具有固有频率涨落的记忆阻尼线性系统的随机共振

研究了在内噪声、外噪声(固有频率涨落噪声)及周期激励信号共同作用下具有指数型记忆阻尼的广义Langevin方程的共振行为.首先将其转化为等价的三维马尔可夫线性系统,再利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换导出系统响应一阶矩和稳态响应振幅的解析表达式.研究发现,当系统参数满足Routh-Hurwitz稳定条件时,稳态响应振幅随周期激励信号频率、记忆阻尼及外噪声参数的变化存在"真正"随机共振、传统随机共振和广义随机共振,且随机共振随着系统记忆时间的增加而减弱.数值模拟计算结果表明系统响应功率谱与理论结果相符.     

线性过阻尼分数阶Langevin方程的共振行为

通过将广义Langevin方程中的系统内噪声建模为分数阶高斯噪声,推导出分数阶Langevin方程, 其分数阶导数项阶数由系统内噪声的Hurst指数所确定.讨论了处于强噪声环境下的线性过阻尼分数阶 Langevin方程在周期信号激励下的共振行为,利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换, 推导了系统响应的一、二阶稳态矩和稳态响应振幅、方差的解析表达式.分析表明,适当参数下, 系统稳态响应振幅和方差随噪声的某些特征参数、周期激励信号的频率及系统部分参数的变化出现了 广义的随机共振现象.     

谐和与随机噪声联合作用Duffing单边约束系统的响应

研究了Duffing单边约束系统在谐和与随机噪声联合激励下的响应问题. 用谐波平衡法和摄动法分析了系统在确定性谐和激励和随机激励联合作用下的响应，用随机平均法讨论了随机扰动项对系统响应的影响. 在一定条件下，当约束距离较大时对应于不同的初始条件，系统具有两个非碰撞的稳态响应；而当约束距离不大时，对应于不同的初始条件，系统也可以有两个不同的稳态响应，其中一个是发生碰撞的响应，而另外一个则不发生碰撞. 数值模拟表明该方法是有效的. 关键词： Duffing单边约束系统 随机响应 谐波平衡法 摄动法     

RC电路时间常数的电压对称法快速测量

研究发现,在因果周期方波信号激励下,一阶动态电路的稳态响应是因果周期信号.设方波信号电压的最大值u0,电容电压的最大值uCmax和最小值uCmin满足关系u0-uCmax=uCmin.电容电压波形关于时间轴有特殊的对称性.利用RC电路稳态响应的电压对称性,可导出电路时间常数r的快速测量方法和计算公式,为电容量测量提供可靠的快捷方法.     

碱土金属硫化物光激励材料在辐射剂量测量中的应用

采用碳还原法合成了掺杂两种稀土金属离子的碱土金属硫化物光激励发光材料,并对光激励发光材料的辐射剂量特性进行了研究.将材料做成PMMA剂量片在60Coγ源下接受辐照,然后用自己搭建的在线实时测试系统对剂量片发出的荧光信号进行测量.实验发现碱土金属硫化物光激励发光材料在0.01～1000 Gy内,有很好的辐射剂量响应范围(5个剂量级),荧光信号峰值强度与辐照剂量线性关系良好,说明碱土金属硫化物光激励发光材料在辐射剂量测量中有着很好的应用前景.文章主要探讨了碱土金属硫化物光激励发光材料在辐射剂量测量中的应用.     

不同周期信号激励下分数阶线性系统的响应特性分析

研究了含分数阶导数阻尼的一类线性系统在不同周期信号激励下系统的响应问题.首先在简谐信号的激励下,利用谐波平衡法得到了系统响应的近似解,这一结果和已有文献(申永军,杨绍普,邢海军2012物理学报61 110505)的结果完全相同,但本文的求解过程大为简化,而且本文进一步扩展了分数阶导数阻尼微分阶数的取值范围.接着,利用傅里叶级数展开法和线性系统的叠加原理,求得了一般周期信号激励下系统响应的近似解,并以周期方波信号和周期全波正弦信号为例进行了说明.本文的结果表明,分数阶导数阻尼的微分阶数影响系统响应中各阶谐波的共振频率和共振振幅.系统响应的幅值与分数阶导数阻尼的微分阶数之间的单调关系主要受外激信号频率的影响.除解析分析外,本文还用数值模拟对相关结论进行了验证,两种结果符合良好,表明本文的分析方法是可行的.     

Ladder型原子辅助光力学系统的光学多稳响应(英文)

通过解析和数值模拟系统的海森堡朗之万方程的稳态解,研究了Ladder型三能级原子辅助光力学系统的光学响应.结果表明振动镜子和原子系综的稳态行为与弹簧的劲度系数和经典泵浦场的拉比频率有关.随着劲度系数的减小和拉比频率的增大,腔内原子系综和整个光力学系统将呈现多稳现象,并且不同频域对应稳态解的个数有所不同.因此,可以通过改变泵浦场拉比频率和弹簧劲度系数来控制系统的稳态响应.研究结果在量子信息处理和精密测量等领域具有潜在的应用价值.     

光电子技术与器件

光探测与器件TL816.52007021602一种二维近红外枕形Si基位置敏感探测器研制=Fabrica-tion of a newtwo di mensional near infrared pincushion sili-con based position sensitive detector[刊,中]/戚巽骏(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,国家光学仪器工程技术研究中心.浙江,杭州(310027)),林斌…//光电子·激光.-2006,17(10).-1208-1211,1232建立一种新的Si基位置敏感探测器(PSD)光生电流理论模型,导出了PSD的光生电流、光谱灵敏度的表达式;研究了PSD光敏面各层厚度和Si O2薄膜厚度对PSD波长响应灵敏度的影响,认为p层的厚度…     

非线性调频信号激励下非线性系统的最优共振响应

非线性调频(NLFM)信号在雷达、通信、信号处理中应用广泛,该类信号所激励下的非线性系统响应有着丰富的信息,通过共振来增强NLFM信号具有一定实际意义与价值.本文主要研究了受到不同类型NLFM信号所激励的非线性系统共振现象,提出了实时尺度变换方法来处理高频NLFM信号,克服人为选择造成信号输出响应较差的缺点.同时,提出实时谱放大因子作为共振评价指标,准确评价NLFM信号激励下的系统共振响应,讨论系统参数对系统最优共振响应的影响,参数选择在合理的区间内即可实现最优共振响应,不仅实现信号特征的大幅增强,还保持信号时频特征的连续性.最后,将实时尺度变换方法和固定尺度变换方法进行对比,说明所提方法处理NLFM信号的优越性.     

双稳系统的频率耦合与随机共振机理

分析了处于双势阱中的粒子在单一频率信号和双频信号作用下的运动形式,给出在双频信号作用下双稳系统的响应幅值与激励幅值的近似解析关系,揭示了非线性系统所特有的不同频率之间的频率耦合现象和激励输入的频率能量向另一频率转移的渗透现象.从动力学机理和频谱分布的角度进行分析,深化了对双稳系统随机共振机理的认识.数值仿真结果证明了理论分析的有效性.     

PSD位置响应特性与光源照射方式的关系研究

推导出在四边形二维PSD光源静止照射和连续扫描照射下的位置响应特性理论解,比较两种光源照射方式下引起相对位置变化,讨论了光源扫描速度对探测光入射位置信息的影响,得出结论:在两种光源照射方式下,二维PSD探测光入射位置存在严重的非线性,但是响应时间比一维PSD短。光源扫描速度越小,2DPSD探测到的位置误差越小,并且光生电势分布的最大值越小。     

光敏层电阻率非均匀分布对PSD定位影响的研究

采用数值方法对光敏层电阻率的非均匀分布及对位置敏感探测器(PSD)的影响进行了研究,结果显示,在现有的制作工艺保障最大电阻率变化不超过1%时,电阻率的非均匀分布对四边形PSD的非线性影响很小,相比较之下,其对一维PSD的影响要大的多。因此,光敏层电阻率的非均匀分布是造成一维PSD非线性的一个主要原因,而对于四边形二维PSD则不是主要原因。     

一维位置敏感探测器位置准确度和线性度的改进

在常规的条状一维位置敏感探测器（PSD）中,光敏区和位置电阻区是结合在一起的,器件的欧姆接触电极难以做得比较理想,因此器件的位置准确度和线性度也受到了不利的影响。而在梳状一维位置敏感探测器中,光敏区和位置电阻区被分成了梳齿区和梳脊区两部分,并且位置电阻区被设计成很窄的长条,即使掺杂浓度比较高,位置电阻也能做得相当大。这样条状一维位置敏感探测器接触电极上的缺陷就可消除。用两种不同的一维位置敏感探测器所测量的位置特性曲线证实了理论分析的正确性。测量结果还表明,梳状一维位置敏感探测器的位置准确度和线性度比条状一维位置敏感探测器有了显著的提高,梳状一维位置敏感探测器的平均位置误差从条状一维位置敏感探测器的55μm减小到了26μm,梳状一维位置敏感探测器的均方根非线性度从条状一维位置敏感探测器的0．94％减小到了0．09％。     

枕型二维位置敏感探测器的研制

证明了枕型二维位置敏感探测器设计的基本原理———Gear定理,并推导了适用于枕型二维位置敏感探测器的位置计算公式,此外还提出了枕型二维位置敏感探测器的制作工艺和测试结果。采用集成电路工艺所研制的枕型二维位置敏感探测器(光敏面为8 mm×8 mm)表现出良好的光电特性,当反偏为5 V时其暗电流约为15 nA,峰值时的光谱灵敏度超过了0.6 A/W。在所测量的 75%光敏区域内,均方根位置误差约为 0.135 mm,而以均方根位置误差表示的非线性度在1.1%左右,比四边形二维位置敏感探测器的位置线性度提高了近一个数量级。     

入射光强和背景光对二维光电位置敏感器件干扰的影响

光电位置敏感器件（ＰＳＤ）是一种可直接对其光敏面上的光斑位置进行检测的光电器件，可构成非接触高精度动态测量系统。光电位置敏感器件在使用中的关键问题是如何定量确定入射光强的大小和克服各种背景光干扰，以提高检测的精度和可靠性。根据光电位置敏感器件的原理和光点位置方程，找到有背景光作用于光电位置敏感器件上位置输出的关系及背景光导致的位置误差的实验数据，同时研究入射光强对光电位置敏感器件位置输出误差最小的定量关系。     

二维光电位置敏感器件的非线性修正

根据二维光电位置敏感器件 (PSD)的工作原理 ,分析了影响PSD线性度的主要因素 ,提出了一种用神经网络对PSD进行非线性修正的方法。以PSD的输入输出数据对作为样本训练的神经网络 ,利用神经网络所具有地能够以任意精度逼近非线性函数的能力 ,实现PSD的输出与实际光点位置之间的映射 ,在神经网络的输出端得到线性响应。该方法的优点是不需要很大的数据存储量即可得到很好的修正效果。结果表明 ,修正后的PSD能在较宽的位置范围内输出高线性度的信号     

Performance studies on high pressure 1-D position sensitive neutron detectors

The powder diffractometer and Hi-Q diffractometer at Dhruva reactor make use of five identical 1-D position sensitive detectors (PSDs) to scan scattering angles in the range 3° to 140°. In order to improve the overall throughput of these spectrometers, it is planned to install a bank of 15 high-efficiency and high-resolution PSDs arranged in three layers with five PSDs in each layer. With each high pressure PSD (³He 10 bar + Kr 2 bar) showing the efficiency gain of 1.8 at 1.2 Å, detector bank is expected to show overall gain of 5.5 times the present detection efficiency and reduction in data collection time by equivalent factor. The 1-D PSDs are developed in batches of five, and are characterized so that all PSDs operate at uniform parameters such as position resolution, uniformity of efficiency and linearity of response. Position spectrum indicates the differential position resolution to be ～1 mm and integral position resolution to be 3–4 mm. Broadening of position spectrum at the extreme end of sensitive length of PSD is analysed using fine shift of the beam. Dependence of position resolution and dynamic range of output pulse on the input impedance of pre-amplifier is also presented.     

空间光通信APT探测技术中位置敏感器件（PSD）的研究

鉴于空间光通信系统中分辨率在很大程度上影响着整个通信系统的性能，而PSD(position sensitive detector)作为APT(acquisition, pointing and tracking)子系统常用的探测器件，具有分辨率高，无盲区，响应速度较快的优点，分析了PSD的基本结构和定位原理，研究了使用PSD作为空间光通信APT子系统粗跟踪技术的位置分辨率，并指出了提高PSD分辨率的着手点。用实验方案对PSD的分辨率进行了具体的实验分析。通过对实验数据分析可知，PSD的平均位置分辨率达到12.6μm，该值与理论分辨率吻合得较好。这说明PSD作为APT子系统精跟踪探测器的可行性。     

RANDOM VIBRATION OF A ROTATING BLADE WITH EXTERNAL AND INTERNAL DAMPING BY THE FINITE ELEMENT METHOD

The finite element model is employed to investigate the mean-square response of a rotating blade with external and internal damping under stationary or non-stationary random excitation. The blade is considered to be subjected to white-noise and earthquake excitations. The effects of rotational speed, external and internal damping on the mean-square response are studied. It is found that the mean-square response decreases quickly when the external and internal damping increases within some scope. Moreover, the increment of rotational speed will reduce the mean-square response of a rotating blade. It is also found that the mean-square response decreases when the low natural frequency of base decreases. Inversely, the mean-square response increases when the high natural frequency of base (natural frequencies of base are over the first natural frequency of blade) decreases. The reliability of a rotating blade subjected to stationary or non-stationary excitations is also obtained.     

Neutron detectors for scattering experiments at HANARO

Position sensitive detectors (PSD) measure the distribution of scattered neutrons and are essential tools for neutron scattering experiments. Various types of neutron detectors used at neutron diffractometers are conventional tube detectors, 1-D and 2-D PSDs. Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has been developing various kinds of PSDs to improve the instrument performance and to develop new scattering instruments. Our development work is initiated with 1-D PSD for residual stress analysis spectrometer and finally the technology is extended to development of 2-D PSD with planar and curved geometry. All PSDs are based on multiwire grid assembly with delay line readout method for position encoding, as the response is faster than charge division method and enables higher count rate capability. Design details and operational characteristics of some of the PSDs developed, for application at neutron scattering instruments are presented.