全交叉互连的模拟实现

采用互连矩阵对全交叉网络的互连函数进行了模拟计算,计算结果与实验吻合。从而为验证光学全交叉网络的实验结果以及模拟实现全交叉网络的互连函数提供了理论依据。     

64×64全交叉互连函数的光学实现

光互连全交叉网络在巨型计算机和光子交换网络系统等领域具有十分重要的潜在应用。本文在自行设计研制成功棱镜光栅和６５×６５大列阵Ｄａｍｍａｎｎ光栅的基础上，运用自由空间光学互连技术实现了６４×６４全交叉网络的互连函数。采用互连矩阵对输出图样进行了计算，结果与实验吻合。     

实现交叉光互连的全息元件的研究

光学互连与电互连相比,具有并行处理、传输速度快、信息容量大、空间频带宽、串音小和能量损耗低等优点,因此在光计算和信息处理领域中成为越来越吸引人的课题[1~4].在光信息处理中,光互连在实行多种函数及变换过程中具有重要的地位[5].在数字光计算中,光互连可实行多种算法和构造,其中自由空间规则光互连如全混洗(perfect shuffle)光互连、交叉(crossover)光互连及蝶(butterfly)光互连已得到广泛研究和应用[6~8].     

利用硅波导实现全混洗变换研究

根据全混洗(perfect shuffle)变换的特点,利用SOI材料(silicon-on-insulator)设计硅波导,在片上实现4 4和8 8全混洗变换;对波导设计参数包括:宽度、间距和交叉角度等进行讨论和优化,得到最佳的设计参数;模拟仿真得到8 8全混洗变换的传输特点,并对传输效率和串扰进行讨论;实验结果表明片上光波导能够有效的实现全混洗变换,具有插入损耗低和串扰低等特点,在光通信和光互连领域具有一定的应用。     

基于软光刻的片间光学互连线路

设计并试制了由软光刻法转印,可敷设在印刷电路板上用于芯片间互连的光学互连线路。提出了一种新颖的端口耦合结构,并发现在耦合适配段长度与接收窗口的长度比值为12∶1时耦合效率最佳,且该耦合结构有效降低了对安装精度的要求;分析了该光学互连线路在交叉布线时的基本准则,获得对于不同横截面矩形波导结构在交叉布线时呈现的串扰与交叉角度的相关性,并发现在强束缚下交叉角度大于54°的交叉结构都能达到低串扰(小于-30 dB)。采用软光刻技术制作了上述高聚物波导光学互连线路元件,实验测量结果与设计数据符合较好。与传统的光刻或激光直写技术相比,软光刻转印具有制作简单,易于实现高聚物三维结构的大批量高精度复制。     

光学全混洗网络互连函数的矩阵描述及其应用

采用自由空间光学互连技术实现的全混洗网络是数字光计算系统的基本互连网络,本文针对全混洗互连函数现有描述方法的不足,引入了描述全混洗互连函数的互连矩阵,并给出了全混洗网络互连矩阵的具体形式,为模拟或验证全混洗网络实验结果提供了理论依据。     

光互连Omega网络与全交叉网络拓扑等价的多样性

本文对互连网络拓朴等价的分析方法作了简单评述,并采用互连网络拓朴等价的图分析法分析了自由空间光学互连Omega网络与全交叉网络的拓朴等价及其多样性,拓展了Omega网络在通信交换、数字光计算以及并行多处理机系统的潜在应用。     

光学全息方法实现2＊2自由空间交叉光互连

采用光学全息的方法制备互连元件（布喇格衍射型体积相位光栅）。当光束垂直入射该光栅时,只有0级透射光和＋1级衍射光,可以较容易地得到直连、交叉光束,实现2＊2交叉互连。     

全混洗交换Omega互连网络的光学实现

本文提出了一种由左、右全混洗和空间光开关列阵组成的等效Omega网络;成功地设计了一种实现全混洗互连的低损耗,等程的光学组合棱镜.由两块光学组合棱镜和空间光开关列阵组合成的光学系统实现了全混洗交换光学互连网络,该光学互连网络已在实验中得到了证实.     

一种新型的光电混合多项式求值并行处理系统

本文提出了一种新型的并行求解多项式值的光电混合数字计算系统。系统中,我们采用了一种新的自由空间互连网络:逆全混洗互连,并用一特殊的组合棱镜和向列型液晶空间光调制器配合,在光学上实现了逆全混洗互连。     

移动机器人SLAM问题的研究

针对移动机器人同时定位与地图创建(SLAM)的问题,就扩展卡尔曼(EKF)算法所存在的缺陷,提出了一种改进的EKF-SLAM算法。它在扩展卡尔曼(EKF)算法上采用Rao-Blackwellise的分解思想-分解估计构架,将SLAM问题分解为路径估计和地图估计两个问题。实验表明,提出的算法大大降低了计算复杂度,提高了准确性,为在比较复杂环境下实时解决移动机器人同时定位与地图创建(SLAM)的问题提供了一种有效方法。     

LS算法在亚毫米波付里时变换谱中的应用

本文介绍自回归谱分析法的另一种算法-前后向最小二乘法(LS算法)在亚毫米波付里叶变换谱中的应用。LS法比最大熵谱法(Burg法)具有更高的分辨率,而且可以避免谱线的分裂和减少谱线的偏移,从而得到更精确的结果。本文还着重讨论了光谱的窗口宽度和噪声对分辨率的影响     

光互连中二元计算全息算法的研究

二元计算全息(BCGH)是光学信息处理中一个重要元件,其在动态光互连中被广泛使用.为了更好地在光互连中应用BCGH,本文设计改进了二元计算全息的选代算法,比较了几种内能函数下的迭代算法所设计的BCGH,对其象质的不同指标进行了分析.结果表明,用迭代搜索算法是光互连应用中设计BCGH的一种较理想算法.     

定常不可压Navier-Stokes型方程的非线性Galerkin有限元算法的收敛性

给出数值求解二维定常不可压Navier-Stokes型方程的非线性Galerkin有限元算法,并分析了数值解的正则性和收敛性,当粗网格参数H和细网格参数h满足关系式H=O(h^1/2)时,该算法具有和Galerkin有限元算法同阶的收敛精度,然而在计算上比Galerkin有限元算法更为简单,可以节省可观的计算量.最后给出了数值试验,验证了上述结果。     

DESIGNING A DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENT FOR CONTROLLING THE BEAM PROFILE IN A THREE-DIMENSIONAL SPACE USING THE SIMULATED ANNEALING ALGORITHM

We have designed a spatially quantized diffractive optical element (DOE) for controlling the beam profile in a three-dimensional space with the help of the simulated annealing (SA) algorithm. In this paper, we investigate the annealing schedule and the neighbourhood which are the deterministic parameters of the process that warrant the quality of the SA algorithm. The algorithm is employed to solve the discrete stochastic optimization problem of the design of a DOE. The objective function which constrains the optimization is also studied. The computed results demonstrate that the procedure of the algorithm converges stably to an optimal solution close to the global optimum with an acceptable computing time. The results meet the design requirement well and are applicable.     

非弹性核反应对质子束能量沉积的影响

提出了一种比较精确且又省时的质子穿透的解析算法,并给出了考虑核反应后50—250MeV质子在水中的能量沉积,与Monte-Carlo方法的结果进行了比较.结果表明:1)非弹性核反应对质子的能量沉积有明显的影响,特别是对较高能量的质子束入射情况;2)该方法计算效率比Monte Carlo方法高百倍以上.因此,本文方法解决了质子能量沉积计算中效率和精度之间的矛盾,有可能在质子束放射治疗中得到实际应用. 关键词： 质子能量沉积 核反应 截面     

RS/6000机群系统中分子动力学并行算法的研究

在IBM　RS/6000工作站组成的机群系统和PVM（并行虚拟机）并行环境中,用消息传递机制方式和C++语言实现了微正则系综（NVE）的分子动力学并行计算程序,并对不同分子数（256～108000）组成的Lennard-jones理想流体进行了模拟研究。结果表明,在小型机群系统中,原子分解法具有理想的加速比,考虑到区域分解法的适用范围有限且实现困难,困此认为原子分解法是小型机群系统进行分子动力学并行模拟计算的理想选择。     

IFS吸引子的计算机模拟

阐述了迭代函数系(Iterated Function System,用IFS表示)理论及确定性算法。利用计算机对某一IFS的分形吸引子进行模拟,讨论了当参数变化时吸引子的变化规律;根据IFS的分维数定理,求出某些吸引子的分维数。     

二电子系列关联能的并行计算

用组态相互作用方法计算了二电子体系电子关联能,为了获得高精度的结果往往需要巨大的计算量,以往单个处理器上的串行计算通常存在着机时长,内存不够的严重困难,为此采用并行分块消去迭地,同时在多个处理器上并行计算,得到了了基态关联能。     

相控阵超声热疗场共轭直接合成的模式优化研究

对多阵元超声热疗声场进行模式优化研究.在对空间声场提出合理的优化目标函数后,提出了两种优化算法进行全局寻优:一种是遗传算法构造的声场模式控制算法;另一种是特征向量算法.用遗传算法和特征向量算法对声场控制模式控制的仿真研究表明:能达到声场控制模式优化的目标,而遗传算法比特征向量算法具有更多特征优势. 关键词： 优化 遗传算法 超声相控阵 热疗