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光轴可移动圆形液晶透镜

光学学报 2024年第11期44卷 205-214页

作者：冯文斌刘志强叶茂电子科技大学光电科学与工程学院四川成都611731

提出了一种光轴可移动的圆形液晶透镜。该透镜包含两个分别处于上下基板的电极:其中一个是离散同心圆电极,用于产生抛物面电压分布;另一个是梳状电极,用于产生线性的电压分布。每个电极施加两个驱动电压,通过控制4个驱动电压实现抛物面... 详细信息

提出了一种光轴可移动的圆形液晶透镜。该透镜包含两个分别处于上下基板的电极:其中一个是离散同心圆电极,用于产生抛物面电压分布;另一个是梳状电极,用于产生线性的电压分布。每个电极施加两个驱动电压,通过控制4个驱动电压实现抛物面电压分布中心位置的移动,从而实现透镜光轴的移动。文中详细地介绍了该透镜的工作原理以及驱动方式,给出了光轴位置坐标与4个驱动电压之间的解析表达式。实验上,通过光刻法加工了对应的电极结构,并制作了孔径为2 mm、液晶层厚度为50μm的液晶透镜。实验结果表明,当透镜的光轴可移动范围在-0.5~0.5 mm时,光焦度可调节的范围是-4.1~4.1 D。该透镜能在光轴移动过程中保持良好的透镜状态,而且光轴移动的误差小于0.01 mm。

关键词：光学器件液晶器件透镜光轴

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一种面向无源RFID系统的温度传感器设计

传感技术学报 2024年第5期37卷 756-762页

作者：蔡明格叶茂天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 天津大学微电子学院天津300072

针对无源RFID系统的应用需求,设计了一款高精度片上集成温度传感器电路芯片。提出了一种由温度感应电路、PTAT偏置电流产生电路和Sigma-Delta ADC共同组成的温度传感器电路架构。采用基于双极晶体管的温度感应电路产生与温度成正比的电... 详细信息

针对无源RFID系统的应用需求,设计了一款高精度片上集成温度传感器电路芯片。提出了一种由温度感应电路、PTAT偏置电流产生电路和Sigma-Delta ADC共同组成的温度传感器电路架构。采用基于双极晶体管的温度感应电路产生与温度成正比的电压,并采用Sigma-Delta ADC对其进行量化,得到与温度对应的数字量。在偏置电路中采用了斩波稳定技术,减小了由晶体管的失配及运放的失调引起的误差。在电流镜中采用了动态匹配技术,消除了由于电流镜失配引起的误差。采用GSMC 0.13μm CMOS工艺完成了对温度传感器的电路设计及版图绘制,版图面积为420μm×350μm。后仿真结果表示,在-40℃~+85℃的温度范围内,温度传感器的精度为-1.6℃/0.8℃,分辨率为0.75℃。在电源电压为1.5 V下,温度传感器消耗的电流为0.253 mA。

关键词：温度传感器斩波稳定技术动态元件匹配技术 Sigma-Delta ADC 无源RFID

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一种基于非锐化掩蔽模型的无偏振片成像技术

光学学报 2024年第3期44卷 87-93页

作者：高畅刘志强刘豪马嘉成叶茂电子科技大学光电科学与工程学院四川成都611731

液晶透镜是一种新兴的可以电控调焦的液晶器件,无需机械移动就可以实现对焦、变焦和深度测量,因此被广泛应用于摄影摄像、显微成像、虚拟现实等领域。提出一种优化的液晶透镜无偏振片成像技术。该技术结合非锐化掩蔽模型,通过分析图像... 详细信息

液晶透镜是一种新兴的可以电控调焦的液晶器件,无需机械移动就可以实现对焦、变焦和深度测量,因此被广泛应用于摄影摄像、显微成像、虚拟现实等领域。提出一种优化的液晶透镜无偏振片成像技术。该技术结合非锐化掩蔽模型,通过分析图像像素值的变化,估算得到环境光中寻常光分量的占比,并使用非对焦图像和对焦图像进行处理,获得高质量图像。实验结果表明,优化后的技术能够有效增强图像对比度,获得优质图像。

关键词：成像系统液晶透镜无偏振片成像非锐化掩蔽模型

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利用液晶光楔实现超分辨率成像

光学学报 2024年

作者：曹凡周波刘志强叶茂电子科技大学光电科学与工程学院

视频监控、医疗诊断、遥感应用等领域需要获得高分辨率的图像，通过硬件技术增强图像分辨率具有局限性且成本较高，基于多帧超分辨率的处理方法是获得高分辨率图像的一种有效方法。本文探究了液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用，利用... 详细信息

视频监控、医疗诊断、遥感应用等领域需要获得高分辨率的图像，通过硬件技术增强图像分辨率具有局限性且成本较高，基于多帧超分辨率的处理方法是获得高分辨率图像的一种有效方法。本文探究了液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用，利用液晶材料制备得到可电控调制光束偏转方向的液晶光楔器件，通过改变施加电压的幅值采集多帧亚像素位移的图像序列，结合插值方法合成得到高分辨率的图像，相对初始图像的极限分辨率提升约55%。相比于利用双光楔旋转、液晶透镜光轴移动获得多帧图像序列的方法，该设计具有图像畸变小、响应速度快、对系统光焦度无影响的优点。

关键词：成像系统液晶光楔光束偏转亚像素位移超分辨率成像

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应用于半导体激光器的高精度温控系统设计

红外与激光工程 2024年第4期53卷 67-77页

作者：叶茂杜恩斯王秋玮赵毅强天津大学天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 天津大学微电子学院天津300072

面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采... 详细信息

面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采集与调理模块,全桥降压电路驱动模块,热电制冷器模块等。针对热敏电阻和电桥的非线性误差,提出了一种可变控温零点的温度信号调理方法,该方法基于迭代与多目标最优化算法,提高了控温精度,同时降低了仪表放大器与模数转换器的指标要求,从而降低了系统成本。针对温度滞后大、延迟高的特点,控温策略采用了抗饱和积分的PID(AWPID)自动控制方法,从而降低超调,加快收敛速度。测试结果表明,该温控系统在-45~75℃的温度范围内,实现了±0.02℃的控温精度,相较于固定控温零点的温控系统最大0.1951℃的控温精度提高了89.7%。与传统PID控制算法相比,AWPID控制算法将超调从9.13%降低到1.5%,将稳定时间从41 s降低到30 s。稳定性测试表明,该温控系统能够在长时间内保持±0.02℃的控温精度,满足稳定性要求。该系统具有高精度、快速响应、高集成化、低成本的特点,为半导体激光器的复杂应用场景提供了高精度的温度保障。

关键词：半导体激光器高精度温度控制可变控温零点最优化算法抗饱和积分PID

不同城市落户门槛对流动人口社会融入的影响差异--基于CMDS2011和2017的分析

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浙江社会科学 2024年第7期 58-70,157页

作者：叶茂鑫丁百仁东南大学人文学院社会学系南京211189 河海大学公共管理学院社会学系南京211100

本文基于2011年和2017年全国流动人口动态监测调查(CMDS)数据,结合城市层面落户门槛指标,利用多层回归模型,分别从超大、特大城市(以下简称“超、特大城市”)和其他城市角度探究了城市落户门槛对流动人口社会融入的影响。通过分析,本文... 详细信息

本文基于2011年和2017年全国流动人口动态监测调查(CMDS)数据,结合城市层面落户门槛指标,利用多层回归模型,分别从超大、特大城市(以下简称“超、特大城市”)和其他城市角度探究了城市落户门槛对流动人口社会融入的影响。通过分析,本文主要有以下三点发现。第一,整体来看,城市落户门槛会降低流动人口的社会融入,但在不同类型的城市间呈现差异化。第二,进一步的机制分析发现,政府流动人口包容度会中介超、特大城市落户门槛对其流动人口社会融入的提升性影响,但其并不能中介其他城市落户门槛对其流动人口社会融入的降低性影响。这意味着政府流动人口包容度是超、特大城市落户门槛对流动人口社会融入影响的主要机制。第三,异质性分析发现,在超、特大城市中,城市落户门槛对流动人口社会融入的正向影响在非农户口以及高收入人群中更加强烈;而在其他城市中,城市落户门槛对流动人口社会融入的负向影响在非农户口、高学历、精英职业和高收入人群中更弱。这说明,在不同类型的城市中,非农户口以及高社会经济地位人群的自主性都更强。

关键词：城市落户门槛城市类型流动人口社会融入政府流动人口包容度

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液晶光楔阵列调制光束偏转的研究

光学学报 2024年

作者：曹凡徐律涵刘志强叶茂电子科技大学光电科学与工程学院

在光镊和激光雷达等领域中需要对光束方向进行控制，然而传统的光束偏转系统需要通过机械移动才能实现，系统体积庞大、控制方式复杂。传统光学元件只能实现某种特定的功能，为了提高器件的多功能性和集成度，迫切需要开发能同时实现多... 详细信息

在光镊和激光雷达等领域中需要对光束方向进行控制，然而传统的光束偏转系统需要通过机械移动才能实现，系统体积庞大、控制方式复杂。传统光学元件只能实现某种特定的功能，为了提高器件的多功能性和集成度，迫切需要开发能同时实现多种光学操作的多功能元件。本文利用液晶材料可电控调制折射率的特性，设计一种新的电极结构，并利用液晶材料的线性响应区，通过在不同区域施加不同的电压组合，能够在工作区域形成不同的倾斜直线电压分布。通过采集干涉图并利用Zernike多项式进行波前重构，结果表明制备的液晶光楔阵列器件可以实现单独调制光束的偏转。

关键词：光学器件电控调制液晶光楔光束偏转

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一种机载激光测距仪的回波接收系统设计

激光与光电子学进展 2024年

作者：叶茂孙泽文赵毅强胡彬天津大学微电子学院天津市成像与感知微电子技术重点实验室

为满足激光测距仪在地形测绘、浅海岸探测等领域的应用需求，本文设计了一套适用于机载激光测距仪的回波接收系统。该系统基于时间数字转换器（TDC）技术测量设备与海表之间的绝对距离，结合模拟数字转换器（ADC）技术测量多目标的相对... 详细信息

为满足激光测距仪在地形测绘、浅海岸探测等领域的应用需求，本文设计了一套适用于机载激光测距仪的回波接收系统。该系统基于时间数字转换器（TDC）技术测量设备与海表之间的绝对距离，结合模拟数字转换器（ADC）技术测量多目标的相对距离，可实现对浅海岸地区海表和海底回波的接收和测量。针对激光回波信号与发射信号之间的时间间隔测量误差影响测距精度的问题，本文提出了一种自动参数控制算法，该算法能够根据回波信号自动调节电路增益和比较器阈值。同时，采用LM(Levenberg-Marquardt)算法对回波进行分解，有效提升了多目标回波分解的精度。通过搭建实验系统进行测试，结果显示该系统对单目标的测量均方根误差不大于2.89cm，对双目标回波分解精度不高于2.56cm。

关键词：激光测距仪自动参数控制波形分解

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电容层析成像测量甲醇制烯烃催化剂床层温度

洁净煤技术 2024年第5期30卷 136-143页

作者：陈锡岳孟霜鹤张涛叶茂中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049

甲醇制烯烃作为煤制烯烃的关键一环,对实现煤炭的综合利用有重要意义。这一过程是典型的放热反应,为提高甲醇转化率与产物选择性,需对床层温度进行在线监测。基于高温电容层析成像,提出一种在线测量催化剂床层温度(DMTO工业催化剂,ZSM-... 详细信息

甲醇制烯烃作为煤制烯烃的关键一环,对实现煤炭的综合利用有重要意义。这一过程是典型的放热反应,为提高甲醇转化率与产物选择性,需对床层温度进行在线监测。基于高温电容层析成像,提出一种在线测量催化剂床层温度(DMTO工业催化剂,ZSM-5分子筛)的方法。通过与介电常数变化极小的石英砂、氧化铝等床层材料的测量结果对比,发现不同催化剂的介电常数随温度变化规律不同,催化剂床层的测量电容值随温度变化敏感且重复性较好。因此可通过高温电容层析成像装置测量温度分布均匀的床层归一化电容平均值实现对床层温度的测量。通过采用薄壁石英管的固定反应器,对甲醇制烯烃催化剂、ZSM-5分子床层进行在线测温验证了该方法的有效性,发现通过线性反投影算法重构的ECTt图像,可获得床层温度分布。由此,可以通过高温电容层析成像装置实现对固定床床层床层测温。

关键词：甲醇制烯烃分子筛催化剂在线测量电容层析成像温度

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