南郵電子科學與技術(shù)專業(yè)英語作業(yè)

1、電子科學與技術(shù)專業(yè)英語作業(yè)一、 將100個教材中的專業(yè)英語詞匯翻譯成中文1. optoelectronic 光電子的2. photonic 光子的3. chaos 混亂的4. manifestation 顯示5. legitimate 合法的6. generator 發(fā)電機7. algorithm 運算法則8. stochastic 隨機的9. saturation 飽和度10. sequence 數(shù)列11. dotty 低能的12. scenario 方案13. encounter 遭遇14. periodic 周期的15. orbit 在軌道上運行16. attractor 吸引17. p

2、robe 調(diào)查18. demonstration 證明19. algorithm 運算法則20. dipole 偶極子推薦精選21. snapshot 急射22. constraint 約束23. infrared 紅外線24. electromagnetic 物電磁的25. spectrum 光譜26. multipath 多徑27. propagation 傳播28. severe 嚴重的29. amplitude 振幅30. fade 衰老31. dispersion 離差32. transceiver 收發(fā)器33. ambient 周圍的34. portable 手提的 35. uni

3、nterrupted 不間斷的36. robustness 堅固的37. photodiode 光電二極管 38. quantum 量子39. incandescent 白熾的40. fluorescent 熒光的 41. modulate 調(diào)制 42. beam 光線推薦精選43. formulae 公式 44. retina 視網(wǎng)膜 45. cornea 眼角膜46. adequate 足夠的 47. hazard 危險48. sufficient 充足 49. inexpensive 便宜50. illumination 照明51. capacitance 電容 52. outperfo

4、rm （性能）比好53. synchronization 同步54. redundant 多余的55. adjacent 鄰近的56. guard 保護57. bandwidth 帶寬 58. artificial 人工的59. denote 指代 60. duration 持續(xù)61. likelihood 可能性62. boundary 分界線 63. diversity 多樣化 64. orientation 方向推薦精選65. preamplifier 前置放大器66. transparency 透明度 67. quantization 量化68. insensitiveness 不靈敏

5、性69. verify 核實70. lattice 晶格 71. fabrication 制造 72. saturate 使飽和73. strain 拉緊 74. nucleate 有核的 75. molecule 分子 76. internal 國內(nèi)的77. onset 攻擊 78. intrinsic 固有的79. divergence 分歧 80. membrane 隔膜 81. oscillation 振動82. metamorphic 變形的 83. metropolitan 大城市的 84. bias 斜紋85. emerge 出現(xiàn)86. tandem 串聯(lián)推薦精選87. sate

6、llite 衛(wèi)星88. amorphous 模糊的 89. hydrogen 氫90. coefficient 系數(shù) 91. gallium 鎵92. arsenide 砷化物93. structural 結(jié)構(gòu)上的94. saturate 浸透95. symmetry 對稱 96. coordination 協(xié)調(diào)97. nevertheless 不過98. dangling bond 懸空鍵99. thermodynamically 從熱力學角度 100. kinetic 活躍的二、 閱讀教材，將規(guī)定的專業(yè)英文內(nèi)容翻譯成中文Page 262.混沌檢測 給定一個信號x(t)、檢測算法如下：一個形

7、成m-維數(shù)延遲向量X(t)=X(t)、X(t-T)X(t -(m-1)t)和時延T，計算相關(guān)和C(r)，C(r) 是延遲向量的組數(shù)(之間的距離不到r)與總組數(shù)的比值。延遲T不是任意的,它是自相關(guān)時間信號x(t)的一部分。其次，相關(guān)維數(shù)定義為C(r)與小r的比值的對數(shù)邊坡。這是我們假設(shè)C(r) 并且進行提取。推薦精選對于一個真正的隨機過程, 由于噪音往往占據(jù)所有可用的參數(shù)空間,不僅僅限定在一個特定的區(qū)域混亂，隨著m增加并不表現(xiàn)出飽和。對于一個確定性混沌信號飽和到一個數(shù)值，下一個整數(shù)比像源于Eq.1的代表非線性遞歸的最小整數(shù)大。應(yīng)當指出,一些特殊的微分方程（時間連續(xù)，離散時間發(fā)生在遞歸方程)一樣,

8、也產(chǎn)生混沌信號。圖2中表現(xiàn)出相關(guān)指數(shù)與嵌入維對邏輯序列（不管它的隨機行為）產(chǎn)生飽和。就邏輯映射來說，我們有單一遞歸Eq.1 飽和到一個接近1的數(shù)值。圖2.從C(r)中取的相關(guān)指數(shù)。邏輯序列飽和到接近1,而隨機噪聲無限的線性增長。在幾何學上，把所謂的吸引區(qū)展示到信號被僅僅測繪信號x (n+1)的值和先前的值x(n)所展開是可能的。該結(jié)構(gòu)工作在簡單的一維遞歸，例如邏輯映射(Eq.1)。對于較復雜的信號，幾何結(jié)構(gòu)要依賴于向量X(t),并且當m大于三維空間很難顯現(xiàn)出來。在圖3簡單結(jié)構(gòu)嘗試為邏輯映射。圖3. 通過繪制x(n + 1)比x(n)顯示了邏輯映射吸引區(qū)的多點結(jié)構(gòu)。這揭示了有限地區(qū)(吸引區(qū))映射

9、到被展開的信號（忽略Fig.1描述的明顯的隨機行為）。3. 混沌的產(chǎn)生眾多的非線性光學場景已經(jīng)被認為是可以顯示出混沌行為的模型,至少有四個情景是可能的。推薦精選從流體動力學模型(簡單的大氣模型視為一種上面被太陽下面被地球加熱的流體)推斷出一個單模激光方程和洛倫茲方程的近似類比來表明混沌行為是可能的。(1) 混亂可能和一個單一的非線性離散(適時的)遞歸一起產(chǎn)生,不過至少需要三個時間上連續(xù)的微分方程。單模B級激光收兩個兩個微分方程限制。因此，至少需要三個自由度。波導激光器通常用于單一的縱?；驒M模操作；通過輕微的修改諧振腔配置來實現(xiàn)多橫模發(fā)射，就可以觀測到混沌。在這種情況下由于當腔長度輕微偏離穩(wěn)定運

10、行時的長度時，發(fā)生兩個橫模的非線性相互作用。(2) 增加了非線性產(chǎn)生了超過孤子傳輸所能保持限度的孤子。事實上，這是在將一列AU形式的脈沖和一個幅度A從一個增長到下一個直到傳播結(jié)束的孤子脈沖抽運到非線性介質(zhì)中完成的。(3) 通過介質(zhì)（例如光纖）和泵浦的輻射或散射可以調(diào)整非線性。當泵浦水平超過閾值時，就可以觀察到混沌。 第一種情景導致一個普遍化的單一的非線性遞歸變成一個復雜的非線性遞歸?？紤]到一個循環(huán)腔里的非線性介質(zhì)產(chǎn)生的電場的相互作用會導致下述復雜的遞歸式：=1.0+0.9 exp(0.4j-6.0j/(1.0+|) 是n-th通過腔時電場的復包線（如果t是腔的往返時間，是t=nt)時的電場）。

11、這個遞歸式或示意圖基于以下假設(shè)：(1) 腔的響應(yīng)時間遠遠快于往返時間t。(2) 介質(zhì)和電場間的非線性相互作用是一個克爾型非線性相互作用（介質(zhì)折射率隨著電場振幅的平方而變化）吸引區(qū)產(chǎn)生的遞歸式圖4所示的Ikeda吸引。推薦精選圖4中的實部和虛部，在 Ikeda 示意圖（2）給出的圓柱腔內(nèi)電場的復包線揭示了吸引區(qū)的多點的復雜性質(zhì)。第二個場景已經(jīng)通過使用一個諧振器的非標準配置，而被應(yīng)用于波導激光器，以獲得多橫模操作。從一個設(shè)置兩種模式穩(wěn)定共存位置的反射鏡出發(fā)，腔長的微小變化通過增加橫模之間的競爭，來驅(qū)動處在混沌狀態(tài)中的系統(tǒng)。以關(guān)聯(lián)維數(shù)的混沌吸引子的決心是關(guān)于v = 2.6,從激光器的輸出強度行為隨時

12、間的變化。光電子學中混沌產(chǎn)生的第三個場景將通過廣義非線性薛定諤方程(GNLSE）的使用，來利用我們對孤子的認識，GNLSE含一個可控的非線性： jEZ+122Et2+EfE2=0 （3）它的控制函數(shù)是一個E2的線性函數(shù)，E2在一般非線性克爾效應(yīng)案例(介質(zhì)折射率隨電場振幅的平方而變化)中有應(yīng)用。這是一個平滑函數(shù),初始時呈線性變化，然后隨著E2的變化平穩(wěn)地趨于飽和。非線性介質(zhì)由含有一系列AUsol形式脈沖的GNLSE來描述，其中Usol為孤子脈沖，A為脈沖振幅，當我們泵浦非線性介質(zhì)時,電場復包絡(luò)的遞歸方程變成:En（t，z=0）= AUsol（t，z=0）+BEn（t，z=L） （4）其中L是腔長

13、,n是一條通過腔的途徑，B是一個實數(shù)，表示影響。(t、z = L)諧振腔輸出的反射損耗。每經(jīng)過一條穿過諧振腔的路徑，便補充一個孤子脈沖。當泵浦脈沖振幅A增大到超過截止振幅值時，遞歸方程(4)變得混亂無序。最后一個場景是受激布里淵散射(SBS),它是光纖中一種很重要的散射現(xiàn)象。SBS源于光纖中一種特殊類型的分布式光反饋，且SBS使輸入光線的頻率發(fā)生正向偏移(斯托克斯發(fā)射現(xiàn)象)。單模光纖可用于生成大于給定泵浦閾值條件的SBS。為了引起混沌，可對泵浦和斯托克斯發(fā)射的非線性相互作用進行調(diào)諧。光纖中的動態(tài)不穩(wěn)定性很強烈,且光強度(在前向、推薦精選反向散射方向)經(jīng)歷了脈寬調(diào)制深度趨近100%的大規(guī)模波動。

14、混沌吸引子很容易顯示出延遲曲線，如圖3，具有一個可變延遲。這表示，一維產(chǎn)生了x(n + K)-x(n)的二維曲線，其中k是不為1的變量，如圖3。4.混沌的控制當混沌遭遇到檢測或直接產(chǎn)生時(使用高階泵浦和其他一些大振幅信號)，我們應(yīng)該作出反應(yīng),強制將其轉(zhuǎn)化成一種穩(wěn)定狀態(tài)。這對一類中繼器尤其有用，該類中繼器具有較少的長距離通信，但信噪比可提高，同時需要平穩(wěn)的信號工作狀態(tài)。混沌信號的控制基于以下的觀察?；煦缙鹪从诤芏嗖环€(wěn)定的周期性軌道的存在，這些軌道在一種典型吸引子上密集分布。換句話說，混沌產(chǎn)生于一種不可能性，這種不可能性是指系統(tǒng)不可能穩(wěn)定下來形成一種時間間隔足夠長的明確的平穩(wěn)周期狀態(tài)(與一個單一的

15、特征周期)。相反,系統(tǒng)從給定狀態(tài)開始，因系統(tǒng)不穩(wěn)定性而經(jīng)歷了一小段時間間隔后，轉(zhuǎn)變成了另一種狀態(tài)。相鄰周期性狀態(tài)的高密度使系統(tǒng)更容易從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成其他相鄰狀態(tài)。為了控制系統(tǒng)隨時間的變化，將其轉(zhuǎn)化成具有一個特定周期的已知狀態(tài)，需要探測局部動態(tài)，并從關(guān)于一些可訪問參量的局部動態(tài)靈敏度來進行估計。通過奧特、Grebogi和約克算法的運用，這項計劃可實現(xiàn)。作為一個控制方法的示例，我們來看看池田吸引子。遞歸拓展公式(2)如下: En= an+ 0.9En-1exp（0.4j-6.0j/（1.0+|En-1|2）= 0 （5）an是可控的可訪問系統(tǒng)參量。實際上表示在n時刻進入諧振腔的光脈沖的振幅。當它等

16、于1時，系統(tǒng)進入混沌狀態(tài)，且腔內(nèi)電場隨時間的變化取決于吸引子，如圖4。當an變化時，系統(tǒng)動態(tài)發(fā)生變化，且為了特定的價值，系統(tǒng)會進入一個特定的平穩(wěn)周期性狀態(tài)或交錯的混沌狀態(tài)。如果保持系統(tǒng)處于特定狀態(tài)提高了其中一個，那么另一個應(yīng)該研究推薦精選an對應(yīng)值（稱為a*）附近的局部動態(tài)。探索a*附近的局部動態(tài)意味著我們至少要能解答下面兩個相關(guān)問題：（1）什么是最大的a*附近控制參量的可接受微擾，例如系統(tǒng)處在a*的特定狀態(tài)條件下？（2）驅(qū)動系統(tǒng)從任意一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變到a*狀態(tài)需要多長時間？大量的理論、數(shù)值和實驗工作(見例如Refs.3和4)已經(jīng)表明,這種努力是可能的。而且你可以對任何挑選出來的狀態(tài)進行控制，而不

17、用得先掌握遞歸方程式的知識?？刂品椒▋H僅基于延時坐標x（t），x（t-T）x（t-m-1T）的運用，正確選擇坐標中的T。其值取自輸出信號 x（t）的實時測量值。這使得在飛行中控制信號和任意改善系統(tǒng)性能成為可能。最近,同樣的想法一直延伸到激光的時空混沌(也稱為光學湍流)。假若這樣，混沌同時在時間和空間中發(fā)生，并將混沌歸因于通過局部偶極子勵磁光場的衍射的相互作用。當一些控制參量大于臨界值時，激光光場經(jīng)歷了從在時空中的正常模式（行波在時空中具有明確的傳輸頻率）轉(zhuǎn)變成紊亂無序模式的過程，如圖5。如圖5，是一組從一個正常模式（左圖）到完全紊亂（右圖）的漸變過程的快照，該過程是通過將一個控制參量提高至大于

18、臨界值來實現(xiàn)的。該組圖也有可能開始于紊亂模式（右圖狀態(tài)），再將系統(tǒng)強制轉(zhuǎn)變回如左圖的正常模式。Page 10122.紅外連接的分類紅外連接有多種構(gòu)造，根據(jù)它們的方向性以及連接是否需要一條視線進行分類，如圖1所示。直接連接利用定向發(fā)射機和接收機實現(xiàn)功率效率最大化,但是此種連接必須瞄準才能建立一個連接。非定向連接使用的是廣角發(fā)射機和接收機,消除了指向的需要,因而使它們變得更加方便。推薦精選可視系統(tǒng)依靠的是發(fā)射機和接收機之間不受干擾的一個視線通道,而非可視連接設(shè)計增強了連接的健壯性,且易于使用,舉個例子，即使一個人站在發(fā)送機和接收機之間，這種連接也是可操作的。最好的健壯性和簡單使用是通過非定向非可視

19、設(shè)計實現(xiàn)的,稱為擴散系統(tǒng)。在該方案中，由于光電二極管有全方位的寬視場角度(視場)，接收端是無方向的。因此在發(fā)射機與接收機之間不需要定向的視線,光傳輸對干擾是不敏感的。光源的指向性和光電探測器在非定向性光通信系統(tǒng)中是非常重要的參數(shù)。寬視場是建立一個健壯的系統(tǒng)所需要的,。視場可以通過使用擴散鏡頭或使用一排發(fā)光二極管與一排探測器的集合進行擴大。3光學無線通信信道對于使用強度調(diào)制的光學無線通信系統(tǒng),理想的信道模型取決于背景光的強度。在背景光低時,接收信號可以看作是泊松過程，泊松比r t=s t+nt ，其中s 和n分別與接收信號的瞬時光功率以及背景光功率成正比。當n=0時，就像光纖傳輸系統(tǒng)一樣，通道存

20、在量子局限。然而，如前所述，紅外接收器通常工作在高水平的背景光環(huán)境中，背景光既可以自然產(chǎn)生，也可以人工產(chǎn)生。根據(jù)每秒靠近窗口的光子數(shù), 的典型值介于 和 之間。因此二極管散射噪聲可以準確建模為加性高斯白噪聲(AWGN)。多徑傳播的影響,會使空間相干性失真,其具有基帶模型的特征。圖2顯示一個基帶線性系統(tǒng),瞬時輸入光功率為x(t),輸出電流為y(t)和脈沖響應(yīng)為h(t)3。瞬時光電流表示為 瞬時光電流 (1)推薦精選所有背景光源的平均組合功率在光電探測器中產(chǎn)生直流光電流,從而引起一個單功率譜密度的散射噪聲:N0=2qib 散射噪聲 (2)為了克服由于上述環(huán)境光在基帶脈沖編碼調(diào)制接收機中產(chǎn)生的散射噪

21、聲，需要的光學信號功率由公式3給出。Psh=R-1Q2qibdABI0 最小光功率 (3)其中Q=erfc-1(2Pe)，ibd 是光電二極管電流密度，單位為A/cm2，q是電子電荷，R是光電二極管響應(yīng)度，單位為A/W，B是比特率，I0是50%負載脈沖周期信號的形狀系數(shù)，A是光電二極管的面積，Pe是錯誤率。為了提高信噪比：（i）增加A，因為信號隨著A成比例增加，有效散射噪聲隨著.增加。由于光電二極管電容也增加，因此信噪比可以在減少接收速度的代價下得到提高；（ii）使用窄帶寬紅外濾波器取代寬帶寬的濾波器。最主要的三種環(huán)境光源是太陽光、白熾燈光和熒光燈光，如圖3所示。太陽光代表一種未調(diào)制的環(huán)境光源

22、，其帶寬非常寬，最大光譜功率密度落在0.5微米附近，在光電二極管中產(chǎn)生直流光電流。供電源產(chǎn)生的白熾燈光在100HZ處調(diào)制，最大功率譜密度在1渭m左右，這種光反應(yīng)遲緩，很少有高諧波存在。熒光燈光有兩種。傳統(tǒng)類型由電源頻率決定，電子光譜包括數(shù)以千萬赫茲的諧波。在過去的幾年中,推出了新的高效節(jié)能熒光燈,這種燈依靠高頻電子整流器,開關(guān)頻率的范圍是20-40KHZ。他們的檢測電子光譜包含兆赫范圍的諧波。因此,在導致散射噪聲的同時,熒光光源在接收端也產(chǎn)生了周期性干擾信號。Page 26284.垂直腔面發(fā)射激光器推薦精選 低成本的可發(fā)射1.3um波長激光的垂直腔面發(fā)射激光器是有市場需求的?，F(xiàn)有的基于InP的

23、法布里-伯羅（FP）和分布反饋式（DFB）器件價格相當昂貴。相比較而言，基于GaAs的VCSELs被證實具有較高的可靠性，較低的成本和精湛的參數(shù)，如低光束發(fā)散，高wall-plug效率與發(fā)射波長和閾值電流的高溫度穩(wěn)定性。片上測試和整合，有效降低橫向尺寸，橫向陣列和波束控制的可能性是有利的。同時，發(fā)射850-940 nm的non-eye-safe 波長的基于GaAs的VCSELs，正應(yīng)用于塑料光纖連接器并運作于低于300m的距離?，F(xiàn)有器件的缺陷有利于1.3um的VCSELs代替基于InP的FP、DFB激光器和0.85um的GaAS VCSELs。VCSELs的一個額外的優(yōu)勢是可能垂直整合一種波長

24、調(diào)制器件(如啁啾補償)，強度調(diào)制器和探測器,這對于波分復用(WDM)的先進應(yīng)用是非常重要的。VCSELs有一個重要的配對腔，這個配對腔加強了選擇性探測器允許密集波分復用技術(shù)提高(DWDM)、使用電子波長可調(diào)諧VCSEL的數(shù)據(jù)傳輸連接和快速數(shù)據(jù)傳輸。波長的電子(electrooptic)和膜調(diào)整可用于密集波分復用和波分復用(WDM)(CWDM)。光纖的發(fā)展不含水吸收峰（介于1.31.55微米范圍）,這進一步擴展了密集波分復用的范圍和潛在的密集波分復用和CWDM應(yīng)用的合并,。圖4為1.0微米QD-lase r的張弛振蕩頻率和功率的關(guān)系圖。 = 10.2，圖a為8.2 GHz，210和293 K時的

25、張弛振蕩頻率；圖b為1.3微米QD-laser在300 K 時的截止頻率。低成本、長波長的VCSELs及相關(guān)垂直腔裝置的主要問題是缺乏足夠的本地DFB?；谂cInP晶格匹配層的分布布拉格反射鏡具有小的折射率差異和極低的導熱系數(shù)。一個周期為50或更大周期的InGaAs-P /InP布拉格鏡需要達到激發(fā)所需的反射率 (R = 0.99)。GaAs / AlGaAs布拉格反射鏡與基于InP的有源區(qū)的結(jié)合可能解決這個問題,但它代表了一個非常復雜的技術(shù),并且大規(guī)?；a(chǎn)將是昂貴的。其他近期方法(采用頂尖變質(zhì)AlAs-GaAs的DFB,或者使用基于AlGaAsSb的、InP結(jié)構(gòu)的分布布拉格反射鏡)不解決可

26、靠性和成本效益問題,并且只可能在發(fā)明出基于GaAs的定向技術(shù)之前具有競爭力。推薦精選圖5為發(fā)射波長為1.3 um基于GaAs的QD VCSEL的CW型L-I-V曲線。在25 攝氏度時裝置具有最高 (64%)的微分效率。我們介紹了第一個運作于1.3微米的GaAs VCSEL 16,31,32。微腔被(p)和(n)環(huán)繞層(小于嗎? -thick),其次為1 ? -thick(p)和(n)砷化鎵電流分散/腔內(nèi)接觸間隔層摻雜。腔內(nèi)接觸的方法被使用。墊層之后為交替式 DFB和1/4波長厚的砷化鎵層。DBR的層,以及那些光學腔周圍的,被選擇性地氧化以形成Al(Ga)O。QD都集中與一個波長厚的光學微腔中,

27、其邊緣摻雜為。微腔的邊緣由構(gòu)成（x線性地從0.02增到0.98）。圖5顯示在不同的熱沉溫度下，一個QD VCSEL的連續(xù)光波功率-電流-電壓(L-I-V)特性。閾值電流為1.2mA，這個電流不隨溫度的升高而變化。QD LED測試結(jié)構(gòu)的電發(fā)冷光的測量,表明了激光通過QD的基態(tài)轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生。最大的微分效率為64%。發(fā)射波長在1.3微米附近(1.28 - -1.306微米)，具體與晶圓片上的特定位置有關(guān)。晶圓片上閾值電流在 10%左右波動。我們發(fā)現(xiàn)了閾值電流被證明對亞微米級的孔徑尺寸的依賴很微弱,而導致激光發(fā)射產(chǎn)生“藍移”的光子約束效應(yīng)變得越來越嚴重。在35攝氏度下，超過700小時的壽命測試發(fā)現(xiàn)器件的

28、性能不發(fā)生變化。5.量子點放大器 基于量子點的放大器在常溫段的松弛時間小于50fs，增益恢復時間短如140fs，但比量子阱放大器的大得多，這說明了量子點放大器作為一個全新的儀器成為可能，在商業(yè)領(lǐng)域尤其在大都市的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中顯得格外重要。圖6為量子點中和體儀器中的相移變化對比在圖6中我們顯示了在InP襯底的體儀器的最大可實現(xiàn)的小信號增益13dB和量子點20mA的增益動態(tài)范圍的對比。體儀器顯示了在1ps量級的純電子加熱恢復時間。而量子點儀器的動態(tài)范圍是它的7倍。不同偏置電流的比較顯示了自由電子的吸收發(fā)熱現(xiàn)象在量推薦精選子點儀器明顯比體儀器的有顯著消減。Page 35383. 非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)圖3

29、.1 非晶硅單結(jié)太陽能電池的結(jié)構(gòu)原理圖常見的非晶硅太陽能電池設(shè)計圖如圖3.1中所示。它由5層墊在通常是玻璃的襯底上，也可以被墊在Ag和Al，不銹鋼或塑料上。首先一個透明導電氧化層厚膜沉淀在玻璃襯底上。第二個薄膜是摻硼的非晶硅用來做一個p型的半導體。在其上在墊上本征非晶硅。第四層是n型硅和摻磷的非晶硅。第五層是金屬電極蓋子，由Ag或Al或兩個的混合物組成。非晶硅太陽能電池的每層結(jié)構(gòu)如下描述。3.1 TCO 層TCO層起到了電池電極的作用，還有就是允許最大太陽能輻射傳輸?shù)絧層中。所以一個理想TCO應(yīng)具有優(yōu)化的光電性能。理論上，它應(yīng)具有很強的導電性，低串聯(lián)電阻，并具有高的透明度，越小得吸收損失越好，

30、因為任何TCO損失的光吸收不會轉(zhuǎn)換為電。它也應(yīng)盡量減少太陽能輻射反射在玻璃和TCO之間和TCO和p層之間交界層帶來的反射損失。一個合適的TCO折射率可以減小在兩面的折射損失。TCO應(yīng)做成一個和p層歐姆接觸以減小電極的電阻。有一些材料已經(jīng)成功被制成了TCO。一個非常好的選擇是銦銻氧化物，但其他諸如摻氟氧化銻，摻鋁或硼的氧化鋅，摻氟氧化鈦也可以使用。TCO平面可以是光滑的平面也可以是摻雜質(zhì)的凹凸不平的。通常前者是非結(jié)晶的薄膜，而后者是一個微型水晶晶體結(jié)構(gòu)。一個ITO層可以通過在真空中熱蒸發(fā)進行滲透。實際操作中是射頻噴射的。推薦精選3.2 p層這個層有摻硼的非晶硅組成。對于一個高效的太陽能電池。P層

31、猜想是非吸收的，正是由于這個目的這個層的材質(zhì)有一個大的能量禁帶而且這個層必須薄。這也是為什么p層有時被稱為電池的窗口。為了能展開光能量禁帶帶寬，我們通常需要將碳和非晶硅合金來形成a-SiC:H。碳增加了禁帶帶寬，使層更加的透明。一個經(jīng)常用到的沉淀非晶硅方法是發(fā)光放電法。對沉淀p層來說，硅烷和甲烷和乙硼烷在一個真空室內(nèi)通過射頻放電，并壓強在13-133Pa下混合而成。3.3 i-層就光電壓性能來說， i層是非晶硅太陽能電池最重要的部分。正是因為這個層使太陽能光子被吸收來產(chǎn)生電荷對從而產(chǎn)生電流。所以這個層應(yīng)該有著最大可吸收太陽能輻射。通過氫氣和硅烷在射頻放電中混合后形成此層的沉淀。為了達到最大程度

32、的吸收，這個層通常比其它層要厚。對太陽能電池基于本征層的厚度改變的性能優(yōu)化我們會在后面進行詳細討論。3.4 n-層N層是非晶硅太陽電池的底層，它摻雜了磷。這層和P層連接主要用來建立內(nèi)建電場，N層另一個功能是傳輸i層未吸收的光子到后面的金屬層，從而被反射會i層。為了這目的，N層應(yīng)該吸收最少的光子，因此不應(yīng)該太厚。通常，N層由微晶硅組成以保證高遷移率和低光吸收。3.5 后金屬接觸金屬層沉積，當沉積在N層，就作為背極，也作為i層的未吸收的光子的反射鏡。通常將Al和Ag作為后金屬電極材料。Al比較便宜，但反射率比Ag低。但是，Ag容易氧化，相對來說不穩(wěn)定。因此常采用Ag/Al合并層而使Ag保證高反射率

33、，Al保證Ag免受氧化。金屬電極采用熱蒸發(fā)或者真空中濺射的方式沉積。推薦精選4非晶硅太陽電池的制作原則在運輸導電氧化物上面的入射光子傳輸?shù)奖晃盏腜，i，N層，一個被吸收的光子攜帶的能力至少和帶隙能量一樣時可以激發(fā)一個電子從價帶躍遷到導帶，同時產(chǎn)生一對自由電子對。在N層和P層產(chǎn)生的載流子對電池的光伏現(xiàn)象沒有貢獻。然而，有光子產(chǎn)生的電荷載體在i層被吸收，在N層和P層建立的內(nèi)建電場作用下向不同方向運動，在各自的電極處聚集，空穴到達P端，電子到達N端。由此，一個太陽電池，在照明時接上地，即可供電。N層和P層應(yīng)該相對重摻雜，從而接近P層價帶的費米能級和N層導帶的費米能級。這提供了載流子的高濃度，并保證

34、了高的開路電壓（）。當P層和N層重摻雜，他們?yōu)楣馍d流子包含了復合中心，這意味著P層和N層的光生載流子重新復合，使得這些層不表現(xiàn)光伏特性。他們主要作為電力負荷，減少在i層被吸收的光子數(shù)目。定義太陽電池光伏特性最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換效率，即電輸出功率比光輸入功率。由于輸出功率與負載相關(guān)，最大輸出功率點通常用來表征轉(zhuǎn)換效率。這個效率也與照明光的光譜強度有關(guān)。然而根據(jù)標準實驗室參數(shù)，在歸一化強度100mW/下，太陽輻射流在AM1.0-AM1.5之間?？諝饣靵y度m定義為輻射在空氣中的路徑長度相對于統(tǒng)一海平面下的垂直路徑。，z表示頂角（垂線與光線方向所成的角度）圖4.1是典型的在光照條件下非晶硅太陽電池電流

35、-電壓關(guān)系圖像。這圖像通過以下幾個外部參數(shù)來表征：1） 短路電流，是在V=0是的電流。由于電流I是電池表面的電流。為計算電池的效率用短路電流強度，表示每單位電流：，用負號是因為太陽電池的I-V圖像落在第四象限。推薦精選2） 開路電壓，是在J=0時的電流。3） 最大功率點，在I-V曲線上的最大功率，和都各自對應(yīng)時的I和V。電池的F因素，,而轉(zhuǎn)換效率，表示電池表面的光輸入功率。Page 65677. VLSI（超大規(guī)模集成電路）納米級光子晶體分離設(shè)備為了實現(xiàn)VLSI光路，我們用光子晶體來設(shè)計一些納米級光器件，例如能量分離設(shè)備和波長分離設(shè)備。我們采用適用于微米級定向耦合器的時域有限差分（FDTD）法

36、，發(fā)現(xiàn)對光子晶體也很適用。我們稱兩維光子晶體上的定向耦合器為“劈尖的棒狀”結(jié)構(gòu)，并且發(fā)現(xiàn)對于高密度VLSI納米光路來說，這種結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)好很多，比如Y結(jié)點型。Y分支能量分離器的性能受輸出端口彎曲損耗的影響。我們所用的光子晶體結(jié)構(gòu)是GaAs中空氣孔的三角形陣列。時域有限差分法計算結(jié)果表明，在相對大帶寬時每個輸出能達到4647%的透光率。Fig.5 用時域有限差分法計算（a）傳統(tǒng)的Y分支能量分離器和（b）的場剖面。圖5顯示了光波通過（a）Y結(jié)點和（b）中我們研究的“劈尖的棒狀”定向耦合器計算出來的場剖面。詳細結(jié)構(gòu)和能量分離機制在之前報告中已經(jīng)描述過。我們也用兩維光子晶體設(shè)計了一個類多模干擾結(jié)構(gòu)，

37、并發(fā)現(xiàn)它對不同方向的波長分離尤其有效。我們用蝕刻在介電基片上的空氣孔的三角形晶格結(jié)構(gòu)，用彎曲在兩維光子晶體中的波導設(shè)計帶通濾波器。我們也可以用微米級波導模式調(diào)整的方法來檢查微米級和納米級間的光波導耦合效率。推薦精選8. VLSI（超大規(guī)模集成電路）納米級電漿設(shè)備使用電漿波或表面等離子激元通過介電材料和金屬帶波導的交界面，這也被認為是可能達到微米/納米級光器件的條件實現(xiàn)VLSI光路。在我們的研究中，帶狀波導是由20nm厚、5um寬的金塊（由深紫外光刻制成）夾在12um厚硅片聚合物自旋涂層。表面等離子激元模式在1.521.58um通信波長內(nèi)是通過計劃控制由端射式耦合方法激勵的。單模光纖和金屬波導的

38、導向特性可以檢測。金屬波導的傳播損耗大約是19dB/cm，與光纖的耦合損失大約為每個平面1.8dB。我們設(shè)計制造包含嵌在聚合物中的金屬帶波導的垂直定向耦合器。然后，我們比較垂直和后端定向耦合器的耦合特性。含20nm厚、5um寬的金塊的垂直定向耦合器的耦合長度估計有2601m，與計算值相當吻合。器件有著約28dB的高損耗。垂直定向耦合器的兩個金屬波導的間距為4.2um。硅片有100nm厚。金屬波導的上下校準誤差在數(shù)量級以下。在輸入/輸出端包含有著200um的分離臂的垂直定向耦合器總長有9mm。我們用不同交互酌長度的垂直定向耦合器的陣列來測量不同交互酌長度下的耦合效率。交互酌長度范圍100500u

39、m，每隔10um取值。1.55um波長時，直接和通過耦合臂的傳輸通過光子晶體光纖測量。我們發(fā)現(xiàn)，金屬帶間距4.2um、交互酌長度260um時，功率傳輸損耗有28dB這么多。經(jīng)測量，總的插入損耗有24dB，垂直定向耦合器結(jié)構(gòu)引入的附加損耗有3dB。9光學電路板的組裝為了組裝光學印制電路板，包含50x50微殼和250um瀝青的1x12聚合物波導陣列要用內(nèi)置45°的紫外線濾光鏡制造。垂直腔面發(fā)射激光器和光電二極管的陣列是線或倒裝式芯片接合到硅器件的，用來光輸入/輸出互連。直徑大約500um的銦焊接球間隔裝置用來連接垂直腔面發(fā)射激光器和光電二極管與電學印制電路板。45°鏡負責光源到

40、波導以及波導和檢測器間的垂直連接。推薦精選垂直腔面發(fā)射激光器出來的光波束被90°反射，然后耦合進光學印制電路板中的波導。光波傳過波導，接著又通過45°鏡被反射進檢測器。從波導的一端到另一端的總長度是70mm，850mm處波導的折射率為1.475。為了描繪耦合損失的特性，我們將光發(fā)送機和有45°鏡的波導放在一起再測量。設(shè)從垂直腔面發(fā)射激光器發(fā)射出的光功率為2mW，通過波導后的光纖接收光功率減少了4.9dB，總損耗，包括傳輸損耗和光發(fā)送機與波導間的耦合損耗，有7.9dB。用眼圖可以測量出每個通道的傳輸速度，最高為10Gb/s。10.概括與總結(jié)我們研究了微米/納米級光器

41、件的設(shè)計、制造和集成，以及光學印制電路板的光波導陣列和超大規(guī)模集成電路的光學應(yīng)用。光學印制電路板是為了在平面模板或基底上執(zhí)行傳輸、轉(zhuǎn)換、布線和分布光信號的功能，用類似于光學印制電路板的方法，這種方法用電信號執(zhí)行類似的功能。我們設(shè)計了微米級波導電路或陣列，用熱或紫外儀器來制造它們。我們用聚合物材料制造陣列波導器件。我們用近場掃描光學顯微鏡來分析微米/納米級光器件功能和結(jié)構(gòu)。我們也檢驗波導表面粗糙度對波導傳輸特性的影響。我們展示在研究波導器件的微型化和集成縮放規(guī)則時的計算和仿真結(jié)果，用來作為設(shè)計VLSI波導電路的指導。對納米級VLSI光集成電路應(yīng)用，我們用光子晶體器件和離子器件。我們用允許高度集成

42、的定向耦合器來設(shè)計光子晶體功率分配器。我們也用光子晶體設(shè)計波長分配器和濾波器。用離子結(jié)構(gòu)我們制造垂直耦合的定向耦合器，并檢驗VLSI光路的可行性。P71-752編解碼分析與硬件軟件劃分我們工程的目標是設(shè)計一個適合于QCIF(176*144像素)視頻直到30HZ的真實時間過程的低功率低復雜性結(jié)構(gòu)的單片H.263/MPEG-4視頻編解碼系統(tǒng)。能達到的最大比特計為500kBit/s，在這個系統(tǒng)中，ME(運動估計)的任務(wù)是當DCT(離散余弦變換)可以減少每幀間的空間相關(guān)性時減少視頻幀的時態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)性。這整個方案也包括一些與數(shù)據(jù)相關(guān)的任務(wù)：比如正反向量子化，運動補償，可變長度的編解碼，比特流的產(chǎn)生，系統(tǒng)

43、的控制和輸入/輸出。以一些MPEG-4剖析為特色以上下文為基礎(chǔ)的功能在設(shè)計時沒有考慮進去，所以我們將各種大小的可以在幀間，內(nèi)部，雙向編碼的幀作為參考。推薦精選在一個高層次對整個系統(tǒng)進行C描述，剖面分析表明一個可能的軟硬件系統(tǒng)劃分要將功能損耗，彎曲靈活性和線路復雜性作為主要的功能開銷。根據(jù)成本計算法計算的關(guān)于普通目的的RISC(精簡指令系統(tǒng)統(tǒng)計計算機)和CISC(復雜指令計算機)微結(jié)構(gòu)的C編碼的剖析數(shù)據(jù)已經(jīng)收集出來了。計算出的結(jié)果表明其正比于能量損耗而且結(jié)果可以用于工作性能和低功率的設(shè)計。圖表1說明了不同功能分別占得比例。像Refs.5.13所希望的那樣，最壞的情況就是當系統(tǒng)處于編譯碼模式時。綜

44、上，從計算機功率方面來說，最要緊的任務(wù)是運動估計，因為對于一個專有的VISL安裝來說它代表了最好的后備方案。運動估計對于硬件問題的解決也是一個很好的選擇，因為它是一個低靈活性的編譯碼器必須的功能。剩下的編譯碼任務(wù)最合適的解決方案是可編程的引擎的軟件安裝。當進行正確的算法最優(yōu)化（比如以著名的Chen14算法和定點運算為基礎(chǔ)的快速安裝）和手工編碼提煉之后，軟件任務(wù)所必須的功率計算可以將低損耗的ARM9微處理器作為技術(shù)支持。對于0.18um的CMOS(互補型金屬氧化物半導體)技術(shù)，在功率損耗峰值為0.8mw/MHz的系統(tǒng)中當頻率是200MHz時這個微處理器可以提供高達220MIPS(每秒百萬指令)。

45、功率統(tǒng)計時將ARM9TDMI編碼加上相關(guān)指令的貢獻，超高速數(shù)據(jù)緩存器，存儲器管理單元都考慮進去了。要注意的是在文獻6-10中提到的一些混合型構(gòu)造對于DCT和IDCT的專用硬件安裝來說其特征是用于克服采用微處理器來編程所引起的功率容量問題或者減少能量損耗。例如：對于QCIF視頻圖像來說，一種只有幾mw功率損耗的DCT/IDCT VLSI協(xié)處理器已經(jīng)被文獻16的作者提出。在系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，對于DCT和IDCT任務(wù)我們采用軟件安裝除了上述原因之外，還有以下幾點主要原因：（推薦精選i）挑選出來的處理器引擎在真正的時間限制下可以支持所有的軟件任務(wù)。（ii）整個系統(tǒng)的功率損耗估計可以低于300mw。（i

46、ii）設(shè)計的劃分可以增加系統(tǒng)的靈活性和復用性。它對于17-20新編碼算法也同樣適用。這些新算法中DCT/IDCT任務(wù)被取消或者被Walsh-Hadamard transform(沃爾什-哈達瑪變換)，Karhunen-Loeve transform（卡南-洛維變換），Wavelet（微波）所取代。概括來說，在圖1中，已經(jīng)標明了編譯碼的功能組織的探索和剖析結(jié)果，一個RISC微處理器和一個專用的加速器可以解決軟硬件關(guān)于算法的問題。兩個代理之間的互聯(lián)通信（比如軟硬件之間）可以在合適的緩沖層次來解決。通過這個方法，一個節(jié)能的存儲器組成數(shù)據(jù)重用開發(fā)已經(jīng)得以實現(xiàn)。一個DMA(直接存儲器存取)可以讓處理幀存

47、儲器，緩沖區(qū)分級體系和I/O接口之間所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的處理器的性能達到最優(yōu)。值得注意的是我們所總結(jié)的系統(tǒng)劃分與文獻2,6-8中所寫的是一致的。它以專用硬件過程加強的類RISC引擎為基礎(chǔ)，因此，下一章所提到節(jié)能技術(shù)（分別在3和4節(jié)的運動估計快速預算和分級存儲器設(shè)計）可以應(yīng)用于任何低比特率低功率的視頻編碼過程。3.運動評估器執(zhí)行ME一個直接的技術(shù)是全搜索塊匹配（FS）2,5,21-23: 一個視頻序列的當前幀被分成不重疊的N*N個參考試塊，對于它們中的每一個，先前幀的一個區(qū)塊（候選區(qū)塊），被一個運動矢量（MV）定位,，在一個合適的搜索區(qū)域根據(jù)價值函數(shù)的絕對差（SAD）的總和竭盡全力搜索到最好的搭配。

48、如果a（i，j）和b（i，j）分別表示參考區(qū)塊和候選區(qū)塊的像素，m和n是MV的坐標，SAD將被定義為SAD（m，n）=， （1）推薦精選其中 pvmpv-1 ，-phnph-1，通常ph=pv=p=16，N=16。這個失真被用來計算搜索框內(nèi)所有4p2個可能位置的候選區(qū)塊。這個區(qū)塊符合最小失真（SADmin）被用來預測，它的MV表示為MV=(m,n)|SADmin 其中SADmin=SAD(m,n) (2)這種詳盡的方法使得在給定壓縮因子下獲得最佳情況，即在信噪比方面獲得峰值，但需要高計算量和數(shù)據(jù)帶寬。為了減少FS的復雜性，幾種不同的塊匹配算法已經(jīng)被提出，在具有技術(shù)發(fā)展水平的單片機的視頻編碼方案

49、上被施行。它們都以候選區(qū)塊數(shù)量的減少或者以用于研究候選區(qū)塊的像素數(shù)量的減少為基礎(chǔ)，如三步搜索（TSS）、四步搜索、分層搜索、交叉搜索、2D樹搜素，像素二階段抽樣，減小的像素分辨率，統(tǒng)一向中間聚集的P搜索（DCPUS）和快搜索（FAST）5,21-26。為了繼續(xù)減少功率消耗這些算法可以與一個合適的時鐘門控電路策略相結(jié)合。當有一部分SAD超過現(xiàn)有的SAD過程被結(jié)束，因為它再也不可能被選為最小的失真值。不幸的是，采用這些ME算法雖然使得計算復雜度降低但會導致比特率的升高，一旦有持續(xù)的比特率傳輸，編碼圖像的質(zhì)量將會下降。為了克服FS的復雜性并考慮到低比特率的應(yīng)用需保持同樣的編碼效率，我們提出一個快速的

50、預測性的時空算法。它利用運動場的過去態(tài)去預測現(xiàn)在的狀態(tài)。實際上,在一個典型的視頻序列，特別是在一個低比特率的編碼中，運動場是通常從幀到幀緩慢地變化（時間相關(guān)），屬于一個場景內(nèi)同一個物體的區(qū)塊表現(xiàn)出同樣的運動（空間相關(guān)）。利用這種相關(guān)性，根據(jù)使SAD價值函數(shù)取最小值（預測階段），一個給定的區(qū)塊的MV可以從四個初始的候選的MV中被預測出來，分別為空間相鄰的兩個和時間相鄰的兩個。繼續(xù)減小剩余的評估差錯，細化階段緊接著初始預測階段在中心點為預測階段冠軍所指示的位置的網(wǎng)格上，以下簡稱V0，由交叉方向的四個點和對角線的四個點組成。為達到半像素分辨率，交叉方向的點離中心有1/2像素距離，而對角線方向的點為1

51、或3個像素距離。網(wǎng)格角落點大小的選擇根據(jù)以下原則：如果SAD（V0）比特有的閾值大，這表明V0可能是一個差的預測器，所以必須擴大搜索的區(qū)域。由于這種情況特別容易在場景切換和運動發(fā)生突然變化時發(fā)生，網(wǎng)格放大使得真實的運動場能快速地恢復。圖2給出了提出的算法的一個例子。我們也考慮到價值函數(shù)的計算用一個空矢量，其總的復雜性為每個16*16圖像處理僅僅只有13 SAD推薦精選評估代替用典型值p=16和半像素分辨率的1032 SAD評估。值得提醒的是采用空矢量的SAD可以通過減小合適的閾值以提高編碼效率（靜態(tài)優(yōu)先選擇，參考Ref.22）。初始預測器的特殊系列，閾值和細微格點的形狀已經(jīng)被選為最好的交易計算機節(jié)?。ū４妫┖瓦\轉(zhuǎn)損耗。驅(qū)動思想是當產(chǎn)生一個合理的視頻質(zhì)量盡可能大的減小MV的數(shù)值。在第5部分會有詳細的介紹，一份詳盡的測試計劃在FPGA基礎(chǔ)上編碼解碼仿真器已經(jīng)被證實使提議的ME算法的強度實現(xiàn)。FS技術(shù)得到相同高的視頻壓縮質(zhì)量勝過其