多阶游程长度受限编码的光盘读出信号

多阶游程长度受限(ML-RLL)编码可以在保持原有记录符尺寸和记录单元数量的情况下将CD光盘存储容量提高2.4倍。借助标量衍射理论建立了多阶游程长度受限记录符的计算模型,对采用多阶游程长度受限编码的CD光盘的读出信号进行了仿真分析。结果表明,记录坑长度的变化对读出信号幅值影响较小,有利于将记录坑长度和记录坑的宽度两个参数进行分离检测,但在3T长度、不同宽度的记录坑相连的情况下,从读出信号中很难分辨出记录符的分界位置。     

基于光纤传感的核信号读出方法中的调制驱动模块设计和实现

基于光相位调制的核信号读出方法将探测器信号调制进光纤中，并使用光纤作为模拟信号的传输介质。在该读出方案中，调制驱动模块负责载波信号的产生及放大，是该方案读出电子学系统的重要组成部分。为了产生低相位噪声，幅度大且幅度可调的载波信号，本工作提出了基于锁相环的载波产生电路和基于MMIC射频放大器的载波放大电路的设计方案，该方案结构简单，尺寸小，性能优异。对载波产生电路使用了ADIsimPLL仿真软件进行了环路滤波器的设计和仿真，同时也对载波放大电路使用ADS仿真软件进行了设计和仿真，并在实验室条件下进行了测试。测试结果表明，输出26 dBm载波信号相位噪声好于–110 dBc/Hz@100 kHz，能够用于信号解调。     

波形调制多阶光盘的自适应阶次检测

波形调制多阶的时钟恢复后的读出信号跟符号序列没有对应关系,部分响应最大似然(PRML)检测不能直接使用。提出了一种基于最小欧氏距离的自适应阶次检测方法,该方法用实际波形与标准波形的欧氏距离作为阶次检测的依据。自适应调整能让设定的标准波形值向实际波形接近。保护机制能防止设定的标准波形严重偏离真实值。实验结果表明,在不调整参数的情况下,该检测方法能对不同批次盘片获得相当的阶次错误率——2×10~(-4)以下。该方法对缺陷盘片也有很好的适应性。使用该检测方法的播放系统实现了高清视频的连续稳定播放。     

超分辨近场结构光盘的传统以及差分读出方法研究

利用标量衍射理论和角谱方法,针对超分辨近场结构光盘存储系统建立了简单物理模型,并提出了超分辨近场结构光盘的读出信号仿真计算方法.通过对比实际测试信号与模拟信号,证明了该读出信号计算方法的可行性.此外,针对超分辨掩膜层对不同功率入射激光响应不同的特性,分别分析了单轨道和三轨道记录符在高、低功率两束激光读出下的差分信号.数...     

染料聚合物工艺母盘刻录坑形对读出信号调制幅度的影响分析

与光刻胶工艺相比,染料聚合物工艺母盘刻录的光盘坑形有很大区别。在已知文献中对坑点形貌与读出信号关系的研究结果已不再有效。使用基于角谱分解的衍射理论,利用原子力显微镜得到的坑形,对两种工艺光盘的调制幅度参数进行了仿真。仿真结果表明,对染料聚合物工艺而言,在较小的深度和宽度下能获得与光刻胶工艺光盘相当的调制幅度。对实际光盘几何尺寸和电信号参数的测试结果证明了仿真结果的正确性。     

读出效率对光与原子纠缠产生的影响

在光与原子纠缠态产生中,自旋波读出效率是影响纠缠质量的一个重要因素.本文在实验和理论上研究了读出效率与纠缠质量(Bell参量)的关系.实验上利用~(87)Rb冷原子系综中的自发Raman散射过程产生了光与原子量子纠缠.通过改变读光功率或OD (光学厚度),实现了读出效率的变化.在此基础上,研究了光与原子纠缠质量(Bell参量)随读出效率变化的关系.该实验将为高保真度的光与原子纠缠产生提供帮助.     

基于高阶受激布里渊散射的高频微波信号产生技术

对受激布里渊散射(SBS)信号产生的过程及原理进行了分析,提出了一种利用环腔多次放大产生多级布里渊散射信号的方法,并通过实验产生了较为稳定的1～6阶散射信号。在此基础上,提出了一种利用环腔所产生的四阶布里渊散射信号对经马赫-曾德尔调制器(MZM)调制产生的四阶边带信号进行选择放大,而后将被放大了的高阶边带信号与载波信号进行拍频,从而获得高频微波信号的简单方法。该方法仅需要一个掺铒光纤放大器(EDFA)就可以产生高达n(1≤n≤6)倍于11GHz的微波信号,具有器件成本低、倍频效率高的优点。仿真和实验结果证实该方法是可行的。     

Back-n波形数字化模块的数据实时读出方法

Back-n是中国散裂中子源（CSNS）的反角中子束线,适用于精密核数据的测量。该装置的谱仪读出电子学采用共性化设计方法,利用高速波形数字化技术精密采集探测器输出信号波形。为完成对两通道、1 GSps,12 bit采样数据的读出和板载外设的控制,可以使用一种基于FPGA的高速数据实时读出方法。该方法不仅实现了数据接收、缓存上传等通用需求,还通过软件配置满足了实时触发处理等针对特定物理实验的特性需求。此外,FPGA的灵活使通过固件更新支持新实验或添加新功能成为可能。测试结果表明,该方法能够适应Back-n波形数字化模块高速数据读出的需求,峰值处理能力可达24 Gbps,符合物理实验需求。目前,基于实时读出方法实现的波形数字化模块已完成中子源谱仪实验现场的安装,工作稳定。Back-n is a back-streaming beam line at China Spallation Neutron Source, which is suitable for measure nuclear data precisely. The readout electronics of the spectrometers at this facility adopts general-propose design method, using high-speed waveform digitizing technology to record the detector output signal accurately. To read out two channels, 1 GSps, 12 bit sample data and control on-board devices, the real-time readout method of high-speed data based on FPGA technology can be considered. The method not only realizes the general requirements of the data upload, but also processes real-time triggers according to experiments via configuration. In addition, due to the flexibility of FPGAs, new experiments or new features can be supported through firmware updates. The test results show that the method is suitable for the high-speed data readout of field digitizing module at Back-n and peak capacity reaches up to 24 Gbps, which meets the requirements of the physical experiment. The field digitizing modules based on this method were installed at Back-n and work normally.     

新型四倍频光生毫米波矢量信号调制技术

提出一种基于双并联马赫-曾德尔调制器(MZM)的新型四倍频光生毫米波技术,并用于矢量信号调制。传统的四倍频调制技术,由于数据信号同时调制到+2,-2阶边带上,拍频检测后两个边带上数据信号会产生相位叠加,只适用于不归零码(NRZ)等强度调制格式。提出的矢量信号调制技术将数据信号调制在一个-1阶边带上,另一个+3阶边带不携带数据,在拍频检测后幅度和相位信息被正确保留。同时,四倍频模块降低了传输过程中对电和光器件的带宽需求。理论分析和仿真结果表明,通过此方法产生的携带在60GHz载波上的6.25×108 symbol/s的四相相移键控(QPSK)信号,经过20km单模光纤传输后,误差向量幅度(EVM)损耗可以忽略。     

基于等效弹性模量的微裂纹-超声波非线性作用多阶段模型

提出了一种基于等效弹性模量的微裂纹-超声波非线性作用多阶段模型.该模型将微裂纹微观层面的界面几何特征和宏观层面的界面相对运动统一为介观单元弹性模量的变化,利用等效弹性模量表征损伤区域的"应力-应变",然后利用分段函数来描述微裂纹-超声波非线性相互作用,最后通过有限元仿真对波动方程进行求解,验证了模型的有效性,获得了超声波在经过微裂纹后传播的非线性波动规律.仿真结果表明本文提出的模型相比于双线性刚度模型、接触面模型,能更好地体现一个谐波周期内超声波经过微裂纹损伤区域时波形会发生畸变.同时,仿真实验还分析了裂纹倾角、裂纹长度和超声波激励幅值对超声波经过微裂纹后产生的二次和三次谐波的幅值的影响.最后,对比分析了该模型的仿真计算结果与实验测试结果,表明本文提出的多阶段模型与实验测试均能较好地体现微裂纹-超声波非线性作用产生的二次谐波信号,且结果基本一致,验证了模型的有效性.该模型为开展超声波非线性效应定量检测微裂纹提供了一种新的仿真手段.     

Experiments of Multi-Level Read-Only Recording Using Readout Signal Wave-Shape Modulation

An innovative multilevel read-only recording method is proposed. In this method, a short pit/land is deliberately inserted to the original land/pit. This modifies the wave-shape of readout signM. Taking the wave-shape as the symbol of level detection, a signal wave-shape modulation （SWSM） multilevel method is realized. This method is carried out and validated on the DVD read-only manufacture and readout system. A capacity of 15 GB can be expected, and a bit error rate of 10-4 is achieved. The capacity can meet the demand of high definition movie publication. This method also provides a potential multi-level solution for other storage formats and systems.     

Polarization readout analysis for multilevel phase change recording by crystallization degree modulation

Four different states of Si15Sb85 and Ge2Sb2Te5 phase change memory thin films are obtained by crystallization degree modulation through laser initialization at different powers or annealing at different temperatures. The polarization characteristics of these two four-level phase change recording media are analyzed systematically. A simple and effective readout scheme is then proposed, and the readout signal is numerically simulated. The results show that a high-contrast polarization readout can be obtained in an extensive wavelength range for the four-level phase change recording media using common phase change materials. This study will help in-depth understanding of the physical mechanisms and provide technical approaches to multilevel phase change recording.     

Analysis of Optical Disk Readout Signal Deterioration Caused by Dust on the Substrate

A noise power spectrum estimation method is presented for optical disk readout signal influenced by dust on the substrate. The noise due to dust has been modeled using geometrical optics and assuming the Poisson distribution for the dust particles. The noise power spectrum consists of two components: one comes from the effect of individual dust particles passing across the light beam, and the other comes from the effect of overlapping area of a particle and the inverted image of another particle. The feasibility of a thin-substrate optical disk was studied using this model. Dust will not have a serious effect on the readout signal when a 0.6 mm-thick substrate is used in place of the conventional 1.2 mm-thick substrate.     

用于光盘分析的标量衍射理论综述

标量衍射理论是最早用于分析光盘读出光场的理论,它用标量函数描述光场,计算和理解读出过程比较简单。在只读光盘(CD及其兼容类)发展的过程中,它一直扮演着基础理论的角色。综述和比较了1970年以来的一些标量衍射理论,重点讨论了光盘信息符的模型及标量衍射分析方法等。对各种方法的优缺点作了评述,对如何定量描述标量衍射理论在分析高密度光盘方面的局限性问题提出了建议。     

超导量子干涉器件读出电路中匹配变压器的传输特性研究

在磁通调制超导量子干涉器件(SQUID)的读出电路中, 匹配变压器具有放大信号和阻抗匹配的功能, 是实现SQUID低噪声读出的关键元件. 利用模拟SQUID电路对匹配变压器进行性能测试, 研究了不同绕制匝数变压器的传输特性, 确定最佳绕制匝数比. 在变压器拾取SQUID电压信号的耦合网络中, 研究了不同电容对变压器传输特性的影响, 实现了变压器耦合网络参数的匹配和优化. 室温下匝数比为1:20的匹配变压器在匹配电容C=1μF时, 输出源电压增益为21.2, 带宽范围可达到210 kHz. 最后在基于磁通调制式DC SQUID读出电路中, 对匹配变压器的工作性能进行了评估与验证. 关键词： 超导量子干涉器件读出电路 匹配变压器 低噪声 传输特性     

A high dynamic range readout unit for a calorimeter

A high dynamic range readout system, consisting of a multi-dynode readout PMT and a VA32 chip, is presented. An LED system is set up to calibrate the relative gains between the dynodes, and the ADC counts per MIPs from dynode 7 are determined under cosmic-ray calibration. A dynamic range from 0.5 MIPs to 1×10⁵ MIPs is achieved.     

集成式光读出FPA红外成像系统设计

本文对读出原理、像差要求、图谱质量进行深入研究,进而对读出技术进行深度整合与简化,实现光读出FPA红外成像系统小型化、轻量化、集成化。首先,从FPA的热-机械效应出发,介绍了光读出FPA红外成像系统的工作原理;然后,针对通常采用的光读出FPA红外成像系统体积大、重量大、结构复杂缺陷,提出了高集成度的新型光读出系统;接着,在分析讨论读出光路像差容限、特点的基础上,对以异形棱镜为核心元件的光读出系统进行了具体的光学仿真设计;最后,设计了集光、机、电、软技术的集成式光读出FPA红外成像系统。对系统样机测试结果表明:在确保成像性能的前提下,光读出FPA红外成像系统的体积减小到175 mm×83 mm×105 mm。以异形棱镜为核心元件的光读出技术,在满足成像精度和灵敏度的前提下,可减小读出系统的复杂程度,有效降低了光读出FPA红外成像系统的体积和重量,从而促进光读出FPA成像系统的工业化应用。     

基于电子信号处理的四频激光陀螺信号读出研究

针对当前四频差动激光陀螺(DLG)读出系统结构复杂、易受温度影响等问题,对现有读出系统进行了改进,设计了使用电子信号处理代替光学信号处理来分离左、右旋陀螺信号的新型读出系统。通过对一个DLG同时使用新旧两套不同的读出系统进行测试,得到了相同的测试结果,表明电子信号处理和光学信号处理在分离左、右旋陀螺信号方面是等效的。在此基础上,首先使用模数转换器对DLG的光电转换信号进行采样,然后进行了数字信号处理,并研制出了全数字化读出系统。新型读出系统不使用四分之一波片和偏振片等光学元件,具有温度稳定性好、结构简单、全数字化等优点,有利于四频陀螺性能的提高和批量生产。     

Prototype of readout electronics for the LHAASO KM2A electromagnetic particle detectors

The KM2A(one kilometer square extensive air shower array) is the largest detector array in the LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory) project. The KM2 A consists of 5242 EDs(Electromagnetic particle Detectors) and 1221 MDs(Muon Detectors). The EDs are distributed and exposed in the wild. Two channels, anode and dynode, are employed for the PMT(photomultiplier tube) signal readout. The readout electronics designed in this paper aims at accurate charge and arrival time measurement of the PMT signals, which cover a large amplitude range from 20 P.E.(photoelectrons) to 2×10~5 P.E. By using a "trigger-less" architecture, we digitize signals close to the PMTs. All digitized data is transmitted to DAQ(Data Acquisition) via a simplified White Rabbit protocol.Compared with traditional high energy experiments, high precision of time measurement over such a large area and suppression of temperature effects in the wild become the key techniques. Experiments show that the design has fulfilled the requirements in this project.