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基于激光器RIN抑制的宽带低噪声微波光传输技术

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半导体光电 2024年第2期45卷 269-273页

作者：丁鹏陈诺彭若雪肖永川瞿鹏飞重庆光电技术研究所重庆400060

微波光子链路中的核心器件激光器、调制器、光电探测器均为有源器件,在微波信号的电光光电转换过程中会引入额外的噪声,导致微波信号的噪声性能恶化,高的噪声系数会降低电子信息系统的灵敏度、动态范围、探测精度等关键性能指标,因此抑... 详细信息

微波光子链路中的核心器件激光器、调制器、光电探测器均为有源器件,在微波信号的电光光电转换过程中会引入额外的噪声,导致微波信号的噪声性能恶化,高的噪声系数会降低电子信息系统的灵敏度、动态范围、探测精度等关键性能指标,因此抑制噪声成为实现高性能微波光子系统的关键。文章针对当前激光器噪声较高的限制,提出采用常规分布反馈(DFB)激光器与光放大器、窄带光子滤波相组合的方式来抑制激光源噪声,实现微波光子链路的宽带低噪声。建立了微波光子链路传输模型,分析了链路性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了采用该组合光源方案与常规微波光子链路的噪声性能,结果表明采用高功率光源结合光滤波可对激光器远端相对强度噪声(RIN)实现高的抑制,通过优化,噪声系数较常规水平可改善15dB以上。

关键词：微波光子模拟光传输噪声抑制

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一种新型自封焊小型化光电探测模块

半导体光电 2024年第3期45卷 401-405页

作者：王茂旭汤振华于优刘婷肖永川瞿鹏飞重庆光电技术研究所重庆400060

提出了一种基于LTCC陶瓷基板的自封焊小型化光电探测模块,通过LTCC内埋电阻发热快速实现器件的密封。该模块不仅可以支持内部集成多种功能的光电芯片,还可与外部单元实现平面化、表贴式贴装,大幅提升模块安装适配性与可靠性。通过测试,... 详细信息

提出了一种基于LTCC陶瓷基板的自封焊小型化光电探测模块,通过LTCC内埋电阻发热快速实现器件的密封。该模块不仅可以支持内部集成多种功能的光电芯片,还可与外部单元实现平面化、表贴式贴装,大幅提升模块安装适配性与可靠性。通过测试,模块在18GHz频率范围内具有高响应度与高平坦度,在体积上相较分立器件缩小了一个数量级,同时模块成本预计可降低一半以上,在机载、星载、弹载等平台的宽带相控阵系统中具有广阔的应用前景。

关键词：光电探测自封焊集成化微波光子

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基于光Blass矩阵的光控二维多波束产生

太赫兹科学与电子信息学报 2024年第8期22卷 872-877页

作者：肖永川张浩李嘉琪庾财斌王茂旭于优杨硕瞿鹏飞重庆光电技术研究所上海无线电设备研究所

多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求，提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一... 详细信息

多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求，提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一级水平方向的波束合成，再利用光域非相干波束形成技术实现第二级垂直方向的波束合成，进而获得空域二维波束。采用该架构，一方面可突破光波长数量不足对光控波束形成网络阵列规模的限制，可将光控相控阵系统的单元规模从数十个提升至数百个甚至更多；另一方面可大幅减少光控多波束芯片的数量，对于阵元数N×N、波束数量M×M的多波束系统，波束芯片数量可从M2个减少到（N+M）个。同时该方案可采用光子集成技术手段实现，在简化多波束系统结构与提升系统可靠性方面具有无可比拟的优势。

关键词：微波光子技术光控相控阵多波束二维波束光Blass矩阵

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漂移管直线加速器高功率波导窗的物理设计

强激光与粒子束 2013年第8期25卷 2031-2034页

作者：肖永川巩克云荣林艳中国科学院高能物理研究所北京100049

为了研发中国散裂中子源(CSNS)漂移管直线加速器(DTL)的功率耦合器,在对常规波导窗结构进行改进的基础上,设计了一种新型高功率波导窗。利用微波仿真软件CST优化了波导窗的高频传输特性,并采用ANSYS分析了波导窗在通功率时的温升及热应... 详细信息

为了研发中国散裂中子源(CSNS)漂移管直线加速器(DTL)的功率耦合器,在对常规波导窗结构进行改进的基础上,设计了一种新型高功率波导窗。利用微波仿真软件CST优化了波导窗的高频传输特性,并采用ANSYS分析了波导窗在通功率时的温升及热应力以防止陶瓷片破裂,结果表明,波导窗能传输的最大平均功率达到了800 kW。校核了波导窗抽真空时的机械强度,并对陶瓷窗高频打火进行初步讨论,结果表明,漂移管直线加速器入腔功率为2 MW,小于波导窗的临界输入功率2.355 MW,窗内打火的机率很小。

关键词：波导窗功率耦合器漂移管直线加速器中国散裂中子源

股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折的治疗

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中国修复重建外科杂志 2021年第3期35卷 312-317页

作者：滕林肖永川钟刚成都市双流区第一人民医院/四川大学华西空港医院骨科成都610200 四川大学华西医院骨科成都610041

目的探讨股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折的发生情况、治疗方法及临床疗效。方法回顾分析2014年4月—2019年11月收治且符合选择标准的16例股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折患者临床资料。男7例,女9例;年... 详细信息

目的探讨股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折的发生情况、治疗方法及临床疗效。方法回顾分析2014年4月—2019年11月收治且符合选择标准的16例股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折患者临床资料。男7例,女9例;年龄65~93岁,平均78.4岁。初次单纯股骨转子间骨折14例,按国际内固定研究协会/美国骨创伤协会(AO/OTA)分型为A1型5例,A2型7例,A3型2例;股骨转子间合并转子下骨折2例,均为SeinsheimerⅤ型。根据Chan等提出的非假体内植物周围再骨折分型标准,1型10例(1A型6例、1B型3例、1C型1例),2型6例(2A型4例、2B型2例)。再骨折距初次手术时间为1~52个月,平均14.6个月。其中短钉组(髓内钉长度≤240 mm)再骨折发生率为1.92%(11/573),长钉组(髓内钉长度≥340 mm)为1.66%(5/301),比较差异无统计学意义(χ^(2)=0.073,P=0.786)。分别予以加长髓内钉翻修(5例)或增加微创内固定系统固定(11例)。结果患者手术时间78~168 min,平均115.8 min;术中出血量120~500 mL,平均283.1 mL。1例患者术后3个月发生心肌梗死而死亡;余15例均获随访,随访时间9~46个月,平均16.8个月。内植物周围再骨折于术后14~20周,平均16.4周达临床愈合。随访期间无切口感染、骨折不愈合、内植物松动断裂、螺钉切出等并发症发生,内植物周围未发生再次骨折。末次随访时,患肢均恢复行走功能,美国特种外科医院(HSS)评分为56~92分,平均80.2分,其中优2例、良10例、可2例、差1例,优良率80%。结论髓内钉尖端及远端交锁螺钉周围应力集中是股骨转子间骨折髓内钉内固定术后内植物周围再骨折的主要原因,根据初次手术髓内钉长度及再骨折类型采用加长髓内钉翻修或增加微创内固定系统手术治疗,有望取得满意疗效。

关键词：股骨转子间骨折髓内钉再骨折应力集中

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腰1椎体应力分区的有限元分析

腰1椎体应力分区的有限元分析

作者：肖永川成都医学院

学位级别：硕士

目的:(1)运用有限元分析法,构建正常胸腰段椎体(胸11椎体至腰2椎体)生理受力模型;(2)观察腰1椎体(L1)皮质骨及松质骨在不同组别(α组、β组、γ组)的应力分布情况;(3)归纳总结L1椎体应力分布规律,结合解剖学、影像学分析,初步提出应力... 详细信息

目的:(1)运用有限元分析法,构建正常胸腰段椎体(胸11椎体至腰2椎体)生理受力模型;(2)观察腰1椎体(L1)皮质骨及松质骨在不同组别(α组、β组、γ组)的应力分布情况;(3)归纳总结L1椎体应力分布规律,结合解剖学、影像学分析,初步提出应力分区构想,并应用统计学方法验证,最终提出六分区法;(4)探讨六分区法临床意义。材料与方法:(1)研究对象:选取3例18岁至50岁健康正常志愿者,胸腰椎影像学资料(胸腰段DR片、胸腰段CT、胸腰交界处MRI)提示无明显异常;骨密度检查提示正常骨量志愿者;排除合并脊柱相关疾病或伴有其他疾病的患者。(2)资料收集:将3名志愿者行胸腰段CT平扫(T10-L3矢状位、横断位、冠状位),扫描厚度为0.625mm,数据以DICOM格式存入硬盘待用;(3)构建正常胸腰段椎体(T11-L2)三维有限元模型:将备好的硬盘数据导入Mimics中,对胸腰段不同组织结构阈值进行识别,选取合适的T11-L2椎体皮质骨阈值读取,构建T11-L2椎体空壳模型保存;(4)生成正常胸腰段椎体三维有限元模型:将T11-L2椎体空壳模型导入Geomagic进行光顺完善修复后再次导入Mimics,生成胸腰段附属结构及组织(椎体皮质骨、松质骨、终板、纤维环、髓核、关节突);(5)利用SoliderWorks进行各部件优化;(6)将完善后的模型导入HyperMesh进行装配,材料赋值;(7)最后利用Abaqus进行力学加载;分别予以3例正常胸腰段椎体模型施加不同等级的压缩载荷(500N、600N、700N),模拟椎体的轴向压缩,再加7.5N.m弯矩,模拟椎体前屈、后伸、侧屈、旋转状态下的载荷;(8)分组:将500N轴向压缩、7.5N.m弯矩载荷下,椎体产生的5种运动状态(轴向压缩、前屈、后伸、侧屈、旋转)称为α组;将600N轴向压缩、7.5N弯矩载荷下,椎体产生的5种运动状态称为β组;将700N轴向压缩、7.5N弯矩载荷下,椎体产生的5种运动状态称为γ组;(9)分区:将L1椎体上下缘固定,从正中横断分割,椎体分为上下均匀两部分,上部分称之为A区,下部分称之为B区;分别在每部分椎体表面正中央至椎体边缘的距离上均匀划分6段,从外向内应次为1区、2区、3区、4区、5区、6区,上下各构成三维圆弧柱形6部分,共12部分,分别均匀采集L1椎体12部分载荷数据;(10)利用SPSS,对L1椎体相邻区域平均载荷应力值进行两两配对T检验,最终分析L1椎体在不同组别中的应力分布情况,从而得出应力分区。结果:1、在α组、β组、γ组三组中,L1椎体皮质骨及松质骨在轴向加载时应力主要集中于椎体上半部分(A区)后缘中央,前屈加载时应力主要集中于椎体上半部分(A区)前缘中央,后伸加载时应力大部分集中于椎体上半部分(A区)后缘中央、小部分集中于椎体上半部分(A区)前缘中央,侧屈时加载时应力集中于同侧椎体外后缘,旋转加载时应力集中于椎体后缘中央及部分同侧外后缘;2、在α、β、γ三组中,比较A区域与B区域各自的皮质骨及松质骨,差异均具有统计学意义;3、在α组中,皮质骨及松质骨均满足A1区域与A2区域比较,差异具有统计学意义;A2区域与A3区域比较差异无统计学意义;A3区域与A4区域比较差异具有统计学意义;A4区域、A5区域、A6区域,三者之间两两比较差异均无统计学意义;B1区域与B2区域比较差异具有统计学意义;B2区域与B3区域比较差异无统计学意义;B3区域与B4区域比较,差异具有统计学意义;B4区域、B5区域、B6区域,三者之间两两比较差异均无统计学意义。在β组中,皮质骨中A区域及B区域均满足α组中统计学规律,松质骨中也几乎满足α组中统计学规律,仅A4区域与A5区域、B4区域与B5区域两两比较,差异具有统计学意义,与α组中稍显不一致。在γ组中,皮质骨及松质骨中A区域及B区域绝大部分满足α组中统计学规律,仅A4区域与A5区域、B4区域与B5区域两两比较,差异具有统计学意义,与α组中略有不同。结论:本次实验构建正常胸腰段椎体(T11-L2)三维有限元模型,观察分析胸腰段椎体在α组、β组、γ组三组中L1椎体应力分布规律,结合临床影像学调查分析,提出应力分区。1、本次实验构建胸腰段椎体(T112)模型真实有效,为下一步力学分析研究奠定基础。2、在α组、β组、γ组三组中,L1椎体从矢状面观应力分布主要集中于椎体上半部分(A区),从横断面观应力主要集中于椎体的外缘,椎体中心应力较少,可见应力的集中趋势位于椎体的上缘及外缘,具有分布规律。3、在α组、β组、γ组三组中,A区域与B区域皮质骨及松质骨应力分布具有统计学差异。AⅠ区、AⅡ区、AⅢ区应力分布具有统计学差异;BⅠ区、BⅡ区、BⅢ区应力分布具有统计学差异;4、L1椎体被分为AⅠ、AⅡ、AⅢ、BⅠ、BⅡ、BⅢ六个体积不一、大小各

关键词：脊柱胸腰椎应力分布有限元载荷

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基于矢量和的微波光子移相器研究

光电子．激光 2011年第11期22卷 1621-1624页

作者：李海斌陈维友瞿鹏飞肖永川董玮吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室(吉林大学实验区) 吉林长春130012

基于矢量和(vector sum)原理,利用50∶50光纤耦合器、可变光延时线(VDL)、可变光衰减器(VOA)构建了微波光子移相器。以宽带光为载波有效地解决了合波处光波相位不同引起的微波信号不稳定的问题;利用马赫-曾德(M-Z)LiNbO3调制器在不同工... 详细信息

基于矢量和(vector sum)原理,利用50∶50光纤耦合器、可变光延时线(VDL)、可变光衰减器(VOA)构建了微波光子移相器。以宽带光为载波有效地解决了合波处光波相位不同引起的微波信号不稳定的问题;利用马赫-曾德(M-Z)LiNbO3调制器在不同工作电压下的反相调制特性,设定调制器的不同偏置电压,同时配合调节两支路的光信号的功率比,采用两分支结构使10GHz的微波信号实现了350°的相位调谐。对微波信号的功率进行了测量,当两分支的光功率比为1∶1时,微波功率的衰减最大。

关键词：微波光子移相器矢量和宽带光源反相特性

Study on the Lorentz detuning and tuning of β=0.3,352 MHz spoke cavity

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Chinese Physics C 2009年第9期33卷 815-818页

作者：肖永川傅世年 Institute of High Energy Physics CAS

The superconducting spoke cavity has been proposed to accelerate the proton in the low energy section of the high power proton linac for the Accelerator Driven Sub-critical System in China. In this paper, the basic geometric and RF parameters of a β=0.3, 352 MHz spoke cavity are given, and the Lorenz detuning and tuning are presented.

关键词： Lorentz force detuning spoke cavity proton linac

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小型化高集成宽带光收发组件

红外与激光工程 2021年第6期50卷 266-272页

作者：王茂旭于优汤振华肖永川王超高晖中国电子科技集团公司第四十四研究所重庆400060 中国电子科技集团公司第十四研究所江苏南京320100

当前分立光子器件的体积和成本严重制约着微波光子技术在雷达系统中的应用。受限于当前的集成能力和材料体系,微波光子单片集成芯片短时间内难以实现工程应用。为满足雷达等应用场景对高集成微波光子器件的迫切需要,研制了一种新型小型... 详细信息

当前分立光子器件的体积和成本严重制约着微波光子技术在雷达系统中的应用。受限于当前的集成能力和材料体系,微波光子单片集成芯片短时间内难以实现工程应用。为满足雷达等应用场景对高集成微波光子器件的迫切需要,研制了一种新型小型化高集成光收发组件。该组件采用光电异构集成封装技术,将MZM调制器芯片、微波芯片、探测器芯片以及光环形器、波分复用器进行高度集成,单模块体积仅为85 mm×35 mm×10 mm,与传统MZM调制器体积相当。实验结果表明,其性能可与传统分立元器件相媲美。在6~18 GHz范围内,组件能够实现±1.5 dB的平坦度,上行能够实现18 dB以上的增益,下行能够实现-1 dB以上的增益,且链路噪声系数小于30 dB,平面化、小型化设计使其能够应用于相控阵雷达、电子战等多种应用场景,具有广阔的应用前景。

关键词：光电异构集成小型化宽带微波光子