和识别能力,从而实现更准确的打击和快速反应,在极小伤亡的情况下取得战争的主动权。同时使武器装备具有很强的自主决策能力,增强了对抗,反对抗和自身的生存能力。实际上,先进的光电探测技术已成为一个国家的军事实力的重要标志。 现代高技术战争的显著特点首先是信息战,而信息战中首要的任务是如何获取信息。谁获取更多信息,谁最早获取信息,谁就掌握信息战的主动权。光电探测正是获取信息的重要手段。微波雷达和光电子成像设备常常一起使用,互相取长补短,相辅相成,可以获取更多信息,可以更早获取信息。前者作用距离远,能全天候工作;后者分辨率高,识别能力和抗干扰能力强。无论侦察卫星、预警卫星、预警飞机还是无人侦察机往往同时装备合成孔径雷达和CCD相机、红外热像仪或多光谱相机。为改进对弹道导弹的预警能力,美国正在研制的天基红外系统(SBIRS)拟用双传感器方案,即一台宽视场扫描短波红外捕获传感器和一台窄视场凝视多色(中波/长波红外、长波红外/可见光)跟踪传感器,能捕获和跟踪弹道导弹从发射到再入大气的全过程。美国已经装备并正在不断改进的CR-135S眼镜蛇球预警机,采用可见光和中波红外像机,能精确测定420km外的导弹发射,确定发动机熄火点,计算出它的弹道和碰撞点。最近在上面加了一台远程激光测距机,其作用距离可达400km。美国海军也在为战区弹道导弹防御

国内外研究现状总结

1、研究意义: 随着我国国民经济和城市化建设的飞速发展,大型商业综合体在当今商业创新模式的潮流和城市空间有机化、复合化的趋势下应运而生,数量日益增多,体量越来越大。这类公众聚集场所一般具有功能繁多、空间种类丰富、人流量大、火荷载大等特点,一旦发生火灾,容易导致重、特大人员伤亡和直接经济损失。近年来大型商业建筑火灾造成的人员伤亡事件屡有发生。国外的发展经验表明,当一个国家的人均GDP达到1000-3000美元时,社会将会处于一个灾难事故多发阶段,这表明我国当前及今后较长的一个时期,火灾安全形势依然十分严峻。 飞速发展的大型商业建筑,使用功能日趋复杂、集约,这给大型商业综合体的安全疏散设计带来了十分严峻的挑战。安全疏散,就是在发生火灾时,在允许的疏散时间范围中,使遭受火灾危害的人或贵重物资在楼内火灾未危及其安全之前,借助于各种疏散设施,有组织、安全、准确、迅速地撤离到安全区域。 大型综合性商业建筑的使用功能高度集中,现行规范都无法对其建筑形态和业态分布做出明确的规定,基于以往经验及科研成果制订出来的建筑防火设计规范难以适应新的需要,实践中经常遇到大量现行规范适应范围无法涵盖或规范条文无法适应建筑物设计形式的尴尬局面。现代大型商业综合体建筑的设计往往突破了现行规范,因此在一些经济发达的地区,也将性能化的防火设计理念引入到了设计之中,它已成为未来防火设计发展的趋势。 商业街建筑由于其独特性,有关消防设计也有别于一般的商业建筑。比如,商业街是否作为一个整体建筑考虑其消安全疏散设计,是否应限制商业街建筑的层数,长度和宽度,步行街是否考虑作为人员疏散安全区域及其条件等等这些问题都有待于进一步的调研及深入分析。 同时,由于这类建筑火灾危险性特别大,人员密度大,疏散困难等原因,研究大型商业建筑火灾下人员疏散的安全性,以最大限度的防止火灾发生和减少火灾造成的损失,就具有十分重要的意义。由于我国火灾基础研究的滞后在制定国家消防技术规范时存在一些弊端和不合理之处。这些弊端给复杂的商业建筑空间设计带来很多的局限性,因此要使大型商业建筑有效的快速发展这就需要我们找到新的途径和新的思路来保障建筑的安全疏散。 大型商业综合体的人员安全疏散设计应该综合相关多方因素全面考虑。处方式建筑防火安全疏散设计理念适应不了现代建筑的发展趋势,我们需要借鉴心理学等理论,研究发生火灾后,大型商场内人员在这样的环境中的空间认知能力和行为模式;从空间组织设计的角度出发,结合建筑性能化防火设计的理论全面的进行防火安全疏散设计的研究。这有助于科学合理的进行大型商场的建筑防火设计,当灾害来临时为人们提供一个可靠的安全疏散系统,同时又利于人们充分的使用空间的目标;同时,该课题的研究为促进大型商场发展作出努力,使得大型建筑在城市发展的新形式下可持续的发展。 大型商业综合体中防火分区面积往往超出了规范中对防火分区面积的限制,疏散出口的数量以及布置方式等问题随之产生,这些问题都有待进一步深入研究。本文从大型商业综合体的自身特性入手,运用建筑学、消防安全学和行为心理学等领域的相关知识,对火灾下大型商业综合体内人员疏散的安全性能进行了研究和分析,总结出大型商业综合体人员安全疏散的难点和重点问题,最后针对这些问题提出了一些优化策略和方法,并分析了应用部分方法的实际工程案例。为大型商业综合体的人员安全疏散设计提供参考。 2、国内外研究现状: (1)国外研究现状 国外发达国家对于大型商业综合体的设计,除了能依据本国的规范进行设计的之外,超出规范规定内容的往往利用了性能化的防火设计。欧美发达国家在这项研究中处于领先的地位,已开发出了很多计算及模拟软件。如FDS、SIMULEX和STEPS等等。 上世纪八十年代,己有一些国家颁布了专门的性能化防火设计规范。所以发展至今,已形成了相对完善的体系。国外的设计者在做一些大型的商业建筑时,都会采用性能化的防火设计。1971年,美国的通用事务管理局形成了《建筑火灾安全判据》。20世纪80年代,在美国实施了一个国家级的火灾风险评估项目,其结果形成了FRAMWORKS模型。1988年美国防火

火焰探测器安装使用说明书

(安装、使用产品前,请先阅读本手册) A710系列火焰探测器 设计手册 上海翼捷工业安防技术有限公司 上海安誉智能科技有限公司

一、工作原理 1.火焰特征 火焰辐射特征 火焰燃烧过程释放出紫外线、可见光、红外线,其中红外部分可分为近红外、中红外、远红外三部分。 阳光、电灯、发热物体等均有热辐射,其辐射光谱随物体不同而不同,辐射光谱可能包括紫外线、红外线、可见光等 光谱 如上图所示,自然界中按不同范围的波长分为紫外部分和红外部分,燃烧物体对应其不同波长的光谱,发出不同程度的辐射。 火焰闪烁特征 火焰的闪烁频率为– 20Hz 热物体、电灯等辐射出的紫外线、红外线没有闪烁特征 2.探测器工作原理 紫外火焰探测器 2.1.1基本原理 通过检测火焰辐射出的紫外线来识别火灾

2.1.2紫外光谱 (180nm-400nm) 太阳光中小于300nm的紫外线基本被大气层全部吸收,到达地球表面的紫外线都大于300nm 2.1.3紫外探测的优缺点 优点:反应速度快 缺点:易受干扰 2.1.4紫外火焰探测原理 选用180nm-260nm的紫外传感器,对日光中的紫外线不敏感 双波段红外火焰探测器 2.2.1基本原理 通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾 2.2.2红外光谱 红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外 空气中的气体(如CO、CO2等)对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用 2.2.3双波段红外火焰探测原理 选用两个波长的热释电红外传感器,来检测火焰辐射的红外线

一个波长的热释电红外传感器用于检测含碳物质燃烧释放CO2引起的特定波长红外光谱的变化;一个波长的热释电传感器用于检测红外辐射的能量。 两个不同波长的传感器向结合,有效区分发热体而非火焰释放的红外线,避免误报警。 三波段红外火焰探测器 2.3.1基本原理 通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾。 2.3.2红外光谱 红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外。 空气中的气体(如CO、CO2等)对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用。 2.3.3三波段红外火焰探测原理 选用三个波长的热释电红外传感器,来检测火焰辐射的红外线 两个波长的热释电红外传感器用于检测物质燃烧引起的两个特定波长范围的红外光谱的变化;一个热释电传感器用于检测红外辐射的能量。 三个不同波长的传感器向结合,有效区分发热体而非火焰释放的红外线,避免误报警。 紫红外复合火焰探测器 2.4.1基本原理 通过检测火焰辐射的紫外线和红外线来识别火灾

浅谈光学设计在日盲紫外成像上应用

浅谈光学设计在日盲紫外成像上应用 1、日盲紫外成像技术 对于“日盲”紫外波段(220~280nm)的太阳光被大气层中的臭氧吸收,到达地面乃至低空区域的该波段太阳辐射几乎为零,利用该波段对目标进行成像探测,可以避免最大的自然光——太阳光的干扰,有利于目标的检测。与传统红外成像技术相比,“日盲”紫外成像技术具有以下优点:1)“日盲”区背景干扰小,虚警率低;2)不需要人工致冷和扫描,设备大大简化,体积小,质量轻;3)具有极高的灵敏度和分辨率。20世纪90年代末,美国、南非和以色列等国家的科学技术人员将紫外光的光学特性与光学透镜、数字信号芯片相结合,研制开发出用于日间检测电晕等微弱放电现象的紫外电晕检测仪,并将该技术推向警用应用市场,使“日盲”紫外成像技术在民用市场得以迅速普及和推广。随着“日盲”紫外成像技术的不断发展,国外特别是美国对该技术相当重视,各大公司以紫外成像探测器为核心,开展了大量研究工作。与国外先进水平相比,国内在“日盲”紫外成像探测器和高性能“日盲”紫外滤光片等方面的研制和生产上还存在较大的差距。近几年,随着国内“日盲”紫外成像探测器、“日盲”紫外滤光片等关键技术的快速发展,“日盲”紫外成像技术在电力线路检测领域得到很大的应用。 美国的电晕检测采用高精度的美国的电晕检测采用高精度的图像重叠技术,双光学镜头高精度重合,国内博高采用普通CCD和紫外光学滤波镜,采用换玻璃镜片方式,把可见光成像图片和紫外图像进行重叠分析,两者都存在对光学系统要求高,成像时间长,不适合巡线动态检测。普通紫外成像仪弥补灵敏度不足有2种方式: 1)经过芯片强化讯号,优点是增大了光斑,缺点是会在每个电晕图像下面形成黑黑影,电晕图像有失真感; 2)增加波长范围,采用夜间模式,优点是增强了紫外波能量,缺点是只能在夜间检测。目前紫外电晕检测装置普遍将图像进行帧叠加来增强紫外线图像的可视强度,通过对视频信号的软硬件降噪技术来降低图像的噪声,需要计算机进行分析处理,电晕功耗大,体积大,不方便携带,且操作复杂,结构复杂,制造成本和维护成本高,价格昂贵,光子数无法动态输出,检测距离短,对图像处理要求高,要求高精度光学系统,难以满足机载巡检的要求强度。 紫外光学系统的好坏直接决定了整个成像系统的质量,又由于紫外光在大气传输中受到大气分子、气溶胶粒子强烈的散射和吸收作用,到达接收端的紫外光信号极其微弱,这对光学系统的性能提出了较高的要求。 2、日盲紫外光学系统的设计实例 日盲紫外成像探测仪利用电晕辐射光谱中含有日盲紫外光这一特点实现对电晕的早期成像探测。20 世纪 90 年代末,国外已着手开展了日盲紫外成像探测仪的研制工作,而后逐步投放市场。目前,具有代表性的产品主要有以色列Ofil公司的 SuperB,Luminar以及南非 UViRCO 公司的CoroCAM 系列等。 上述产品虽具有灵敏度高、定位准确、操作简单、功耗低等优点,但同时也存在着诸多缺点,紫外光学系统的结构即是存在的典型缺点之一。紫外物镜作为日盲紫外成像探测仪的核心元器件,主要影响探测仪的通光口径、光能利用率、分辨率及视场等参数,其性能指标直接影响探测仪的性能。Ofil及UViRCO 公司生产的紫外物镜普遍采用卡塞格林系统,中心视场存在遮拦,导致整个探测仪的

传感器技术发展现状及趋势

传感器技术发展现状及趋势 桂林航天工业学院 课程论文 题目:传感器技术发展现状及趋势 专业:工商企业管理(生产运作与质量管理) 姓名:罗并 学号:20190820Z00102 指导教师:陈少航 2019年 6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会,几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持。生活在信息时代的人们,绝大部分的日常生活与信息资源的开发,采集, 传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态,21世纪的先进传感器必须具备小型化,智能化,多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增,要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋 势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性,可靠性,灵敏性等)的要求越来越严格; 与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标 准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被 各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小,重量轻,反应快,灵敏度高以及成本低等优点。 目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本,高性能的 新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能 够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新 型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用 领域,如分布式实时探测,网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。,智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理,分析和调节,能够对所测的数值及其误 差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行

国内外研究现状分析及评价1

国内外研究现状分析及评价 供给侧结构性改革无疑是今年全国两会的热词,而作为经济运行的“血液”,金融业在推动供给侧结构性改革方面扮演着重要角色,尤其是中国互联网金融业自诞生之日起就努力为众多小微企业和个人的创新创业活动提供普惠金融服务。而农业自古以来就是中国国民经济的基础,为了实现我国经济腾飞及综合实力的提高。我国一直在探索农业发展的道路,现在的中国农业在社会、经济和生态等和各个方面都取得了巨大成就。但在农业科技、经济和各个方面存在问题,严重制约着农业的发展。我国农业的发展必须确定明确的目标,选择适合我国实情的农业发展模式,最终实现农业现代化,那么如何让蓬勃发展的互联网金融运用到农业供给侧改革,从而推动农业提速发展成为了学者们研究的课题。目前,我国著名学者李宏畅与袁娟率先提出来互联网金融与农业相结合的发展的几种模式。(一)农业智能模式 当前在很多先进农场里,奶牛的耳朵上都会有一颗非常精致、特别的“耳钉”,即奶牛的电子耳标,这个“耳钉”里蕴藏着这头奶牛区别于其他奶牛的信息。散养在农场里的奶牛,当它悠闲的进入挤奶大厅时,它身上的所有信息就会被感应器所感应,然后被计算机扫描,进入电脑,信息包括它的所有信息:出生日期、最后一次挤奶日期、交配时间等等,所有信息都一目了然,这些都突出体现出了农业智能模式的优越性。 (二)电商模式 淘宝之所以成功,最主要的原因就是其站在了顾客的角度去思考问题,把顾客所需要的东西当作了自己所需要的东西,将市场划分到最小化,将产品包装减到最轻,而且注重产品特色、模式和内容,把简单的“B2C”模式转化为“B2C2B”,并不断改进产品品质,逐渐实现了电商模式。目前,农村电商逐渐成为巨头们布局的重点。但是由于网络基础设施不健全等各种因素限制,农村市场的电商需求远远未被满足,是一个典型的蓝海市场,含金量十足。然而,农村电商市场要被很好地开发出来还是面临着许多挑战,这也与农村市场的特性紧密相关,农民购物的便利性与网购信任度是农村市场电商发展的主要瓶颈。 (三)产业链模式 一方面农业产业链融资模式改变了以往农村金融服务方式,采用一对一模式,借助农民专业合作社、龙头企业等平台,采用批量作业、降低借贷双方交易成本的

传感器技术发展现状及趋势

桂林航天工业学院 课程论文 题目:传感器技术发展现状及趋势 专业:工商企业管理(生产运作与质量管理) 姓名:罗并 学号:20130820Z00102 指导教师:陈少航 2015年6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会,几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们,绝大部分的日常生活与信息资源的开发,采集,传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态,21世纪的先进传感器必须具备小型化,智能化,多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增,要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性,可靠性,灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小,重量轻,反应快,灵敏度高以及成本低等优点。 目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本,高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测,网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。,智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理,分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。 (2)智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。 (3)智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,

国内外研究现状

将新学的词汇用于句子、会话、故事讲述或写作之中,以加深记忆。④视觉映像:通过创造有意义的视觉映像在新语言信息与己掌握的语言信息之间建立记 忆联系。可以通过想象,也可以通过画图来建立。这种视觉映像可以来自事物或现象的画面、文字出现的地方,也可以通过想象来获得。⑤语义图示:以一个基本词为中心,在纸上画出跟该词有关的词语的语义关系结构图,并表示其相互关系。⑥语音串记:利用新词和己掌握单词之间语音上的某种共同特征来建立两者之间的联系,由此促进记忆。可利用的语音特征可以是押韵,也可以是音节上的相似。⑦缩略助记:从要一记忆的词组或有关词语中抽取第一个字母或音节,组成一个新的词语单位,并用作该词组或有关词语的记忆线索。⑧言行相伴和具体操作:通过做出相应的动作和摆弄实物来记住所学到的新词。⑨构词分析:在碰到新词时观察它的词形,如发现它是由若干已知词或构词成分组成,就从这些组成部分的意义推测这一新词的意义。 贾冠杰(2001)提出的词汇学习策略有:①利用词汇游戏辅助教学。教师可根 据具体情况,在课堂教学中,适当利用单词游戏来激发学生的学习兴趣,或在课后组织学生开展一些词汇游戏以帮助他们掌握更多的词汇。②通过阅读来记忆词汇。学生可以根据上下文记忆单词也可以准确理解单词的含义。③通过形一义联想法和音一一义联想法来记忆单词。形一义联想法就是对单词的结构赋予一定的想象。音一义联想法则是设法把单词的音和义联系起来。 2.2有关词汇学习策略运用的情况 词汇作为信息的主要载体,是英语教学中的一个重要环节。然而,在语言 学的发展历史中,在相当长的一段时间内,关于词汇教与学的研究一直没有受到重视,尤其是在语法翻译时期和听说法时期。Charter(1987)曾将词汇比作 为一个不受重视的“灰姑娘”(转引自孙兴文,1998)。20世纪70年代以来, 随着交际性语言教学的出现,词汇开始引起了西方学者尤其是英美学者们的关注,词汇的地位才得以很大的提高,至此,英语词汇学习策略才成为二语习得研究者和英语教师关注的问题。 王文宇(1998)将词汇学习策略分为:规划策略(规划管理记忆全过程的方 法)、单词表策略、重复策略、联想策略、词性分析策略、上下文策略、语用策略。 姚梅林、吴建民、庞晖(2000)将词汇记忆策略分为9类:复述策略、联想策 略、归类策略、应用策略、单词表策略、上下文策略、词性分析策略、复习策略、管理策略。 将策略具体运用细分化的有: 易晓明和韩凯(1998)将词汇记忆策略分为四大类:①记忆术(如:对字母进 行转化、首字母法、编故事法、地点法、关键词法、想象形象、奇特想象)。②一般记忆加工策略(如:复述、分类、词根词缀等精细加工、对比、单词联想网)。 ③外部辅助策略(如:列表方式、物理刺激提醒、让别人告知、抄写在明显位置、利用单词等外部工具)。④元一记忆策略(如:重复、判断掌握程度、定任务量、难易判断、记忆过程总考虑、速度准确性权衡)。 程晓棠等(程晓棠、郑敏,2003)提出的词汇学习策略有:①在语境中学单词, 提出利用上下文的同义词或近义词、单词之间的指代关系以及词与词之间的搭配猜测词义。②利用联想增强对同类词的学习效果。可以用情景联想和单词网络。情景联想即是把描述日常生活中一连串动作的动词集中起来学习或复习以达到加深理解和记忆的目的。单词网络则是把同类词按照意思的层次关系设计

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