Integrated MMI Optical Couplers and Optical Switches in Silicon-on-Insulator Technology

Integrated multimode interference (MMI) coupler based on silicon-on-insulator(SOI) has been becoming a kind of more and more attractive device in optical systems. SiO2thin cladding layers (＜1.0 μm) can be usedin SOI waveguide due to the large index step be-tween Si and SiO2, making them compatible with VLSI technology. The design and fabrica-tion of MMI optical couplers and optical switches in SOI technology are presented in thepa-per. We demonstrated the switching time of 2 × 2 MMI-MZI thermo-optical switch is less than 20 μs:

风光互补发电系统的优化设计II匹配设计实例

根据风光互补发电系统优化设计的CAD方法编制了相应的匹配计算程序，并把该程序应用于一假定安装在香港横澜岛上的风光互补发电系统的优化设计。利用香港天文台提供的1989年全年每小时实测的太阳辐射、风速和温度 及全年负载用电分布等数据给出了满足两种供电可靠性要求即全年功率供给亏欠率LPSP分别等于0.1和0.01的优化了的系统配置。文章还比较并讨论了这两种优化的系统配置每小时、每日、每月和全年的性能表现。

IC测试系统精密定时器的新结构

讨论了一种适合于VLSI的精密定时子系统的新结构。该结构将定时计数器分为高速和低速两部分，低速部分采用存储器代替分散的寄存器，既有利于集成，又降低了系统的成本。同时，新的精密定时子系统还解决了定时中不完整周期的问题。

MMI optical couplers and switches with SOI technology

MMI (multimode interference) coupler, modulator and switch based on SOI (silicon- on-insulator) have been become more and more attractive in optical systems since they show important performances. SiO2 thin cladding layers (<1.0mum) can be used in SOI waveguide due to the large index step between Si and SiO2, making them compatible with the VLSI technology. The design and fabrication of multimode interference (MMI) optical coupler, modulator and switche in SOI technology are presented in the paper. The results demonstrated that the modulator has an extinction ratio of -11.0dB and excess loss of -2.5dB, while the optical switch has a crosstalk of -12.5dB and responding time of less than 20 mus.

Integrated MMI optical couplers and optical switches in Silicon-on-insulator technology

Integrated multimode interference coupler based on silicon-on-insulator has been become a kind of more and more attractive device in optical systems. Thin cladding layers (<1.0mum) can be used in SOI waveguide due to the large index step between Si and SiO2, making them compatible with the VLSI technology. Here we demonstrate the design and fabrication of multimode interference (MMI) optical couplers and optical switches in SOI technology.

16-channel 0.35 mu m CMOS/VCSEL optoelectronic devices

We report some investigations on vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) arrays and VCSEL based optoelectronic smart photonic multiple chip modules (MCM), consisting of 1 x 16 vertical cavity surface emitting laser array and 16-channel lasers driver 0.35 mum CMOS circuit. The hybrid integrated multiple chip modules based on VCSEL operate at more than 2GHz in -3dB frequency bandwidth.

VCSEL based optoelectronic multiple chip modules

We report on optoelectronic multiple chip modules, consisting of vertical cavity surface emitting laser(VCSEL), photodetector and 1.2 mum CMOS electronic circuit, The hybrid integrated components operate at a date rate of 155Mb/s, which could be used in optical interconnects for multiple computers.

Integrated multimode interference couplers in silicon-on insulator

Silicon-on insulator (SOI) is an attractive platform for the fabrication of optoelectronic integrated circuit. Thin cladding layers (< 1.0m) can be used in SOI waveguide due to the large index step between Si and SiO2, making them compatible with the VLSI technology. Here we demonstrate the fabrication of 1 x 4 and 2 x 2 multimode interference (MMI) coupler based on SOI technology. Performances of the devices are analyzed. The minimum excess loss of the devices is about 1.8dB. The devices show uniform power distribution.

Multiple quantum well self electro-optic effect devices for optoelectronic smart pixels

The investigations on GaAs/AlGaAs multiple quantum well self electro-optic effect device (SEED) arrays for optoelectronic smart pixels are reported. The hybrid integration of GaAs/AlGaAs multiple quantum well devices flip-chip bonding directly over 1 mu m silicon CMOS circuits are demonstrated. The GaAs/AlGaAs multiple quantum well devices are designed for 850nm operation. The measurement results under applied biases show the good optoelectronic characteristics of elements in SEED arrays. The 4x4 optoelectronic crossbar structure consisting of hybrid CMOS-SEED smart pixels have been designed, which could be potentially used in optical interconnects for multiple processors.

并行最优路径算法及K优路径算法研究

最优路径问题是计算机科学、运筹学、工程设计等领域很多问题的基础。它的应用包括网络路由、电路设计、交通运输、机器人运动规划、事务调度中关键路径的计算以及VLSI设计等。同时，它也为很多最优化问题提供了解决框架，如背包问题、分子生物学中的序列比对、内接多边形的构造和长度受限的霍夫曼编码等都可以转化成最优路径问题进行求解。 求解网络中最优路径的方法可以分为两大类。一种是标号设定算法（label setting ,LS）,另一种是标号改变算法（label correcting ,LC）。由于网络路径算法的应用越来越强调动态性和及时性，使得高效求解最优路径问题变得越来越重要。在这里，我们利用一种高效的网络划分方法，实现了基于网络划分的LS/LC并行算法。实验结果表明，基于这种网络划分的并行算法对于求解最优路径有很好的加速比和扩展比。 在许多更加复杂的应用中，不仅要求计算出最优路径，而且要求给出前K优路径。K优路径是长期研究的泛化最优路径问题，即不但要求得到最优路径，还要得到次短、再次短等路径。 节点s到节点t的K优路径问题可以分为两大类：一类是求解K优非简单路径，即得到的路径可以包含环路；另一类是求解K优简单路径，即路径是简单通路，不包含环路。经过大量学者的研究，求解K优非简单路径相对容易。Fox 于1975年提出了复杂度为O(m+nlogn) 的求解K优非简单路径的算法，最近， Eppstein于1998年给出了一种优化的求解K优非简单路径的算法，时间复杂度达到了O(m+nlogn+k) ，基本上达到了理论下限。 在2000年对E 的算法进行并行化，时间复杂度为 。求解K优简单路径已被证明是更为具有挑战性，这个问题最先由Hofman和Pavley 在1957年进行开始研究，但几乎所有试图解决该问题的算法时间复杂度都达到指数时间。众所周知，Yen提出了一结果比较好的算法，利用现代的数据结构达到O(kn(n+nlogn)) 时间复杂度。John Hershberger于2007年给出了一个新的求K优路径的算法，该算法基于有效率的替代路径算法,相对于以前的替代路径算法，其加速比可达到O(n) 。在本文中，我们基于John Hershberger给出的K优路径算法，尝试给出其并行的方法，并在SMP的高性能计算机上进行了测试。 关键词 并行算法、最优路径、K优路径、网络划分

笔式服装工艺设计系统的研究与实现

为了满足服装CAD的领域需求,提高服装工艺设计的效率,采用笔式用户界面进行草图勾画与知识编辑,通过对用户设计意图的隐式理解,利用几何约束求解技术,设计并实现了面向非计算机专业用户的基于笔交互的服装工艺设计系统.该系统与传统CAD软件相比改善了人机交互的方式,降低了用户的认知负担,提高了设计效率.

基于知识重用的针织服装工艺快速设计系统

目前针织服装设计领域面临着日益加剧的市场竞争，传统的基于手工设计的研发模式已不能适应当前多品种、小批量、交货期短的市场需求。传统的计算机辅助设计软件（Computer Aided Design, 简称CAD）在服装行业得到广泛应用，但效果与期望值相差较远。传统设计软件多关注于设计结果的表达与重用，对于设计过程中的计算知识重用机制缺乏有效的支持；另外这些设计软件大多基于传统的WIMP范式的菜单或命令行交互方式，不符合人们用纸笔勾画的习惯，不利于计算机操作水平普遍较低的服装行业从业人员的使用。本文拟基于知识重用的设计思想，将笔交互技术引入到传统针织服装工艺设计过程中，设计并实现一个基于知识重用的针织服装工艺快速设计系统，进而提高服装设计的效率。 论文主要研究内容包括： （1）通过分析传统针织服装工艺设计过程特点，提出了基于知识重用的针织服装工艺快速设计过程模型，并分析了该过程模型的特点，建立了系统业务流程和系统框架； （2）针对设计案例形状知识的重用，研究了形状知识的表达和提取方法，针对典型款式的针织服装设计，提出了设计轮廓图的实例化算法实现了尺寸驱动功能，提出了基于草图相似度的设计案例推荐技术，该推荐技术分别采用特征点匹配和形状匹配实现了设计案例的推荐； （3）针对设计案例计算知识的重用，研究了计算知识的表达方法，设计了面向计算知识编辑的基于手势的笔式用户界面，改进了传统Radial布局算法对计算知识进行可视化呈现，以辅助设计者对计算知识的理解和编辑； （4）在上述研究的基础上，设计并实现了一个基于知识重用的针织服装工艺快速设计系统，经过实验评估，该系统相比于传统的CAD软件能显著提高设计效率。

基于实物界面的虚拟装配

虚拟装配技术能够有效的提高产品生产效率，降低成本。目前虚拟装 配技术已经成为各高校和研究所的重点研究方向之一。在传统的虚拟装配 程序中，用户与计算机通常是通过GUI 界面的 CAD 软件，或者是带有数据 手套和跟踪器的虚拟现实系统与计算机进行交互。而这些交互手段都存在 着自身的不足，例如 CAD软件的交互不自然，学习难度大，而虚拟手缺乏 对零件抓取的真实感受，对零件的姿态调整难以控制等等。而实物用户界 面的出现很好的解决了这个问题，通过它可以将现实世界中的实物对象和 虚拟模型建立关联，用户通过操作实物标记控制虚拟零件模型，不仅可以 使用户自由的控制虚拟零件的姿态，而且具有比较高的切实感，此外这种 虚拟装配方式还克服了传统 CAD 软件界面复杂学习困难的缺点，能让用户 在短时间内掌握系统的使用，是一种新颖的虚拟装配方式。 本文基于增强现实技术，将实物用户界面应用到虚拟装配系统中，在 单摄像头的条件下，将虚拟零件模型加载至实物标记上，用户通过操作实 物标记来控制虚拟模型，完成装配过程。相比于传统的虚拟装配交互方式， 增强了用户操作的切实感。根据装配任务需求设计了 4 类实物标记，在满 足虚拟装配任务需求的前提下大大降低了用户的认知负担。并且提出了 3 种交互技术，包括单手遮挡与接近性原理，匹配约束信息提示与判定，以 及视点控制等，结合碰撞检测技术来实现精确而又自然的虚拟装配。

高性能全流水线可控参数JPEG-LS编码器实现

提出了一种高性能的JPEG-LS无损/近无损图像压缩算法VLSI实现结构.通过对JPEG-LS算法瓶颈的分析,针对算法中不利于流水线实现的场景缓存部分,采用了一种信号量集机制避免流水线等待.全流水线结构保证了算法实现可以满足高速图像传感器系统的吞吐量需求.同时通过高度参数化的设计,系统可以动态调整和优化算法参数,使压缩效果和效率适应不同的运行环境.算法在FPGA平台通过验证,并得到了接近甚至超过其他A-SIC实现的性能.

Direct tris(2,2 '-bipyridyl)ruthenium(II) electrochemiluminescence detection of polyamines separated by capillary electrophoresis

Capillary electrophoresis (CE) with tris(2,2'-bipyridyl) ruthenium (II) (Ru(bpy)(3)(2+)) electrochemiluminescence (ECL) detection technique was developed for the analysis of four polyamines (putrescine (Put), cadaverine (Cad), spermidine (Spd), and spermine (Spm)) analysis. The four polyamines contain different amine groups, which have different ECL activity. There are several parameters which influence the resolution and ECL peak intensities, including the buffer pH and concentrations, separation voltage, sample injection, electrode materials, and Ru(bpy)(3)(2+) concentrations. Polyamines are separated by capillary zone electrophoresis in an uncoated fused-silica capillary (50 cm x 25 mum (ID) filled with acidic phosphate buffer (200 mmol/L phosphate, pH 2.0) - 1 mol/L phosphoric acid (9:1 v/v) and a separation voltage of 5 kV (25 muA), with end-column Ru(bpy)(3)(2+) ECL detection. A 5 mmol/L Ru(bpy)(3)(2+) solution plus 200 mmol/L phosphate buffer (pH 11.0) is added into the reagent reservoir. The calibration curve is linear over a concentration range of two or three orders of magnitude for the polyamines. The analysis time is less than 25 min. Detection limits for Put and Cad are 1.9 x 10(-7) mol/L and 7.6 x 10(-9) mol/L for Spd and Spm, respectively.