基于拉普拉斯塔型变换的Contourlet变换频谱混叠特性分析

针对Contourlet变换存在频谱混叠的问题,立足于拉普拉斯(Laplace)塔型变换的分析研究,指出了Contourlet变换频谱混叠的根本原因在于Laplace塔型变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截全频率大于π/2,导致Contourlet变换的频谱混叠.基此.设计了满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,提出了一种新型的Contourlet变换,即抗混叠Contourlet变换.抗混叠Contourlet变换有效地抑制了频谱混叠,基函数的空频局域件均明显优于Contourlet.通过对Barbara图像的硬阈值去噪实验研究结果表明,抗混叠Contourlet变换去噪在峰值信噪比(PSNR)上高出Contou[et变换2.3 dB(噪声均方差为30),去噪效果好,同时还有效抑制了Contoulet变换去噪后的"划痕"现象,图像的视觉效果更佳.     

从0.01K到室温适用的新型噪声温度计

在日常生活或一般科学实验室中 ,人们通常使用次级温度计测温 .所谓“次级”是指温度计的参数值随温度T的变化需经过定标程序决定 ,定标工作以初级温度计为标准 .噪声温度计是初级温度计的一种 .192 8年 ,Johnson在Nyquist理论推导的基础上 ,确立了噪声电流谱密度SI =〈δI2 〉     

Curie温度附近稀磁半导体(Ga,Mn)As的电学噪声谱性质

建立了自发噪声谱测量系统来研究稀磁半导体（Ga,Mn）As的电学噪声性质.通过测量（Ga,Mn）As材料的自发噪声谱,发现（Ga,Mn）As的自发涨落会随温度升高而逐渐增大,同时,外加磁场会降低（Ga,Mn）As的自发涨落,这来源于外加磁场导致的（Ga,Mn）As磁畴部分有序化.此外,不同频率的噪声随温度的变化规律有很大差异：当频率低于30 kHz的时候,噪声谱和温度的变化关系和热噪声很相似,但数值上明显大于热噪声的值;当频率在30 kHz左右的时候,噪声大小和温度成线性关系;当频率大于30 kHz以后,在相变点附近噪声大小和温度的关系出现了明显的转折,高频高温噪声的大小和热噪声的理论值非常接近.这些结果有助于深入理解（Ga,Mn）As磁性起源的物理机制. 关键词： 自旋电子学 稀磁半导体 自发涨落谱     

二维约瑟夫森结阵列中的相变及噪声频谱研究

采用电阻分路(RSJ)模型，运用数值计算方法研究二维约瑟夫森结阵列的涡旋度,涡旋密度涨落随温度的变化，表明了超导阵列中存在KTB型相变.还研究了相变点附近的涡旋噪声频谱随温度、驱动电流变化的特性.计算结果与最近实验报导定性一致，并能用涡旋的运动图像来解释噪声频谱的变化规律. 关键词： 高温超导 噪声频谱 约瑟夫森结阵列 KTB相变     

电阻热噪声测量玻尔兹曼常量的教学探索

玻尔兹曼常量是连接微观热运动与宏观物理现象和规律的重要物理量，基于电阻热噪声的玻尔兹曼常量测量实验可应用于大学物理实验教学.本文利用锁相放大器OE1022,设计了电磁屏蔽更好的样品盒，可以在室温至液氮温度间测量热噪声，托展了宽频谱段的测量，展现电阻热噪声的特性，并计算出玻尔兹曼常量.对2个年级采用不同的实验方案进行教学，为有限课时内多人参与的实验室环境下测量玻尔兹曼常量提供教学参考.     

蒙特卡罗模拟四极阱中原子的参变激发

在中性原子的磁囚禁实验中,磁阱线圈的电流噪声会激发磁阱中的原子运动,势必对原子团的温度和寿命产生不可忽视的影响。对于非简谐阱,这种激发具有能量选择特性,它又取决于电流噪声的频谱分布。选择了实验中常用的四极阱为研究对象,用直接模拟蒙特卡罗方法来模拟四极阱中原子运动的参变激发现象,得到了原子温度与原子数损失随激发频率的变化关系,并进一步计算了两个共振峰处原子温度随调制时间和调制深度的变化曲线。此外,还研究了弹性碰撞速率对参变激发过程中原子温度上升的影响。这些结果对四极阱参变激发的实验有较好的参考价值。     

全频域下窄线宽激光器光谱线宽的分析

窄线宽激光器的线宽表征方式通常采用延时自外差法测量技术。该技术是通过延时光纤差拍产生一个与待测激光线宽相关的洛伦兹频谱,因此该频谱只具有单一的线宽表现形式。为了能够观察到激光器的线宽和频率噪声在其傅里叶频率分布下的完整特性,报道了一种基于β算法计算窄线宽激光器线宽的方法。该方法是结合频率噪声中的白噪声和1/f噪声分别诱导不同激光线型的理论,从而确定激光线宽。首先,对β算法的基本原理进行了详细的分析说明。通过基于维纳-辛钦定理,分析了窄线宽激光器不同频率范围内的频率噪声和激光线宽的依赖关系。阐明了在截止频率趋于0和无穷大的两个范围条件时,激光频谱特性从高斯线型向洛伦兹线型演变。同时推导出使两种线型转换的截止频率表达式,并将其转换为频率噪声函数,该函数定义为β分子线。此时频率噪声分量中高斯线型的总和即为激光线宽计算公式;其次,对窄线宽激光器的频率噪声和激光线型进行数值仿真。将通过OEwaves公司的OE4000互相关零差相位/频率噪声自动测试系统测得的频率噪声谱密度,带入β算法理论公式中。结果显示：1/f噪声导致激光呈现高斯线型,线宽随截止频率的增加而增大。而白噪声将导致洛伦兹线型,线宽不再随截止频率而改变。此外,在低频区域,频率噪声电平远大于其傅里叶频率,噪声调制系数较高,该部分噪声可以决定线宽大小。因此,高斯线型区域对应的频率噪声的积分,即为待测激光器的线宽;在高频区域,频率噪声电平与其傅里叶频率相差较小,频率波动较快,噪声对线宽影响可以忽略。并且频率带宽在截止频率范围内,计算的线宽误差较小。最后,实验上运用β算法对RIO公司的1 550 nm低噪声窄线宽激光器的频率噪声功率谱密度进行积分计算,成功获得了其不同傅里叶频率分布下对应的激光线宽值。其中β分子线将频率噪声中的白噪声和1/f噪声分隔两部分：当频率噪声谱密度大于β分子线时,激光即为高斯线型,线宽随频率积分带宽的增加而减少;而频率噪声谱密度小于β分子线时,激光呈现洛伦兹线型,线宽为定值不再改变。同时为了对β算法进行实验验证,搭建了延迟光纤为50 km、移频频率为60 MHz的延时自外差法测量系统。对注入电流为110 mA的RIO 1 550 nm低噪声窄线宽激光器的线宽进行实验测量,测量结果表明激光线宽为1.8 kHz,与上述β算法中2.8 kHz的频率带宽积分结果一致。充分证明了此算法的准确性。β算法可以对任意类型的窄线宽激光器进行线宽表征,对窄线宽激光器的研究具有重要意义。     

空间插值在功率谱密度计算中的应用

为了提高光学元件波前中频PSD计算的精度和有效频谱宽度,提出了填补波前无效数据的双线性插值法和抑制欠采样噪声的六采样点插值法。模拟计算和实验结果表明:双线性插值法有效地保证了填充数据与真实数据的一致性,抑制了零填充方法引入的虚假中高频信息,使得填补后的PSD与原始PSD较好地吻合;六采样点插值法有效地分离了信号和欠采样噪声,使得有效PSD频谱上限从1/2 Nyquist频率提高到Nyquist频率。     

空间插值在功率谱密度计算中的应用

 为了提高光学元件波前中频PSD计算的精度和有效频谱宽度,提出了填补波前无效数据的双线性插值法和抑制欠采样噪声的六采样点插值法。模拟计算和实验结果表明：双线性插值法有效地保证了填充数据与真实数据的一致性,抑制了零填充方法引入的虚假中高频信息,使得填补后的PSD与原始PSD较好地吻合;六采样点插值法有效地分离了信号和欠采样噪声,使得有效PSD频谱上限从1/2 Nyquist频率提高到Nyquist频率。     

纳米尺度MOSFET过剩噪声的定性分析

最近实验表明纳米尺度MOSFET中的过剩噪声主要为散粒噪声,而此前研究认为MOSFET中不存在散粒噪声,短沟道MOSFET中的过剩噪声为热噪声. 本文基于器件电流模型分析散粒噪声取代热噪声成为过剩噪声主要成分的转变条件,根据该条件对纳米尺度MOSFET噪声特性的预测与文献报道的实验现象、模拟结果以及介观散粒噪声相关结论相符合. 关键词： 散粒噪声 过剩噪声 纳米尺度MOSFET     

非晶铟锌氧化物薄膜晶体管的低频噪声特性与分析

本文针对底栅结构非晶铟锌氧化物薄膜晶体管的低频噪声特性开展实验与理论研究.由实验结果可知:受铟锌氧化物与二氧化硅界面处缺陷态俘获与释放载流子效应的影响,器件沟道电流噪声功率谱密度随频率的变化遵循1/fγ(γ≈0.75)的变化规律;此外,器件沟道电流归一化噪声功率谱密度随沟道长度与沟道宽度的增加而减小,证明器件低频噪声来源于沟道的闪烁噪声,可忽略源漏结接触及寄生电阻对器件低频噪声的影响.最后,基于载流子数涨落及迁移率涨落模型,提取γ因子与平均Hooge因子,为评价材料及器件特性奠定基础.     

2H-TaSe_2低温高压下的电荷密度波转变

本文给出2H-TaSe_2在低温高压下电阻测量的结果,进一步证实了C.W.Chu~[1]等人关于无公度电荷密度波转变温度T_0随压力增加而上升的结果,同时发现电阻反常峰的峰高(△R)与峰宽(△T)随压力的增加而增加.依据层间耦合及电声子相互作用对上述结果进行了讨论.     

基于数字锁相放大器的电阻噪声特性研究

基于SR830型锁相放大器,设计了以LabVIEW软件实时通信测量的电阻噪声特性研究实验,验证了热噪声与闪烁噪声的主要特征,评估了实验系统的本底噪声,并从信噪比特点分析了适合测定散弹噪声的实验条件,提供了降低电阻噪声的方法.结合RC低通滤波原理对1～4阶低通滤波器的滤波带宽、带边斜率和阶跃响应等特性做了分析,讨论了2种调节动态储备的方法.通过电阻噪声实验探究了时间常量、陡降和动态储备对测量噪声的影响,提供了优化测量参量的思路.     

红外探测器TPS434低温、磁场性能研究

以商用高灵敏度红外探测器TPS434为研究对象,测量了其灵敏度随温度(280～10 K)、辐射的调制频率、磁场变化(0～6 T)的相关信息。从实验结果得到：TPS434的灵敏度随着温度降低而降低,随辐射的调制频率增加而衰减,但是低温下的衰减速率变缓,说明探测器的弛豫时间变短;热电堆的温差电动势在低温下会随磁场发生线性变化,可以通过线性拟合扣除磁场对测量结果的影响。由实验所得数据估算等效噪声功率NEP以及最小可检测功率Pmin,对TPS434作为THz探测器的可行性进行了分析。     

铟锌氧化物薄膜晶体管局域态分布的提取方法

本文针对铟锌氧化物薄膜晶体管(IZO TFT)的低频噪声特性与变频电容-电压特性展开试验研究,基于上述特性对有源层内局域态密度及其在禁带中的分布进行参数提取.首先,基于IZO TFT的亚阈区I-V特性提取器件表面势随栅源电压的变化关系.基于载流子数随机涨落模型,在考虑有源层内缺陷态俘获/释放载流子效应基础上,通过γ因子提取深能态陷阱的特征温度;基于沟道电流噪声功率谱密度及平带电压噪声功率谱密度的测量,提取IZO TFT有源层内局域态密度及其分布.试验结果表明,带尾态缺陷在禁带内随能量呈e指数变化趋势,其导带底密度N1TA约为3.42×10~(20)cm~(-3)·eV-,特征温度TTA约为135 K.随后,将C-V特性与线性区I-V特性相结合,对栅端寄生电阻、漏端寄生电阻、源端寄生电阻进行提取与分离.在考虑有源层内局域态所俘获电荷与自由载流子的情况下,基于变频C-V特性对IZO TFT有源层内局域态分布进行参数提取.试验结果表明,深能态与带尾态在禁带内随能量均呈e指数变化趋势,深能态在导带底密度NDA约为5.4×10~(15)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TDA约为711 K,而带尾态在导带底密度NTA约为1.99×10~(20)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TTA约为183 K.最后,对以上两种局域态提取方法进行对比与分析.     

具有涨落质量的线性谐振子的共振行为

Brown运动中,环境分子的吸附能力使Brown粒子的质量存在涨落. 本文将这一质量涨落建模为对称双态噪声, 以考察其对系统共振行为的影响. 首先,利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换推导系统稳态响应振幅的解析表达式, 并根据相应数值结果, 研究系统的共振行为; 然后, 通过仿真实验对理论与实际的符合情况进行对比分析, 验证理论结果的可靠性及其对实际应用的指导意义. 理论结果和仿真实验均表明: 1) 系统稳态响应为频率与外部驱动相同的简谐振动; 2) 稳态响应振幅随外部驱动频率、振子质量、噪声强度及相关率的变化分别相应出现真实共振、参数诱导共振、随机共振现象; 3) 质量涨落噪声导致系统共振形式出现多样化现象, 包括单峰共振、单峰单谷共振、双峰共振等. 关键词： 质量涨落噪声 随机共振 双峰共振     

在低温和强磁场下使用的热敏电阻温度计

本文报道了用Co-Ni-Ba-O_2合成的氧化物半导体材料制成的热敏电阻温度计。使用温区为2.8—100K,电阻从几十千欧姆光滑地变化到几十欧姆。相对灵敏度[—dR/dT×1/R]从4.2 K的60％/K左右变化到100 K的1.5％/K左右,达到了实用要求。此温度计的特点是可在强磁场下使用,在4.2 K、7T情况下,磁阻引起的温度变化为1.5～2.0％。温度计的磁阻变化可套用经验公式100×△R/R=c_1H~2/(1+c_2H~2)×T~(-1.5)。当温度不变时(T=4.2K),磁场引起的电阻变化与此公式相符。当磁场不变,磁阻随温度的升高而减小。     

非平衡直流电桥的原理和应用探究

非平衡直流电桥是直流电桥的一种,作为一种精密的电阻测量仪器,它在生活中具有重要的应用价值。本次实验根据非平衡直流电桥的基本原理,测量电桥输出的电压和电流,通过数据分析处理得出电阻在不同温度下的变化规律。结果表明:在处理铜电阻数据时应该满足条件△R〈〈R(R为待测导体电阻阻值,△R为电阻变化量)下的公式处理数据,在处理热敏电阻数据时用不满足条件△R〈〈R下的公式处理数据,能减小误差,得到更为精确的结果。同时也证明了卧式电桥、等臂电桥的输出电压都比立式电桥高,即灵敏度也高,但是立式电桥的测量范围大。     

泵浦激光器驰豫振荡噪声对光纤激光水听器的影响

对采用相位生成载波解调的光纤激光水听器系统中3kHz附近频域内固有噪声的产生机理进行了理论推导,并设计实验进行验证.首先测量得到泵浦激光器的驰豫振荡频率峰值,随后以400 Hz为间隔逐渐降低相位生成载波信号频率,观察固有噪声峰值的移动方向和大小.实验结果表明,随着载波信号频率的降低,固有噪声峰也向低频方向移动,移动间隔同样为400 Hz.可知相位生成载波解调算法中高频载波调制信号与泵浦激光器的驰豫振荡频率叠加是形成探测频谱固有噪声的主要原因.通过降低高频载波调制信号频率的方法对驰豫振荡噪声进行抑制,消除了探测频谱中的固有噪声峰,得到了较为平坦的本底噪声谱.     

超巨磁电阻材料Pr0.67Sr0.33MnO31/f噪声缺口的发现

采用锁相放大器从液氮温度到室温实时记录超巨磁电阻材料Pr0.67Sr0.33MnO3 l/f噪声的大小随温度的变化，在电阻峰值温度约为160K的样品上，在略低于峰值温度处观测到温度宽度约为5K的1／f噪声缺口，文中并对这一现象的物理原因，作了初步的分析。