高纯锗探测器的广泛应用和自主研制进展

以目前国际上极为活跃开展的暗物质探测、无中微子双 衰变研究为例,评述了高纯锗探测器的重要性及其广泛的应用前景。介绍了己开展的高纯锗单晶、探测器制备的关键技术研究进展:合作单位已研制出了用于高纯锗单晶材料制备的区熔炉、单晶炉;并制备出直径为20  50 cm、纯度为12N(< 41011  atoms/cm3)、位错< 5000 atoms/cm2 的锗单晶;掌握了高纯锗探测器(平面型、同轴型)制备的关键技术,用进口高纯锗单晶材料制备出的同轴型高纯锗探测器对射线的能量分辨率及探测效率均达到进口产品指标,使用自制的12N 高纯锗单晶材料己制备出平面型高纯锗探测器。呼吁加速高纯锗研制的自主创新步伐,尽早实现其国产化目标。The article reviews importance and wide applications of HPGe detector, especially the application on the dark matter search experiment and double beta decay experiment. The research progress on the Highpurity germanium single crystal and HPGe detector in China has been introduced. The cooperation partner developed new type zone-refining furnace and single crystal furnace. The ultra-purity germanium single crystal with 20~50 cm, purity up to 12N(net impurity concentration is less than 41011 atoms/cm3), and dislocation less than 5 000 /cm3 was prepared. The key technologies for preparing planar and coaxial HPGe detector were mastered. The coaxial detector, which has been made of imported ultra-purity germanium single crystal has excellent energy resolution and efficiency as the imported commercial detector. The planar detector using selfmade germanium single crystal was also successfully manufactured. The research group appeals for speeding up the pace of independent innovation on the high-purity germanium, and achieving the high-purity germanium localization as soon as possible.     

单光子量子路由的耗散影响

单光子量子路由对于在芯片中实现量子信息交换具有重大意义。研究单光子量子路由中的耗散影响能够更加真实的模拟实际实验的结果。研究发现耗散能级的存在使得同等条件下的量子路由概率减小,并且需要相对较强的耦合才能取得最大量子路由概率。同时,也建立了共振条件下量子路由概率同耦合强度以及耗散强度间的关系。     

熔融织构YBa2Cu3O7-δ晶体中磁通涡旋锁定转变反常行为研究

通过改变磁场与c轴方向夹角测量了熔融织构YBa₂Cu₃O_7-δ (YBCO)晶体的磁力矩信号响应, 观察到了磁通涡旋系统的锁定(lock-in)转变行为以及锁定转变角正比于外磁场强度的反常现象. 基于Ginzburg-Landau理论和磁通涡旋线Kink结构模型, 对上述锁定转变反常现象进行了分析讨论, 提出了熔融织构YBCO晶体中存在平行于a-b面的延展性关联缺陷结构假设, 导出了锁定转变临界角与温度和磁场之间的关系, 理论分析模型结果与实验测量结果基本符合.     

{Cu_3}单分子磁体在热平衡和磁场作用下的三体纠缠

本文研究了Na_9[Cu_3Na_3(H_2O)_9(α-As W_9O_(33))_2]·26H_2O(简记为{Cu_3})单分子磁体在热平衡和外加磁场作用下的三体纠缠性质,利用等效自旋模型和实验拟合参数,数值计算了{Cu_3}型三角自旋环中三体负性纠缠度(tripartite negativity).分别考虑沿垂直于三角自旋环方向的磁场、平行于三角自旋环方向的磁场,以及倾斜磁场的情形.结果表明,磁场的方向、大小以及温度对系统三体负性纠缠度有着重要影响.文中给出了在不同磁场方向下,临界温度随磁场强度的变化图,由此可以得到三体纠缠存在的参数区域.同时发现在特定的参数区域,该系统存在纠缠恢复现象.因此适当调节温度、磁场强度大小和磁场方向可以有效调控{Cu_3}型三角自旋环中的三体纠缠性质.     

基于自适应遗传算法的SVM参数优化

针对基于遗传算法支持向量机(SVM)训练时间较长以及分类精度较网格搜索法有所降低等问题,通过重新定义遗传算法参数的寻优范围,提出一种自适应遗传算法;该算法根据网格搜索法得到遗传算法参数的最佳寻优范围,然后遗传算法在这个范围内进行参数的精确寻优,最后得到分类的结果;这样不仅可以有效缩短训练时间,而且拥有更高的分类正确率;通过UCI中的10组经典数据集的实验结果可知,自适应遗传算法较之网格搜索法、 常规遗传算法、粒子群算法在训练时间上有较大的提升,并且拥有较高的分类准确率。     

基于极限学习机与规则推理的NPC三电平逆变器二级故障诊断方法

针对NPC三电平逆变器故障诊断问题,提出一种基于极限学习机与规则推理的二级故障诊断方法。分析了依据输出电流诊断故障的可区分性,以及故障模式的分类。然后对输出电流提取故障特征,并采用极限学习机完成故障初级分类。对于初级分类结果为电流不可区分故障情况,再根据桥臂电压信息运用规则推理法实现故障二级精确诊断。诊断实验表明,该方法能够实现NPC三电平的多模式故障诊断,且故障诊断方法简单、定位精确、快速、鲁棒性强。     

光纤中单光子传输方程的求解及分析

量子信息在光纤中传输时,会受到光纤损耗、色散、非线性效应等多因素的影响,将产生传输态的演化与能量转移.本文以单模光纤传输方程以及电磁场量子化理论为基础,对单模光纤中基模模场进行量子化处理,推导并建立了考虑损耗、色散、非线性效应后的单光子传输方程.基于微扰法对单光子非线性传输方程进行了求解,给出了稳定解存在的必要条件及其所满足的色散方程.深入讨论了广域光功率随微扰频率的变化关系,并且分析了光纤色散、非线性效应对解的影响.为量子光纤传输系统性能的深入研究奠定了理论基础.     

基于渥拉斯顿棱镜的单路实时偏振成像系统设计

针对非实时成像中动态场景偏振探测产生的虚假偏振信息问题,充分利用渥拉斯顿棱镜的分光特性,设计了一种新型实时偏振成像系统.采用像方远心望远透镜系统、准直透镜系统并设计匹配的成像镜系统,在单探测器阵列上同时获取偏振态相互垂直的两幅偏振图像.通过全系统联动设计与优化,系统的调制传递函数在截止频率处不小于0.55,全系统弥散斑均方根半径小于5.3μm,即小于探测器像元尺寸,满足成像设计要求.仿真结果证明该成像系统可有效解决传统分振幅偏振成像系统的实时性差的不足,分孔径偏振成像系统的能量利用率和分辨率低的问题以及偏振焦平面方法中光路串扰的缺陷,应用前景广阔.     

基于优化核极限学习机的风电功率时间序列预测

针对时间序列预测,在单隐层前馈神经网络的基础上,基于进化计算的优化策略,提出了一种优化的核极限学习机(optimized kernel extreme learning machine,O-KELM)方法.与极限学习机(extreme learning machine,ELM)方法相比,核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)方法无须设定网络隐含层节点的数目,以核函数表示未知的隐含层非线性特征映射,通过正则化最小二乘算法计算网络的输出权值,它能以极快的学习速度获得良好的推广性.在KELM的基础上,分别将遗传算法、模拟退火、微分演化三种进化算法用于模型的结构输入选择、正则化系数以及核参数的优化选取,以进一步提高网络的性能.将O-KELM方法应用于标准Mackey-Glass混沌时间序列预测及某地区的风电功率时间序列预测实例中,在同等条件下,还与优化的极限学习机(optimized extreme learning machine,O-ELM)方法进行比较.实验结果表明,所提出的O-KELM方法在预测精度上优于O-ELM方法,表明了其有效性.     

基于模糊多核学习的改进支持向量机算法研究

针对传统SVM对噪声点和孤立点敏感的问题,以及不能解决样本特征规模大、含有异构信息、在特征空间中分布不平坦的问题,将模糊隶属度融入多核学习中,提出了一种模糊多核学习的方法。通过实验验证了模糊多核学习比传统SVM、模糊支持向量机以及多核学习具有更好的分类效果,从而验证了所提方法能够有效的克服传统SVM对噪声点敏感以及数据分布不平坦的问题。