摘要:大动态范围读出电路是实现复杂场景下高性能光电探测成像的核心。在气象监测、深空探测中常面临强背景辐射与微弱目标并存、光强跨度极大且剧烈变化等极端情况，传统读出电路往往难以兼顾探测灵敏度与信号饱和容量。为满足高分辨率与宽量程的探测需求，文章设计并实现了一款新型自适应增益切换的读出电路。该电路在传统电容反馈跨阻放大器的基础上，通过新增比较器与计数器实现了自适应积分控制功能，电路还包含相关双采样、脉冲宽度调制数字化电路。基于 0.5 μm 5 V-CMOS工艺进行读出电路设计、仿真与流片，结果表明模拟动态范围达到 97. 04 dB，时域动态范围扩展达到 23. 52 dB，总动态范围达到 120. 56 dB。

摘要:外腔激光器凭借窄线宽、宽波长调谐范围等特点被广泛应用于光通信等领域，然而在结构紧凑且波长调谐范围大于 100 nm的器件方面仍面临挑战。通过对微环谐振器(MRRs)以及萨格纳克环中的定向耦合器(DCs)进行针对性设计，有效抑制了外腔反射谱的波长敏感性。经优化后，所研制的器件在维持外腔结构精简的前提下，实现了 135 nm的波长调谐范围，工作波段覆盖 1 489~1 624 nm。其边模抑制比(SMSR)在整个调谐范围内均超过 57 dB，并在反射型半导体光放大器(RSOA)增益峰值波长处达到 67 dB。此外，激光器芯片最大输出功率可达 19.7 mW。

摘要:柔性硅光电探测器凭借硅材料的天然优势，已成为智能穿戴、电子皮肤、折叠显示等柔性电子领域的核心元器件，但关于其在机械形变下的性能演变机制研究尚不充分。文章构建了“光-电-力”的多物理场耦合模型，系统研究不同有源层厚度(4.0~6.0 μm)的硅双极型光电晶体管(BJPT)在单轴拉伸弯曲条件下(曲率半径由平展至 10 mm)的光谱特性与光电瞬态响应。研究结果表明，器件的光电性能与抗机械疲劳能力之间存在 “厚度 -应变 ”平衡规律。较厚的 6.0 μm器件由于表面距离力学中性层更远，承受更剧烈的非均匀应变梯度，在 10 mm弯曲下光电流下降

摘要:文章以平面拉通型 SPAD结构为基础，利用 Silvaco、TFCalc等仿真软件，对增透膜、吸收层、有源区掺杂分布等进行优化，完成了近红外增强型硅基单光子探测器设计。在器件表面构建黑硅结构以增强近红外单光子探测效率；采用退火与吸杂工艺修复损伤并排除杂质，从而降低暗计数率；进一步采用基于硝酸 /氢氟酸 /磷酸 /硫酸混合溶液的湿法腐蚀工艺，实现黑硅近红外增强型硅单光子探测器制造。测试结果显示，该探测器的单光子探测效率在 905 nm处达到

摘要:针对 CMOS图像传感器全局快门模式下，容性负载周期性接入 /断开所引起的驱动电路输出电压下冲、恢复时间长及纹波较大等问题，提出一种无需片外电容的强瞬态响应、低纹波稳压电荷泵驱动电路。该电路采用主电源预充电、电荷泵快速补偿和线性稳压精确修正三级供电网络，实现对电容负载的快速响应与低波稳定输出。基于 180 nm CMOS工艺进行工艺角仿真验证，在 3.5 nF负载电容周期接入 /断开的条件下，输出电压下冲低于 265 mV，输出恢复时间(99%)小于 48. 9 ns，稳态纹波低于 0. 837 mVpp，负载端电压从 0V至 3. 8 V的建立(99%)时间小于 77. 04 ns。在驱动能力为驱动电路输出电容与负载电容之比的定义下，与现有研究相比，该设计在无需片外电容的前提下可将驱动能力提升约 29倍，显著增强了瞬态响应能力并保持低纹波特性。

摘要:为抑制环境温度引起的光纤陀螺零偏漂移与精度退化，提出一种融合自适应变分模态分解(AVMD)和改进灰狼算法优化极限学习机(IGWO-ELM)的温度误差补偿策略。该算法首先以最小化平均包络熵为准则，利用 AVMD自适应确定变分模态分解的最优模态数 K和惩罚因子 α，将温度信号分解为趋势项、波动项和噪声项，同时采用相同的分解参数对陀螺输出信号进行分解，实现信号的多尺度分离。然后，通过采集光纤陀螺在 .40°C~+60°C范围内的温度与输出数据，分别对温度的趋势项和波动项建立 IGWO-ELM子模型，用以预测陀螺输出中对应的分量；对噪声项则采用小波阈值去噪技术抑制高频干扰。最后，将三个分量的预测结果重构，得到最终的补偿输出。实验结果表明，该方法能有效分离温度变化中的多尺度特征，显著抑制零偏漂移，使补偿后陀螺的精度和稳定性均得到大幅提升。

摘要:大面阵全帧转移 CCD因阵列规模大，不仅存在一定比例的坏像元，且器件内部普遍存在 brighter-fatter效应。这将影响由图像数据计算的时域方差值和灰度均值，导致器件光子转移曲线的计算不准确，影响利用光子转移曲线结果进行进一步计算的器件参数的精准度。为提高大面阵全帧转移 CCD探测器光子转移曲线非线性的评价准确性，文章提出一种图像处理和校正方法。该方法通过对图像数据分块、合并、剔除坏像元，校正坏像元引起的图像时域方差变小问题，减小 brighter-fatter效应引起的相邻像元相关性，进而提高器件光子转移曲线的非线性和多通道增益的准确度。结果表明，器件光子转移非线性平均提高 97%，同一器件的各通道增益经过图像处理均修正在同一增益范围内。所提算法提升了大面阵全帧转移 CCD器件的测试准确度和测试效率，对超高分辨率科学仪器用探测器的研究具有重要应用价值和指导意义。

摘要:为应对高压直流输电系统中晶闸管热积累引发的失效风险，并解决极端工况下通信链路异常导致的监测中断问题，文章设计了一套基于集成波导芯片的在线监测系统。该系统集成了 4×16多模干涉耦合器(MMI)以实现 16通道高密度集成，采用波导光栅传感器(WBG)完成高精度温度测量，并结合光开关构建多层级冗余链路。实验结果表明，系统对晶闸管温度的测量精度达 ±0. 3℃；当主通道发生故障时，可在 20 ms内快速切换至备用线路，有效消除了传统方案因关键节点失效引发的系统性监测中断问题，提升了系统的可靠性与容错能力。目前，该系统已在北京特高压实验基地开展工程应用测试。

摘要:ZnO薄膜质量是影响 Ag/ZnO肖特基 UV PDs性能的主要因素，Al掺杂可改善薄膜质量从而提高器件性能。为进一步研究 AZO材料参数对 Ag/AZO/Ag肖特基 UV PDs性能的影响，文章通过 Silvaco TCAD仿真平台模拟器件光电特性，并研究了 AZO薄膜厚度及掺杂浓度对器件性能的影响。结果表明，Ag/AZO/Ag肖特基 UV PDs光电流为 5. 12×10.6 A，响应度为 0. 41 A/W，比探测率为 1. 72×1010 Jones，外量子效率为 147. 4%；较 Ag/ZnO器件分别提高了 260%，180%，148%，176%。当 AZO薄膜掺杂浓度约为 1×1017 cm.3、厚度为 0. 3~0. 5 μm时，器件综合性能较好。

摘要:SU-8厚胶光刻工艺广泛应用于高深宽比结构的制备，但在匀胶过程中，该工艺易造成同一晶圆不同位置及不同晶圆之间的胶厚产生波动，从而导致局部过曝或欠曝，降低图案转移精度。文章采用田口法研究了在不同前烘时间下胶厚、曝光剂量对光刻工艺的影响，发现增加前烘时间能有效抑制图案线宽波动，当前烘时间由 90 min增加到 110 min时，线宽稳定性提高了 86. 8%。对抑制波动机理进行仿真分析，结果表明:延长前烘时间能有效抑制 SU-8底部的光酸产生，增大厚度方向光酸浓度差，从而减少后烘时扩散到两侧未曝光区域的光酸，进而抑制胶厚 -剂量失配导致的线宽变化。这为解决厚胶波动导致的加工误差提供了解决方法和理论参考。

摘要:为探究 4H-SiC衬底表面极性对石墨薄膜生长的调控作用，文章采用化学气相沉积(CVD)法，以甲基三氯硅烷(MTS)为前驱体，在 1 700℃下制备了石墨薄膜。系统分析了石墨薄膜的物相结构与微观形貌，并对剥离后的薄膜进行了柔性与导电性验证。研究结果表明，受衬底极性调控，石墨薄膜在 4H-SiC硅面上为二维层状生长，厚度约为 1.94 μm；而在碳面上为纵向柱状生长，厚度达 8.11 μm，但缺陷显著增多。其中，硅面上生长的石墨薄膜本征电导率约为 1. 5×104 S/cm，当弯曲直径为 0.8 cm时，表面未观察到明显裂纹。经 100次连续循环弯折后，该薄膜仍保持一定的电学连续性，电阻变化率最终稳定在约 33. 7%。该研究揭示了 4H-SiC衬底不同极性表面的微观生长差异，证明了硅面生长的石墨薄膜具有一定的柔性导电特征。

摘要:为提升半导体 γ射线探测器的能量分辨率，文章基于表面态调控及肖特基势垒形成原理，在臭氧氛围下利用 KrF准分子激光对 CdTe单晶进行表面辐照，成功在 Au/CdTe界面构筑了肖特基接触。通过 I.V特性测试证实了接触类型的转变，X射线光电子能谱分析表明激光处理诱导表面生成氧化层，有效钝化表面缺陷并抑制漏电流。经激光改性的 Au/CdTe/Au肖特基结型探测器对 241Am 59. 5 keV γ射线的能量分辨率达 16. 73%，显著优于未处理器件的 33. 20%。

摘要:飞秒激光因其优异的加工质量，在微纳加工领域受到广泛关注。尽管已有实验观察到飞秒激光烧蚀 SiC过程中因熔融飞溅形成重铸层，但相关机理的理论建模仍较为匮乏。文章结合改进的多物理场耦合预测模型与实验表征，系统研究了多脉冲飞秒激光作用下熔体流动影响 SiC烧蚀形貌的演化机制。首先探究了 SiC的烧蚀阈值及其累积效应，随后通过系统调控脉冲数和激光能量密度揭示了多脉冲诱导下熔融材料的去除与再沉积的动态循环过程，并采用近阈值能量密度成功制备高质量微孔。经模拟与实验验证，该研究优化了脉冲能量分配，显著提升了烧蚀效率，为飞秒激光加工 SiC及其他宽禁带半导体材料提供了理论支撑与工艺参考。

摘要:为探究 Au-Ag共掺杂对 ZnS薄膜微观结构与性能的影响，文章采用射频磁控溅射法制备了不同 Ag含量的 ZnSAu∶Ag薄膜，并经 600℃真空硫化退火。利用 XRD、SEM、AFM、紫外-可见光谱及正电子湮没谱(DBS)等进行系统表征。结果表明，所有薄膜为立方相且沿(111)面择优生长，Au/Ag的引入促进了薄膜晶粒的生长和厚度的增加。随着 Ag浓度增加，薄膜光学带隙单调递减；微观缺陷分析证实，Au/Ag原子有效占据了 Zn位点，填补了锌空位(VZn)，减少了晶格缺陷，同时降低了薄膜的带隙值。该研究为调控 ZnS的光电性能提供了参考。

摘要:针对激光诱导石墨烯(LIG)导电性能优化问题，文章系统探究了激光参数调控与多壁碳纳米管(MWCNTs)原位掺杂对 LIG电阻特性及微观形貌的影响规律。实验结果表明:在 5~10 J/mm2能量密度范围内，LIG电阻值随激光能量密度增加显著降低，并在激光功率为 30 W、能量密度为 8 J/mm2条件下，所得 LIG电阻值最低，达到约 1 kΩ。采用 MWCNTs与聚酰胺酸(PAA)不同质量比进行原位掺杂后，SEM表征显示复合 LIG形成了更完善的协同导电网络，复合 LIG电阻值按一定规律显著降低，最低可达 0.5 kΩ，性能优于纯 LIG。基于此，进一步提出激光参数与掺杂协同调控的 LIG导电性能优化窗口，为高性能柔性电阻式应变传感器的制备提供了有效的工艺优化策略。

摘要:针对现有的极化码串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flipping，SCLF)算法大多数依赖静态的关键集(Critical Set，CS)或固定的信道可靠性排序，导致翻转候选集冗余度高、错误定位不精准，进而增加了译码时延与复杂度的问题，文章提出一种结合特定集(Assigned Set，AS)与动态对数似然比(Logarithm Likelihood Ratio，LLR)阈值判决的 SCLF译码算法。该算法首先利用循环冗余校验辅助串行抵消列表(Cyclic Redundancy Check Aided Successive Cancellation List，CA-SCL)译码算法译码过程中的路径度量计算得到特定集，剔除无效翻转位置；随后引入动态 LLR阈值对候选翻转比特取交集进行二次筛选，利用即时信道信息精准定位错误。仿真结果表明，当误块率为 1×10.4时，所提出的 SCLF译码算法相较于 CA-SCL、 CS-SCLF、D-Post、AS-SCLF译码算法分别有 0.24 dB、0.19 dB、0.1 dB和 0.08 dB的增益。在保持显著纠错性能增益的同时，所提算法在低信噪比区域有效降低了平均译码次数，实现了性能与复杂度的良好折中。

摘要:解码器是量子密钥分发接收端的关键组件，直接决定了系统的尺寸、成码率、量子比特误码率和安全性。文章基于平面光波导技术，面向 BB84时间相位编码协议研制了一种紧凑型解码器芯片及组件。该组件通过混合集成法拉第旋转镜与热电制冷器，实现了一种非对称的法拉第 -迈克尔逊干涉仪，能够对时间相位编码的光子对进行稳定干涉解码。实验结果表明，该器件具有超过 170∶1的高干涉对比度、精确的时间延迟控制能力，尤为重要的是，其分束比在宽波长范围内随波长变化仅 1.2 dB左右，表明其具备较强的抗波长调谐攻击能力。该工作为实际量子密钥分发应用提供了一种稳健、安全且实用的解码解决方案。

摘要:针对传统双光谱成像系统存在图像配准困难、视场角度小、成本高等问题，文章提出一种基于单元扫描的双光谱成像系统。该系统通过分光镜实现红外线和可见光分离，而红外线由红外聚焦镜头汇聚到红外单元传感器，可见光由普通光学镜头汇聚到可见光传感器，通过等时间扫描采样方法实现双光谱成像。为了提高测温精度，系统针对成像距离和角度进行补偿，并采用双线性插值的图像映射方法使采集红外图像和可见光图像分辨率一致。实验结果表明，基于单元扫描的双光谱成像系统具有视场宽，无需配准便可将红外图像映射到可见光图像，且成本低廉。

摘要:为保障电力用户性能稳定与服务质量(QoS)，文章提出一种面向 5G电力虚拟专网的确定性自适应资源管理策略。首先，针对电力业务经 5G接入并依托光通信承载网络进行回传与汇聚的典型场景，为保证电力服务资源的细粒度划分，建立 5G电力虚拟专网切片系统模型，在大时间尺度上动态调整为业务保留的切片资源并建立资源约束，在小时间尺度上采用信息年龄(AoI)来保证传输时延的确定性，灵活配置功率及带宽。其次，在保证业务 QoS的前提下，提出最大化长期系统效用的问题，并将该问题拆分为双时间尺度子问题。最后，为了求解资源管理最优策略，在大时间尺度上，采用双深度 Q网络(DDQN)算法输出资源分配决策；在小时间尺度上，采用优先经验回放多智能体复合动作演员评论家(PER-MACA2C)算法动态调度资源。仿真结果表明，所提算法能够有效降低时延，并实现负载惩罚、成本的优化。该策略可为 5G电力虚拟专网与光通信承载网络协同场景下的确定性资源管理提供参考。

摘要:针对干涉式光纤陀螺仪信号处理电路传统分立器件方案体积大、集成度低、难以满足小型化需求的问题，文章提出一种基于 SiP系统级封装的集成化方案。将信号处理电路中的 ADC， FPGA，DAC及 Flash等核心器件与外围电路集成为单颗专用芯片，实现信号采集、处理与反馈一体化。将该芯片应用于环长为 1 000 m，环径为 70 mm的光纤陀螺系统开展测试，在.30℃~60℃全温范围内，系统零偏稳定性优于 0. 208 12 °/h(10 s平滑)，角度随机游走系数为 8. 924×10.4 °/√h，性能满足工程应用需求。该方案为光纤陀螺电路小型化与集成化提供了可行的技术路径与工程参考。

摘要:针对激光加工钛合金 TC4微孔过程中表面粗糙度难以准确预测的问题，提出一种基于改进粒子群算法优化 BP神经网络(IPSO-BP)的表面粗糙度预测方法。首先，以激光功率、脉冲频率及焦点位置偏差三个关键工艺参数作为输入特征，微孔表面粗糙度作为输出特征，建立了 IPSO-BP预测模型。随后，模型基于 27组仿真样本进行训练与验证，其中 22组用于训练，5组用于独立测试。仿真测试结果表明，预测模型在测试集上的最大相对误差为 6. 89%。为进一步验证模型的有效性，开展了 9组激光打孔验证试验，实测粗糙度与模型预测值的最大相对误差为 8. 06%。综上所述，所构建的 IPSO-BP神经网络模型能够以较高精度预测激光打孔的表面粗糙度，该方法可为工艺参数优化提供有效指导，从而减少实验试错，降低加工成本。

摘要:针对无人机高空视角下路面裂缝细长断连与坑洼边界形变复杂导致的漏检与定位偏差问题，文章提出一种基于 YOLOv10的端到端路面病害检测网络 C2B-DeformYOLO。该方法在基准网络上引入 C2GD Neck，通过全局信息收集与连续条件门控实现跨尺度特征的自适应融合，增强裂缝目标的连贯表征。同时设计 BOS Conv，在有限计算预算下对高响应区域进行稀疏偏移采样与重建，提高对非凸边界与几何失配的建模能力并兼顾推理效率。在无人机路面数据与公开 RDD2022数据集上进行了实验验证，结果表明所提方法不仅在保持实时性的同时，还提升了检测精度与跨域泛化表现。

摘要:针对深空探测、低照度航天遥感等领域对超高灵敏度成像器件的需求，文章围绕超大像元时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)的电荷输运技术开展了研究。所研制的器件像元尺寸达 210 μm×210 μm，是国内外首次研制的同类超大像元 CCD，设计满阱容量大于 10 000 ke.，其核心技术瓶颈在于如何在有限的行周期与积分时间内实现超大电荷量的高效转移与读出。针对该瓶颈，提出一种 “垂直 CCD细分 -垂直 CCD求和 -水平 CCD细分 -输出节点求和 ”的新型器件架构。该架构通过细分垂直与水平 CCD多晶硅栅，将单一大电荷包拆分为多份小电荷包并行转移，在保持驱动脉冲数不变的前提下，大幅缩短了大电荷量的转移时间，最终通过求和势阱实现信号的合并还原。基于该架构完成了器件的设计与工艺实现，测试结果表明，器件满阱容量达 17 895 ke.，单级电荷转移效率优于 99. 999%，有效解决了超大像元 TDICCD的电荷转移难题，为超高灵敏度 TDICCD的研制提供了全新的技术路径。

摘要:针对光电传感设备产生的量测数据高并发处理与低延迟响应的矛盾，文章提出一种面向光电实时量测的分布式计算架构。通过分析 Flink与 Spark Streaming特性，构建基于任务优先级与资源负载自适应的调度模型，实现流数据动态资源管理。该模型事件检测精度达 96. 92%，吞吐量峰值为 132. 5 GB/min，协议处理能力为 3 492 packets/s，计算资源开销降低 31. 7%。实际测试结果表明，其故障恢复时间缩短至 153. 1 ms(最低 116 ms)，数据处理完整性达 98. 77%(峰值 99. 9%)。在 72小时持续运行中，该模型仍保持 124. 7 GB/min吞吐量与 94. 8%检测精度，综合资源优化率达 31. 7%(计算复杂度降低 20. 9%，内存开销降低 48. 1%)，验证了其在多电压等级复杂工况下的鲁棒性与弹性优化能力，为基于光电传感的电力系统实时分析平台构建提供有效参考。

摘要:针对单晶硅太阳能电池电致发光(EL)图像中缺陷形态多样、对比度低、尺度差异大等问题，提出一种基于 RT-DETR的缺陷检测算法 GAE-DETR。首先设计了 GDSANet主干网络模块，通过动态空间注意力机制实现缺陷显著区域的自适应聚焦，并引入频域增强前馈网络来捕获 EL图像周期性栅格结构的异常变化。进一步提出 ESA-PGE轻量化 Transformer编码器，采用部分通道自注意力与动态稀疏门控机制，在降低计算复杂度的同时保持全局上下文建模能力。最终构建 DHAF双层次注意力特征融合模块，实现了跨尺度特征的精细化整合。实验结果表明，在自建的单晶硅太阳能电池片 EL图像数据集上，GAE-DETR的 mAP@50达到 93. 6%、mAP@50-95达到 71. 2%，相比基线算法原始 RT-DETR分别提升 5. 2%和 8. 9%，参数量减少 17. 4%，计算量降低 19. 2%，实现了检测精度与计算效率的双重优化。

摘要:针对传统光器件测试方法难以兼顾光矢量信息(振幅 /相位)检测与高效率测试的问题，文章提出并验证了基于光频域干涉技术的光器件并行光矢量测试系统。设计了空分复用与时分复用两种并行测试结构，分别通过空间上的结构分离以及时间上的时域信息分离，成功实现了对光纤环形腔、光纤光栅和微环谐振的幅相响应并行提取。测试结果与基于光学单边带调制的光矢量网络分析测试数据高度吻合，且频率分辨率可达 6.8 MHz。实验结果表明，两种方案均能通过单次扫描完成多个器件幅相响应同步测试与表征，可显著提升多器件矢量光谱表征的测试效率。