Elemental x-ray imaging using Zernike phase contrast

We develop an element-specific x-ray microscopy method by using Zernike phase contrast imaging near absorption edges, where a real part of refractive index changes abruptly. In this method two phase contrast images are subtracted to obtain the target element: one is at the absorption edge of the target element and the other is near the absorption edge. The x-ray exposure required by this method is expected to be significantly lower than that of conventional absorption-based x-ray elemental imaging methods. Numerical calculations confirm the advantages of this highly efficient imaging method.     

微波与热偏置下超导HEB太赫兹直接检测器的性能比较

本文介绍了一种基于超导氮化铌(NbN)热电子测辐射热计(HEB)的太赫兹(THz)直接检测器,并利用直流读出法和微波反射读出法,对微波与热偏置下HEB直接检测器的性能进行了比较.通过直流读出法,在最佳工作点处,测得微波偏置与热偏置条件下检测器的电流响应率分别为244A/W和20A/W,光学噪声等效功率(NEP)分别为4.5pW/√Hz和6.8pW/√Hz.相比于热偏置,微波偏置能够大大提高检测器的响应率.此外,我们利用微波反射读出法对微波偏置和热偏置下检测器的性能进行了比较.两种读出方式均可很好的表征检测器的性能,而相比于直流读出法,微波反射读出法更易于扩展到多像素阵列,同时具有很快的读出速度,对快速THz脉冲信号的检测具有重要意义.     

分子间作用力对咪唑盐介晶相性质的影响

通过对咪唑环1位(N1)取代烷基、3位(N3)取代基及阴离子的修饰合成了一系列具有近晶A (SmA)相的咪唑类离子液晶. 利用差示扫描量热法、单晶衍射、小角度X射线衍射等手段研究了咪唑盐的介晶相温度范围、介晶态的结构, 并测量了部分咪唑盐的各向异性导电率. 结果表明, 咪唑环N1取代烷基、N3取代基及咪唑盐的阴离子会改变分子间范德华力和氢键, 从而对咪唑盐的介晶相性质产生影响. 此外, 当乙烯基引入到咪唑环N3位置时, 咪唑盐相邻的层结构之间形成π-π堆积作用, 不仅有利于介晶态的形成, 同时使氟硼酸类离子液晶具有最大的层间距和最小的各向异性导电率. 这一结果表明, 调控离子液晶的性质时必须综合考虑各种分子间作用力的影响.     

Macroscopic resonant tunneling in an rf-SQUID flux qubit under a single-cycle sinusoidal driving

We experimentally demonstrate the observation of macroscopic resonant tunneling(MRT) phenomenon of the macroscopic distinct flux states in a radio frequency superconducting quantum interference device(rf-SQUID) under a singlecycle sinusoidal driving.The population of the qubit exhibits interference patterns corresponding to resonant tunneling peaks between states in the adjacent potential wells.The dynamics of the qubit depends significantly on the amplitude,frequency,and initial phase of the driving signal.We do the numerical simulations considering the intra-well and interwell relaxation mechanism,which agree well with the experimental results.This approach provides an effective way to manipulate the qubit population by adjusting the parameters of the external driving field.     

局部磁场对高温超导带材失超传播特性的影响北大核心CSCD

本文主要针对YBCO和Bi2223两种高温超导带材,在液氮温区下,测量了局部磁场影响下YBCO和Bi2223的最小失超能(MQE)和失超传播速度(NZPV).根据测量结果,分析了不同强度磁场对两种高温超导带材的最小失超能和失超传播速度随归一化传输电流的变化关系.结果表明,两种高温超导带材的最小失超能都会随着局部磁场的增加而减小;两种高温超导带材的失超传播速度都会随着局部磁场的增加而增加.     

基于超导纳米线单光子探测器深空激光通信模型及误码率研究

高速深空通信是深空探测的关键技术之一,具备单光子灵敏度的激光通信系统将大大提高现有的深空通信速度.然而,单光子条件下的激光通信不仅需要考虑传输环境的影响,还需要考虑实际单光子探测器性能和光子数量子态的分布.本文在不考虑大气湍流影响的情况下,以光电探测模型为基础,引入超导纳米线单光子探测器(SNSPD)系统的探测效率和暗计数,建立了反应系统差错性能的数学模型,提出了系统误码率的计算公式.先对公式中的光强和激光脉冲重复频率对误码率的影响进行仿真,再通过实验结果验证仿真模型.结果表明,光强对误码率的影响最明显,随着光强从0.01光子/脉冲到1000光子/脉冲的增加,误码率从10~(-1)到10~(-7)量级明显下降;激光脉冲重复频率对误码率的影响受到不同光强的制约,但都随着脉冲重复频率的增加呈下降趋势.与此同时,当增加光强或者提高速度时,误码率高于仿真结果,约在10~(-4)量级,其原因可能是实际通信中调制光信号的消光比不足和光纤引入背景噪声提高了系统暗计数.以上模型和实验结果为进一步开展基于SNSPD的月球-地球、火星-地球等高速深空激光通信奠定了基础.     

具有形位误差的液压滑阀阀芯动态建模与仿真

制造和装配的误差使滑阀副不可避免的存在几何形状和同轴度误差,径向缝隙流动会对滑阀副换向过程中的力学特性产生影响。在分析径向缝隙流动及经过阀口的粘性流动的基础上,建立了阀芯换向过程的运动微分方程,得出了缝隙间的库埃特流动会使阀芯运动更平稳而泊肃叶流动对阀芯移动有正反两方面的影响。最后仿真分析并试验验证了偏心及缝隙越大阀芯运动越不平稳的结论。     

Far-field superlens for nanolithography

A far-field optical lithography is developed in this paper. By designing the structure of a far-field optical superlens, lithographical resolution can be improved by using a conventional UV light source. The finite different time domain numerical studies indicate that the lithographic resolution at 50~nm line width is achievable with the structure shown in this paper by using 365~nm wavelength light, and the light can be transferred to a far distance in the photoresist.     

基于COMSOL的简化对流传热结构拓扑优化方法

提出了一种基于COMSOL平台的简化对流传热结构拓扑优化实现方法。简化对流传热拓扑优化可用于获得性能更优的散热结构概念设计,但缺乏可行性强和适用范围广的实现方法,导致工程应用存在较高的技术门槛。为解决该问题,本研究采用在经典传热方程中引入对流换热项的方式,建立了可用于COMSOL平台简化对流换热分析的控制方程。进一步的,结合COMSOL平台提供的传热分析模块以及拓扑优化模块,搭建了简化对流传热结构拓扑优化计算框架。数值算例考虑了经典二维和三维的简化对流传热结构优化设计问题。结果显示了本文方法的有效性及可行性。     

镁铝铬质耐火材料的X射线荧光光谱分析

将XRFS法应用于Mg-Al-Cr耐火材料中10元素（包括主成分及微量组分）的同时测定。对分解试样的熔剂作了系统研究,发现以1：1混合的四硼酸锂和偏硼酸锂具有最佳熔融效果,所得熔块光滑透明而均匀。选定的熔融温度和时间为1150℃和15min。试样和熔剂的质量比以1：8为好,所得试样在熔剂中的分散度（浓度）适当,可同时适合试样中高、低含量组分的测定,采用熔融法分解试样的方法有效地消除了试样的粒度效应。对仪器工作条件（包括X-光管的电流及电压、分光晶体的选用等）进行了试验并选定最佳条件,使各元素测定所要求的灵敏度和准确度得到满足。此外,采用理论α系数校正法克服了基体吸收及增强效应。用4个标准样品按所提出的方法进行分析,以考核方法的精密度和准确度。10元素的测定结果与其标准值完全相符。