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面向6G的低时延高可靠边缘计算架构

面向6G的低时延高可靠边缘计算架构

摘要：移动边缘计算（MEC）是6G移动通信网络中连通通信与服务、实现万物智联的支撑技术。针对MEC系统的计算时延优化，提出横向多主机架构；为优化MEC系统的传输时延及解决多主机并行计算的掉队者问题，提出多连接主从多主机架构。以上均设计了完整的信令流。针对MEC系统的性能评估，搭建了基于开源库的多主机MEC仿真平台。实验表明，提出的横向多主机MEC架构可有效提高计算时延性能；提出的多连接主从多主机MEC架构有效缓解掉队者问题，提高传输时延性能；搭建的MEC仿真平台能够有效评估多主机架构的关键性能指标。
光电 2025年07月21日
柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

摘要：柔性可穿戴电子应变传感器因可承受力学形变、质轻及实时监测等优点，是柔性电子领域的研究热点之一，本文从材料选择、器件结构、传感原理、疲劳失效及数值模拟等方面进行了综述。应变传感器的力电转化效率与寿命从本质上取决于导电网络演变和功能层/基底界面，需综合衡量材料的导电性和浸润性等属性，提高其传感性能。功能层结构分为螺旋、褶皱、编织、多孔及仿生五类。传感原理包括压阻、电容及压电式，其中压阻式分为断开机制、裂纹扩展及量子隧道效应。疲劳特性研究表明，交变应力会导致功能层屈曲、开裂及脱落。利用官能团改性、构建三维自交联阵列、引入拓扑结构及形成有序纳米晶畴可改善器件服役行为。疲劳失效模型归纳为拉、弯及扭转形式，在此基础上讨论了模型建立原则、力学本构关系及寿命预测精度。结合数值模拟和应变传递理论构建等效导电路径模型可揭示传感过程中的形态变化、应变分布及界面作用，实现对外界刺激的精准测量。下一步应从基底热力学稳定性、极端条件下服役行为、力电转换机制及穿戴舒适性等方面深入探究，为构建综合性能良好的传感器奠定基础。
光电 2024年05月27日
可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

摘要：随着智能可穿戴设备的普及，其能源供应问题愈加突出，一种绿色且高效的供能系统有待被研发。纤维基能源转换器件凭借着其优异的可集成性和宏观可调性，在柔性穿戴领域受到了越来越多的关注，有望成为解决新一代能源供给问题的有效方案。为进一步深化对纤维基能源转换方案的认识，本文主要回顾了压电、热电和磁电纤维基能源转换器件的最新研究与应用进展，重点讨论了压电纤维、热电纤维和磁电纤维的制备方法、性能分析和可穿戴应用，最后提出了纤维基能源转换器件在应用中所面临的问题与挑战，并对其未来的发展趋势进行了展望。
光电 2024年05月27日
基于碳材料的多维度柔性应变/压力传感器的研究进展

基于碳材料的多维度柔性应变/压力传感器的研究进展

摘要：近年来，基于碳材料的柔性应变/压力传感器发展迅速，在临床疾病诊断、健康监测、电子皮肤和软机器人等智能可穿戴领域内具有广阔的应用前景。本文综述了基于碳纳米材料和生物衍生碳材料的柔性应变/压力传感器的制备方法和性能特征。根据碳材料的维度和结构特点，可将传感器划分为三大类型：一维纤维/纱线型、二维薄膜/织物型和三维多孔/网络型。本文还重点评述了不同维度碳基柔性传感器的研究进展和存在的问题。未来柔性传感器的发展重点将聚焦于新型结构设计、综合性能提升和多模式功能化应用。
光电 2024年05月27日
热管理用氮化硅陶瓷热导率影响因素及改善途径

热管理用氮化硅陶瓷热导率影响因素及改善途径

摘要：随着电子功率器件向高电压、大电流、高功率密度发展，其在运行过程中会产生更多的热量，承受更大的热应力，这就对器件用陶瓷基板的散热性能及可靠性提出了更高的要求。传统陶瓷基板如氧化铝(热导率低)、氮化铝(力学性能差)已难以满足大功率器件要求。氮化硅陶瓷由于兼具较高的理论热导率与优异的力学性能而成为大功率器件用陶瓷基板的首选材料。但是氮化硅陶瓷的实际热导率与理论值尚存在较大差距，晶格氧含量是主要影响因素。另外，氮化硅陶瓷在制备过程中需要引入适宜的烧结助剂，由烧结助剂引入而引起氮化硅陶瓷显微结构（致密度、晶粒形貌、晶界相含量与分布及平均晶界薄膜厚度等)的变化也会影响其热导率。氮化硅陶瓷显微结构的演变又与其成型技术、烧结工艺密切相关。降低晶格氧含量，减少晶界相，获得具有由细小晶粒与大长柱状晶粒组成的双峰结构是获得高导热氮化硅陶瓷的关键。本文从氮化硅结构与热学性质入手，对晶格氧与显微结构对氮化硅陶瓷热导率的影响作用机制进行了讨论，从原料粉体、烧结助剂、烧结工艺、结构织构化4个方面对氮化硅陶瓷中晶格氧的调控作用、显微结构的演变过程及热导率的强化机理进行了阐述，对高导热氮化硅陶瓷发展现状及面临的挑战进行了探讨，最后对高导热氮化硅陶瓷未来发展前景进行了展望。
光电 2025年07月23日
我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

摘要：集成电路产业具有高度系统复杂性特征，其关键核心技术的突破高度依靠体系化能力支撑。美西方加速推进遏制中国崛起的“小院高墙”策略、“新华盛顿共识”和“去风险”等体系化政策，中国集成电路产业“阻链”“断链”等极端风险加剧；同时，面临中国式现代化和加快发展新质生产力的新使命新要求，亟须以新发展范式和战略逻辑加快推进集成电路产业现代化。文章基于新型国家创新体系、使命驱动型创新和场景驱动创新理论，探讨从“后发追赶”和“前瞻引领”双元整合视角，统筹“使命牵引”与“场景驱动”，重构集成电路技术创新体系，加快集成电路产业现代化；并进一步提出把握场景机遇、健全新型举国体制、统筹科技教育人才“三位一体”、建设国家级创新联合体、加强企业主导的产学研深度融合、构建全球本土化创新生态等对策思考，为加快以科技创新引领集成电路产业现代化、助力新质生产力培育提供理论与战略支撑。
光电 2025年02月08日
激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

摘要:柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中，激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式，凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限，通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”，为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料，展示激光融合制造的技术优势，接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论，最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望，通过多学科交叉互融，开辟柔性微纳传感器制造新路径，拓展激光制造技术的应用场景。
光电 2024年10月22日
超灵敏快速石英增强光声传感关键技术及应用

超灵敏快速石英增强光声传感关键技术及应用

摘要：概述了近年来基于石英增强光声光谱（QEPAS）实现超灵敏快速痕量气体传感的关键技术及其应用。首先，讨论了不同类型声学腔与石英音叉（QTF）的耦合机制，以及它对提高QEPAS 系统灵敏度的影响。设计合适的声学腔可以有效地放大光声信号，从而提高传感器的检测灵敏度。其次，介绍了一种无需预先校准且响应速度更高的拍频石英增强光声光谱（BF-QEPAS）技术。重点阐述了定制QTF 的设计理论，以及结合定制音叉QEPAS 的一些技术突破。介绍了超灵敏快速石英增强光声传感在环境监测、医疗诊断、电力系统安全监测等领域的应用，并展望了未来超灵敏快速QEPAS技术在新型激发光源、微型化传感器等方面的发展趋势。
光电 2025年07月24日
电子鼻技术及其应用研究进展

电子鼻技术及其应用研究进展

摘要：电子鼻（Electronic nose，E-nose）技术作为一种有效的嗅觉模拟与气体识别的方法被广泛应用。电子鼻系统由气体传感器阵列组成，利用其交叉敏感性对气体进行检测。电子鼻系统利用机器学习算法，对气体进行定性定量分析。传统的机器学习算法在电子鼻系统中的应用已经成熟，如今深度学习算法也慢慢在电子鼻系统中应用。电子鼻系统具有选择性高、精密度好、反应快速、稳定性和延展性好的特点，被应用于包括有毒气体检测、空气质量管理、食品新鲜度和质量预测等方面。本文从气体传感器阵列的组成、信号采集与处理单元、模式识别算法的分类以及电子鼻系统在实际中的应用等方面综述了电子鼻系统气体识别的最新研究进展，最后对电子鼻系统气体识别目前所存在的问题以及发展前景进行了总结和展望。
光电 2024年12月09日
微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

摘要:氧化铝陶瓷封装外壳的薄壁化有利于提升散热能力并降低外壳重量,但薄壁化在实际应用中存在可靠性隐患,尤其是在航空航天等严苛工况条件下.普遍认为氧化铝的强度和气密性是解决薄壁陶瓷封装外壳可靠性难题的关键,为解决这个难题,自主研发了微晶氧化铝陶瓷,并对陶瓷的抗弯强度和气密性进行了测试,以此设计为依据,采用微晶氧化铝制备出了外形尺寸1.6mm×1.2mm、壁厚0.15mm 的薄壁陶瓷封装外壳,可靠性验证合格,满足了新型电子器件的应用需求.
光电 2025年02月10日