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自由运转式近红外单光子探测器及其激光测距应用研究

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自由运转式近红外单光子探测器及其激光测距应用研究

作者：张庭发山东大学

学位级别：硕士

上个世纪六十年代发展而来的激光测距技术以其精度高、距离远、速度快、安全性高等优势广泛应用于测绘、自动驾驶、导弹制导、交通管理等领域。近年来高速发展的光子计数激光测距技术更是具有功耗低、体积小、灵敏度高、数据处理简单等... 详细信息

上个世纪六十年代发展而来的激光测距技术以其精度高、距离远、速度快、安全性高等优势广泛应用于测绘、自动驾驶、导弹制导、交通管理等领域。近年来高速发展的光子计数激光测距技术更是具有功耗低、体积小、灵敏度高、数据处理简单等优势。光子计数激光测距系统通过激光飞行时间进行距离测量,高灵敏度的探测器(单光子探测器)和飞行时间记录仪器(时间数字转换器)是其中的两个关键部件。能够探测单光子量级微弱信号的单光子探测器有利于降低激光的单脉冲能量、减小接收回波的光学结构的尺寸,进而降低激光测距装置的功耗、体积,同时增大激光测距装置的测距距离。高精度的时间数字转换器能够准确记录激光飞行时间,提升激光测距仪的精度。本文从光子计数激光测距的两个关键部件入手,设计并实现了基于InGaAs(P)/InPAPD的自由运转式单光子探测器和基于TDC-GPX的高速、高精度、八通道时间数字转换器,开展了光子计数激光测距实验验证,根据测距实验结果提出小型化的单光子探测器的优化方案,并完成模块的研制。采用专用时间数字转换芯片TDC-GPX配合USB 3.0主控芯片CYUSB3014设计实现高速、高精度、八通道时间数字转换器。设计使用USB3.0通信协议,极大地提升了设计的通信速度。设计使用USB 3.0的通用可编程II接口直接与TDC-GPX通信,无需使用FPGA做通信桥梁,降低设计复杂度,降低了成本,提高了稳定性和可靠性。设计使用USB 3.0直接供电,即插即用。设计通过提高TDC-GPX的内核电压,提高了 TDC-GPX的精度。最终时间数字转换器性能如下:八通道转换精度75ps,双通道转换精度25ps,最大持续时间数字转换速度40Mcps,突发转换速度182Mcps,支持时间数字信息的点云图实时刷新和柱状图实时统计、刷新。设计采用高速射频放大器、高速比较器、高速D触发器、单稳态电路和电平转换器设计了 PCB板级主动猝灭电路,并结合InGaAs(P)/InPAPD完成了自由运转式近红外单光子探测器。设计采用双端猝灭方式将雪崩猝灭时间减少到1.02ns,优于国际上同期报道的研究结果。其性能测试结果表明,在223K工作温度,探测效率为10%,死时间为1μs条件下,单光子探测器暗计数率约640 Hz,后脉冲概率为39%。利用设计的自由运转式InGaAs(P)/InPSPD和高速、高精度、八通道时间数字转换器进行光子计数激光测距实验,并与Excelitas公司生产的SPCM-AQRH-13-FC近红外增强型Si-SPD为对比探测器完成测距对比实验。完成150m、275m、1.1km的激光测距实验。对比实验显示:自主设计的InGaAs(P)/InPSPD相比于商用Si-SPD拥有更高的信噪比,在相同激光能量的条件下能够探测更远的距离。根据测距实验结果提出并设计小型化的单光子探测器装置。改进集成制冷封和热设计,大大的降低了装置的制冷功耗。改进主动猝灭电路在提升单光子探测器性能的同时,简化了电路设计。改进光子收集方式,采用多模光纤-光纤耦合透镜-APD感光面的光子收集结构使小型化单光子探测器更符合激光测距应用的要求。最终实现自由运转工作的小型化单光探测器模块。

关键词：光子计数单光子探测器时间数字转换器自由运转时间相关单光子计数

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基于博弈论的供应链节点企业知识共享分析

统计与决策 2011年第17期27卷 184-186页

作者：张庭发张玉明齐鲁师范学院经济管理系济南250200 山东大学管理学院济南250100

供应链节点企业之间的知识共享对于企业提高核心竞争力是非常重要的,并且能提高整个供应链的知识水平和效益。针对在供应链节点企业之间知识共享的博弈,文章比较分析静态和动态stackelberg博弈,探讨了两种情况下的均衡解和利益分配问题。

关键词：知识共享 stackelberg博弈供应链利润

基于小世界网络模型的知识密集型服务业集群的知识传播分析

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科技进步与对策 2011年第16期28卷 131-134页

作者：张庭发徐维爽郭莹齐鲁师范学院经济与管理系山东济南250013 山东大学管理学院山东济南250100

知识密集型服务业集群和其它网络一样,也具有典型的小世界网络特征。在对知识密集型服务业集群的基本内涵和小世界网络应用现状分析的基础上,通过小世界网络的3个维度—平均路径长度、聚集系数、报酬函数,对知识密集型服务业集群进行了... 详细信息

知识密集型服务业集群和其它网络一样,也具有典型的小世界网络特征。在对知识密集型服务业集群的基本内涵和小世界网络应用现状分析的基础上,通过小世界网络的3个维度—平均路径长度、聚集系数、报酬函数,对知识密集型服务业集群进行了深入分析,探讨了提高知识传播效率的有效途径和对策,为进一步研究知识密集型服务业集群的管理创新提供了数量分析。

关键词：知识密集型服务业集群小世界网络平均路径长度聚集系数报酬函数

基于Hull-white技术的沪市股指波动预测

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统计与决策 2011年第15期27卷 147-149页

作者：张庭发万克德齐鲁师范学院经济与管理系山东济南250200

股票价格指数波动具有不规则性和马尔科夫无后效性,通过Hull-white技术和伯努利方程,引入相关假设、波动率和漂移率得到股价指数区间预测模型。并对沪市1990年12月—2010年4月的月度数据共计233个样本,进行漂移率和波动率计算,对以后十... 详细信息

股票价格指数波动具有不规则性和马尔科夫无后效性,通过Hull-white技术和伯努利方程,引入相关假设、波动率和漂移率得到股价指数区间预测模型。并对沪市1990年12月—2010年4月的月度数据共计233个样本,进行漂移率和波动率计算,对以后十个月的股指波动区间进行预测。

关键词： Hull-white技术沪市股指预测

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创业板上市公司成长性及技术创新贡献分析

现代财经（天津财经大学学报） 2012年第1期32卷 63-68页

作者：徐维爽张庭发宋永鹏齐鲁师范学院经济与管理系山东济南250200

创业板公司自上市以来,关于其"名不副实"的争议就一直不断,而争议的焦点主要集中在公司的成长性和技术创新能力方面。基于对创业板公司成长性和技术创新能力对成长性贡献的研究较少,本文以2009年在创业板上市的24家公司为有效样本,采用... 详细信息

创业板公司自上市以来,关于其"名不副实"的争议就一直不断,而争议的焦点主要集中在公司的成长性和技术创新能力方面。基于对创业板公司成长性和技术创新能力对成长性贡献的研究较少,本文以2009年在创业板上市的24家公司为有效样本,采用综合指标评价体系对创业板公司的成长性进行分析,并在此基础上分析技术创新能力对企业成长性的贡献。本文认为:创业板公司的成长性不高,技术创新能力对公司成长性的贡献也值得关注,这与创业板设立的初衷还有较大差距。故应当尽快出台创业板的退市机制,提高创业板公司的技术含量和技术成果转化率等措施。

关键词：创业板成长性技术创新贡献

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文化产业上市公司盈余质量研究

东岳论丛 2011年第9期32卷 148-153页

作者：宋永鹏徐维爽张庭发齐鲁师范学院数学系山东济南250210 齐鲁师范学院经济与管理系山东济南250200

文化产业作为一种产业,在满足人们精神文化公共需求的同时,也必须适应文化市场的要求,实现由"创意"到"创富"的转变,实现对高质量盈余的追求。本文运用修正的DD模型、修正的费森-奥尔森模型和一阶自回归模型,通过对在沪、深主板上市的12... 详细信息

文化产业作为一种产业,在满足人们精神文化公共需求的同时,也必须适应文化市场的要求,实现由"创意"到"创富"的转变,实现对高质量盈余的追求。本文运用修正的DD模型、修正的费森-奥尔森模型和一阶自回归模型,通过对在沪、深主板上市的12家文化传播类公司2007-2010的盈余信息进行研究,结果表明:上市公司会计盈余与经济盈余总体上相符,但其差距越来越大;本年度盈余对下一年度盈余具有较强的预测价值,但盈余信息所蕴含的价值并没有在股价中得到反映。基于研究结论,本文认为文化产业上市公司的发展应在立足于健全有效的资本市场的基础上,大力发展主业,并提高企业创造现金流的能力。

关键词：文化产业上市公司盈余质量