实现D-J量子算法的物理方案

利用腔QED技术,我们在本文提出了两个物理方案用来实现最简单版本的Deutsch-Jozsa(D-J)量子算法.第一个方案是比较理想的方案,这个方案可以推广到多个量子比特输入的Deutsch-Jozsa量子算法.我们只需要通过实现控制-非门和一系列单个量子比特操作,就可以简单的实现该方案.我们在这个方案中详细地讨论了基于腔QED技术最简单版本的Deutsch-Jozsa量子算法的实现过程.另一个方案是不需要控制-非门的更简单的方案,但是这个方案仅仅适用于实现这种最简单版本的Deutsch-Jozsa量子算法,这个方案只需要实现单个量子比特操作即可.显然,该方案比第一个方案更简化.我们的这两个方案可能是实现量子计算机的一个重要环节.     

基于约瑟夫森电荷比特实现无bell测量未知GHZ态的隐形传态

提出了一个基于约瑟夫森电荷量子比特实现未知三粒子的GHZ态的方案。在这方案中,三对两粒子纠缠态作为量子通道。此外,不需要bell测量。以目前的技术,在该方案中所用到的设备都可以实现。     

基于非相干光反馈与注入的级联混沌系统研究

提出了基于延迟非相干光反馈与非相干光注入的级联混沌同步方案,与相干方案相比,该方案不需要频率完全匹配.数值研究结果表明,在其他参量匹配的情况下,发送机与接收机能实现完全同步.通过混沌键控方法,实现了信息的编码与解码.由于该级联方案具有非相干,宽带宽和多信息点传输的特点,所以在物理实现上很有吸引力,在全光中继通信方面也存在着很大的潜力.     

基于绝热捷径的两原子相位门设计

基于绝热捷径技术,我们提出了一个通过设计共振脉冲,仅用一个操作步骤便实现两原子相位门的理论方案。我们讨论了原子自发辐射和腔中光子泄漏对方案的影响,数值结果表明当前方案对上面的两种耗散效应和试验参数的误差都具有鲁棒性。此外,本方案所需的演化时间非常短并且在整个演化过程中都不需要额外引入复杂的脉冲。因此,这个方案在当前实验条件下是比较容易实现的。     

光折变LiNbO_3晶体中单光栅实现波长解复用方案

基于光折变LiNbO3晶体中体光栅的各向异性衍射特性,从理论上分析了利用单个体光栅实现波分解复用技术的方案.在此方案中,采用He-Ne激光束记录一个特定波数的光折变体光栅,就能够实现远程通信波长在1550 nm附近的波长解复用,理论上可以实现的解复用波段范围是从1400 nm到1650 nm.由于采用了各向异性衍射,衍射光和读取光的偏振方向互相正交,提高了信噪比;另外,方案中仅需记录单个光栅就可以实现波分复用,克服了多重光栅复用方案中记录时间复杂性的问题.     

基于步进啁啾光纤光栅的OCDMA频阈相位编码

本文提出了一种在步进啁啾光纤光栅实现OCDMA频阈相位编码的方案,该方案中引入了影射码,根据影射码在相应的子光栅之间加入相移以实现正确的编解码.该编解码器结构简单,数值模拟得到了好的相关输出.     

可变帧结构的PCM遥测帧同步器设计

针对传统帧同步器只能对固定帧格式的数据进行帧同步的缺点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的帧同步方案,用户可根据实际需求通过上位机软件配置帧长、帧同步字等参数,实现对不同帧结构的PCM遥测数据进行帧同步。该方案采用了参数可调的同步容错及前后方保护机制,提高了帧同步的可靠性和稳定性。给出了帧同步方案的工作原理,以及关键技术的实现方法,在实际应用中对其同步性能进行分析,测试结果表明该方案对不同帧结构的数据均可实现帧同步。     

通过四比特 态实现任意量子态的量子隐形传态方案

提出了一个将四比特|χ〉态作为量子通道实现任意单量子比特和两量子比特的量子态的隐形传送方案.该方案依赖于两个通信站点之间的纠缠.在这个方案里,我们给出了Alice的测量结果以及Bob进行的相应的幺正操作,计算结果表明,该隐形传送方案是完美的,也就是说它的成功概率可达到1.此外,该方案中用到的测量以及纠缠通道的制备在目前的技术下是完全可行的.因此,我们的方案有望在实验上实现.     

基于超导量子比特网络的Grover搜索算法实现方案

首先,提出了一个改进超导电路结构,此结构能实现任意两个量子比特的相互作用而非近邻作用,长程作用是实现量子计算所必需的,此结构能用目前的技术制作。其次,基于此结构提出了Grover搜索算法实现的物理方案。由于能实现任意两量子比特之间的控制相位门,所以多比特Grover搜索算法也能实现,以满足各种量子计算的需要。此方案是一个基于电流控制的超导电荷比特网络结构的可扩展及易实现的Grover搜索算法实现方案。     

基于TOAD的10Gb/s全光或门

基于太赫兹光非对称解复用器（TOAD），提出了一种全光或门的实现方案.从TOAD原理出发，从理论上证实了该方案实现全光或运算的可行性.在此基础上进行了实验研究，成功实现了10 Gb/s的全光或运算.实验采用1100和0110编码的两路数据信号，完全验证了或运算真值表中各种可能的情况，并显示出该方案对实现任意编码或伪随机码数据或运算的潜力.对SOA增益恢复时间对结果的影响提出了改进办法.最后分析表明,该方案具有实现超高速高消光比或运算的潜力.     

利用MC模拟研究MRPC性能

利用Monte Carlo方法模拟了多气隙电阻板室(MRPC)的气体雪崩和信号收集过程,通过模拟与实验数据的比较分析,研究了MRPC粒子探测效率和信号幅度等性能,并讨论了一些外部条件的影响.     

基于LED-89C52的无人机动态信号采集处理系统设计

无人机动态信号采集与处理,是对无人机控制的关键。设计并实现了一种基于LED-89C52的无人机动态信号采集与处理系统,该系统以89C52单片机为核心,使用高质量的信号采集终端模块以及信号处理调理模块增强检测精度,提高无人机大气信号检测的动态性能,系统的硬件设计,主要包括89C52单片机、信号采集终端、信号处理板模块、信号调理模块以及传感器信号放大与A/D转换模块和显示译码驱动模块、LED数码管显示模块等,给出了系统实现动态信号采集与处理的流程图以及程序代码,实现无人机中动态信号有效采集与处理。实验结果表明,所提系统可准确获取无人机中动态信号,完成信号的有效处理,具有较高的准确率,应用前景阔。     

小波变换提高动态光谱法血液成分无创检测的精度

光谱采集过程中的各种时变噪声影响了动态光谱法血液成分无创检测定量校正模型的精度。该文采用小波变换法,在脉搏频段内对指端投射光谱的时域吸光度波形聚焦,提高了动态光谱数据的信噪比和血液成分含量定量校正模型的精度。对同一个体连续采集10次光谱数据,引入小波变换去噪后动态光谱数据的平均相关系数r自0.979 6提升至0.990 3。对110名志愿者进行血常规体检和指端透射光谱采集,建立动态光谱数据与血糖浓度生化分析值之间的神经网络模型,在引入小波变换去噪后,预测集相关系数自0.6774提升至0.846 8,平均相对误差自15.8%下降至5.3%。实验表明,引入小波变换可以有效地去除动态光谱数据中的噪声,提高定量校正模型的精度,推动了动态光谱法无创血液成分检测的发展。     

基于小波变换的光混沌信号消噪与Lyapunov指数计算

针对动力学方程未知且信噪比小的光混沌信号,采用小波多分辨分解算法对其进行噪音消减.用Lorenz混沌信号对该算法的消噪效果进行了检验.提出利用互信息量法和Cao氏法来改进小数据量法在时间延迟和嵌入维数计算上存在的主观选择性,对经过噪音消减的Lorenz混沌信号利用此改进的小数据量法计算其最大Lyapunov指数.结果表明,信噪比可提高近10 dB左右,最大Lyapunov指数计算误差可减少近30%,并求得半导体放大器光混沌信号的最大Lyapunov指数为0.389 6.     

脉冲电流探头的时域标定研究

 介绍了一种Rogowski线圈脉冲电流探头时域标定和标定数据处理的方法，将脉冲法时域标定的结果和频域标定结果进行了比较。针对电流探头的低频失真，采用系统辨识方法建立了测量系统的动态模型，并对探头输出信号的失真进行校正。实测数据验证了所建模型的有效性，设计出的数字补偿滤波器可将测量系统校正为一理想的比例环节。     

基于线阵CCD的高速光谱信息采集系统的研究

针对爆炸时刻光谱信息量大、存在时间短的特点,设计了一款基于线阵CCD高速光谱信息采集系统.系统以FPGA作为主控芯片不仅为CCD提供工作时序,同时还控制着信号调理、模数转换和光谱信息的存储与传输.最后,通过USB串行总线将采集到的光谱信息传输至上位机进行后续处理.结果表明,利用该系统可在一次爆炸过程的100ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量,具有较高的测量精度和速度,可实现爆轰过程中高速动态光谱信息的采集与存储,并可应用于其它瞬态信息的获取领域.     

透射式能见度仪动态范围扩展方法

 提出了一种利用光学衰减片与电机组合,扩展透射式能见度仪动态范围的方法。通过改变加载到LED光源的调制信号的幅度,控制LED光源的发射光强;设计测量系统,选择固定透过率的衰减片;设置合理的系统阈值完成数据测量。对测量数据作拟合分析,结果表明：采用透过率为60%的中性密度衰减片,系统动态范围扩展了0.6倍;透过率为12%时,系统动态范围扩展了6.9倍。同时,通过选择不同透过率的中性密度衰减片,可实现系统动态范围的灵活扩展。     

基于帧频信号的图像存储时序控制方法

针对长时间服役光学设备图像存储系统性能退化和可靠性降低的问题,设计了新的图像存储系统结构。提出了一种基于帧频信号的时序控制方法,以帧频信号为基准驱动系统软硬件工作,结合秒信号、帧频信号与串口时间生成绝对时间,实现了四路独立数据流的同步采集,通过两级缓存机制保证数据采集-打包-存储之间的速率冗余匹配,对图像转移时间误差进行了修正。检测结果表明,系统时序得到了有效控制,长时间采集存储数据稳定可靠不丢帧,时间同步精度优于1ms。     

测试生物样品的ESR成像系统

本文介绍建造一个利用电子自旋共振信息获得生物体断层图像的系统。系统的微波频率安排在L波段,并用单匝平面线圈代替谐振腔,从而有效地减小了微波对生物体的热效应和方便地获得样品的断层信息。系统中用计算机控制磁场扫描,并同步地完成ESR信号的数据采集。通过多次扫描、采集数据、叠加和平均,提高了系统从噪声中检测微弱信号的能力。最后采用卷积滤波反投影重建法获得样品的断层图像,本系统具有价廉和容易构建的特点。     

可见近红外波段光谱辐射采集系统的设计与应用

针对目前卫星遥感器进行场地定标的光谱观测仪器的应用需求，设计了可见近红外波段(0.4 μm~1.0 μm)的光谱辐射采集电路系统，并结合光谱辐射采集模块进行了应用与数据分析。重点介绍了线阵探测器的选型与驱动需求，并完成了基于STM32微处理器的设计。结合辐射观测需求，在信号处理部分使用仪表放大器运放对探测器的模拟输出信号进行处理，并采用STM32内部的A/D转换器采集。分析数字信号输出的结果，该辐射测量电路系统的的采集数据达到了1 LSB的数据精度(≤0.8 mV)。探测器电路系统应用到光谱辐射采集模块中，进行了户外应用与数据分析，光谱辐照度比对结果的偏差小于5%。光谱辐照度的比对结果证明整个系统可以直接进行产品应用，满足野外辐射测量数据的可靠性获取。