Rubidium-beam microwave clock pumped by distributed feedback diode lasers

A rubidium-beam microwave clock, optically pumped by a distributed feedback diode laser, is experimentally investigated. The clock is composed of a physical package, optical systems, and electric servo loops. The physical package realizes the microwave interrogation of a rubidium-atomic beam. The optical systems, equipped with two 780-nm distributed feedback laser diodes, yield light for pumping and detecting. The servo loops control the frequency of a local oscillator with respect to the microwave spectrum. With the experimental systems, the microwave spectrum, which has an amplitude of 4 n A and a line width of 700 Hz, is obtained. Preliminary tests show that the clock short-term frequency stability is 7 × 10~(-11) at 1 s, and 3 × 10~(-12) at 1000 s. These experimental results demonstrate the feasibility of the scheme for a manufactured clock.     

基于模糊PID的助行机器人调速系统的研究

助行机器人对系统的动态特性要求较高,而且在其爬楼的过程中有诸多不确定的因素,基于传统控制策略的单闭环负反馈控制系统调速效果难以令人满意。在这种情况下建立了系统的数学模型,设计了基于模糊PID的双闭环调速控制系统,并和传统的PID控制进行了对比。为了保证助行机器人爬楼过程的平稳性和乘坐者的舒适性,参考电梯运行的速度曲线,设计了正弦速度给定曲线。仿真结果表明：在助行机器人调速系统中,模糊PID控制比传统PID控制启动和制动过程更平稳,舒适性更高,误差更小,精度更高。     

基于Zigbee的高层火灾定位及语音报警系统

近年来,我国高层建筑火灾发生率呈逐年上升趋势,高层建筑防火和火灾报警的研究,显得尤为迫切和重要,其中火灾报警系统已成为必要的装置,对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。提出了一种高层火灾定位及语音报警系统,该系统由Zigbee无线传感器网络、火灾探测器、语音单片机组成。当高层建筑发生火灾时,系统将通过火灾探测器自动判断火灾的发生,然后利用无线传感器网络在第一时间发送给各楼层终端设备,自动触发各楼层语音单片机播报火灾发生的具体楼层和逃生注意事项,可以让人们更快做出反应、选择更合理的逃生方式,为楼内人员的逃生赢得宝贵时间,由此可最大程度地保护人们的生命安全。因此,对高层防火系统的研究可大大降低居民住宅、写字楼、宾馆、饭店等高层建筑的火灾损失。     

辐射成像系统模拟软件NUCRPD的研发与应用

在辐射成像系统的设计研发中,经常需要计算系统的各项物理性能指标。为了提升产品研发的效率,同方威视联合清华大学,基于蒙特卡罗程序包Geant4,研发了国内首套具有自主知识产权的辐射成像系统模拟软件NucRPD(NUCTECH Radiography Performance Design Tools),其能够快速、精确地模拟系统的各项性能指标。该软件对常用的一些辐射成像系统进行了参数化建模,用户通过修改软件界面上的少量参数,就可以快速建立各类辐射成像系统的几何体、源项、物理模型和统计量,然后在服务器上以并行计算方式完成模拟计算,能在较短的时间内模拟出系统的性能指标,并给出直观的图形帮助用户深入理解模拟结果。NucRPD的模拟结果经过了大量的实验验证,其剂量场分布和物理指标等模拟结果和实验结果符合得很好。NucRPD已经应用于同方威视辐射成像系统产品的设计研发,在产品的物理指标优化和辐射防护优化中发挥了重要作用。     

水下接触爆炸下防雷舱舷侧空舱的内压载荷特性

采用模型实验方法,研究了近自由面水下接触爆炸下防雷舱舷侧空舱的内压载荷特性。根据实验模型的破坏结果和压力测试结果,分析了水下爆炸产物与防雷舱舷侧空舱的相互作用过程以及水下爆炸产物的压力变化规律。研究表明:防雷舱舷侧空舱的载荷可分为冲击波载荷、准静态压力载荷和负压载荷3种,防雷舱舷侧空舱的破坏主要由冲击波载荷和准静态压力载荷造成,并且准静态压力载荷的比冲量是冲击波载荷的数倍,而负压载荷对防雷舱舷侧空舱破坏的影响可忽略不计。     

可见-近红外光谱的土壤养分快速检测

在测定土壤养分中,可见-近红外光谱技术具有很大的应用空间。该研究探讨了基于可见-近红外光谱(250~950nm)离线、快速测定土壤总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)、总碳(TC)等土壤养分的方法及应用。采集青岛三个不同地区土壤样品(异质性较高的山地土壤与河畔土壤)各60份,总计180份,并测定其TN,TP,TK,TC含量及其可见-近红外反射光谱,利用Kennard-Stone法按2∶1比例划分校正集和检验集,采用遗传算法分别提取TN,TP,TK,TC特征波长,以偏最小二乘法建立定量分析模型。TN,TP,TK,TC含量所建光谱模型的相关系数分别为0.970,0.964,0.680和0.967,检验集的相关系数分别为0.980,0.937,0.717和0.972,检验集的RPD值分别为4.570,2.424,1.411和4.135。结果表明,该方法能够对土壤TN,TP,TC含量进行精确预测,对土壤TK含量进行粗略预测。该研究主要依靠可见光波段,较好的预测了异质性较高的土壤的氮磷钾等养分含量,有望降低未来土壤养分速测的成本。此外,该研究还提供了青岛土壤养分的光谱库,为我国土壤大数据库的建立提供技术支撑。     

各向异性静态随机存储器中的多位翻转分析研究

重离子实验结果表明,具有高线性能量转移(LET)或大角度入射的快重离子导致静态随机存储器(SRAM)中的多位翻转(MBU)比例增大,甚至超过单位翻转比例。单个离子径迹中的电荷可以沿着径向扩散数个微米,被临近的灵敏区收集后引起MBU。器件灵敏区的各向异性空间布局与离子入射方向共同影响测试器件的MBU图形特征。位线接触点的纵向隔离导致横向型成为主要的两位翻转图形;"L"型和"田"型分别是主要的三位翻转和四位翻转图形。最后,对SRAM抗MBU加固设计和实验验证方法进行了讨论。     

Raman spectrum study of graphite irradiated by swift heavy ions

Highly oriented pyrolytic graphites are irradiated with 40.5-Me V and 67.7-Me V ^112Sn-ions in a wide range of fluences： 1×10^11 ions/cm^2–1×10^14ions/cm^2. Raman spectra in the region between 1200 cm^-1 and 3500cm^-1 show that the disorder induced by Sn-ions increases with ion fluence increasing. However, for the same fluence, the amount of disorder is greater for 40.5-Me V Sn-ions than that observed for 67.7-Me V Sn-ions, even though the latter has a slightly higher value for electronic energy loss. This is explained by the ion velocity effect. Importantly, ～ 3-cm^-1frequency shift toward lower wavenumber for the D band and ～ 6-cm^-1 shift toward lower wavenumber for the 2D band are observed at a fluence of 1×10^14 ions/cm^2, which is consistent with the scenario of radiation-induced strain. The strain formation is interpreted in the context of inelastic thermal spike model, and the change of the 2D band shape at high ion fluence is explained by the accumulation of stacking faults of the graphene layers activated by radiation-induced strain around ion tracks. Moreover,the hexagonal structure around the ion tracks is observed by scanning tunneling microscopy, which confirms that the strains near the ion tracks locally cause electronic decoupling of neighboring graphene layers.     

SrRuO_3样品固相法的制备及性能研究

利用固相反应法制备了SrRuO3样品.X射线衍射确定样品为单相正交畸变钙钛矿结构.扫描电子显微镜观察了颗粒形貌基本成球形,颗粒直径约为1.8μm.SrRuO3样品在149K温度以下具有铁磁性,SrRuO3样品表现出金属导电性.     

光纤激光经过模清洁器后的强度噪声分析

对1560 nm单频光纤激光光源通过一个光学模清洁器后的强度噪声进行了分析研究.实验观察到模清洁器虽然对于激光的高频强度噪声有明显的抑制作用,但强度噪声特性随频率呈一定周期变化,且在低频处模清洁器对强度噪声有放大作用.本文认为这是由于模清洁器具有类似于光纤延迟线的时延效应,将激光源的部分相位噪声转化为强度噪声.通过理论分析,由相位噪声转化的相对强度噪声幅度与激光相干时间、模清洁器的平均延时参数以及分析频率相关.分析结果与实验测量结果符合良好.此外,通过在光路中加入声光调制器进行反馈调制,激光的线宽从26 kHz压窄至16 kHz,模清洁器的锁定质量明显提高,经过模清洁器后的激光强度噪声有所减小,与理论相符.该结果进一步证实了由相位噪声转化而来的强度噪声与模清洁器的锁定质量无直接关系.通过该研究,完善了光学模清洁器对激光的噪声抑制模型.