同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术研究

基于北京同步辐射装置(BSRF)开展了同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术(CT)研究.利用北京同步辐射的14 keV单色X射线作为光源,以高分辨能力的X射线胶片作为探测器,分别开展吸收衬度和同轴相位衬度成像的比较研究以及相位衬度计算机X射线断层摄影术研究.相位衬度计算机X射线断层摄影术重建采用Bronnikov提出的算法.结果显示,与传统的吸收衬度图像相比,相位衬度图像具有更好的衬度和更高的空间分辨力;实验获得人工样品和蝗虫的相位衬度计算机X射线断层摄影术重建图像.重建图像中可见样品的一些结构细节.实验结果表明,相位衬度X射线成像更适合于研究弱吸收或吸收差异很小的材料;利用北京同步辐射开展同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术研究是可行的.     

高熵合金辐照硬化与力学性能研究

高熵合金由于多主元元素混合引起高熵结构效应,使其具有优异的物理、力学和化学特性,如高强度、高耐磨性、耐蚀性、热稳定性、优异的抗辐照性能等。然而,辐照诱发高熵合金材料的硬化行为和力学性能预测仍缺少相关研究,严重地限制了对其长期服役后材料性能的评估。基于晶体塑性理论结合实验结果,研究了空洞形状依赖的硬化行为、位错环诱发的硬化行为以及氧化物弥散增强的高熵合金力学性能。研究发现,考虑多面体空洞与位错的概率依赖的空间交互作用,能够更加准确地预测辐照金属的屈服应力;晶格畸变对屈服强度,有着重要的贡献;氧化物弥散相对位错运动起强烈钉扎的作用,从而对强度产生影响,直接决定抗辐照性能。高熵合金作为一种具有综合优异力学性能的新型结构材料,在先进核能系统中有望被广泛应用,比如核反应堆的核燃料包壳管。     

基于图切割的相位展开

剪切散斑干涉术中,普遍采取相移法提取相位,只可得到被包裹的相位信息,进一步量化计算之前,必须展开相位,但是大量的散斑噪音使相位展开变得非常困难.本文提出基于图切割理论的相位展开算法,将相位展开等价于整数的最优估计问题,通过最小化能量函数展开相位,无需对散斑包裹相位图进行滤波,就可以从包含大量散斑噪音的包裹相位图中准确地提取出真实相位,极大程度地保留了相位包裹图中的细节信息.对于同一幅模拟的散斑包裹相位图,传统的质量导向枝切法和最小二乘法的均方根误差分别为11.707 6和4.977 5,新算法的均方根误差则为0.945 9,数值模拟与实验结果均验证了新算法优良的抗噪性能.     

二型模糊集下的推理模型及Mamdani推理算法

在二型模糊集理论的基础上,讨论了二型模糊集下的三种模糊推理模型,研究了模糊推理模型的Mamdani推理算法,证明了Mamdani推理算法具有单调性质.     

卤离子导向合成配位聚合物[Hg2X4（ppt）]n（X=I和Br;ppt=1-（4-吡啶基）-吡啶铵-4-硫醇盐）及不同的一维链状结构和三阶非线性光学响应

通过HgX2(X=I,Br)与4,4’-二吡啶基二硫化物(dpds)在乙腈中的溶剂热反应,得到二个含1-(4-吡啶基)-吡啶铵-4-硫醇盐(ppt)的一维配位聚合物:[Hg2I4(ppt)]n(1)和[Hg2Br4(ppt)]n(2).在化合物1和2结构中ppt配体是由dpds在溶剂热反应条件下通过dpds的S—S键和S—C键切断然后进行重排在原位形成的.化合物1具有非中心对称的一维Z字型链状结构,化合物2则具有中心对称的一维Z字型链状结构.用飞秒简并四波混频法测定了1和2溶液的三阶非线性光学性质,化合物1具有较强的非线性光学响应,而化合物2却没有非线性光学响应,这种性质的差异可能由于碘离子是较溴离子更好的电子授体,化合物1有较小的HOMO-LUMO能级,更易发生电子在体系间跃迁,更有效使用三线激发态吸收.     

导向向量随机误差修正的稳健波束形成

当导向向量同时存在导向偏差和随机误差引起的畸变时,现有针对导向偏差的稳健波束形成所估计的导向向量偏离真实值。针对该问题,提出了导向向量随机误差修正的稳健波束形成方法。将导向向量分为预定义观察扇面特征子空间内外两部分,通过导向向量估计的稳健波束形成方法估计导向向量在预定义观察扇面特征子空间内的分量,在此基础上进一步增加不确定集约束,对导向向量在预定义观察扇面特征子空间外的分量进行修正,从而提高导向向量的估计精度。理论与仿真研究表明:与针对导向偏差的稳健波束形成相比,在同时存在导向偏差和随机误差的情况下,所提方法输出信干噪比不变,而其导向向量估计精度更高,导向向量波束响应的峰值是目标方位的无偏估计。进一步的海试数据分析表明:所提方法在低信噪比下较已有方法具有更好的稳健性。     

基于金属有机骨架衍生的CuO纳米酶比色法检测多巴胺

本文通过简单热裂解由硝酸铜和1,3,5-苯三酸合成的铜基有机骨架材料制备了一种CuO 纳米材料。利用扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射及X射线光电子能谱对CuO 的结构及元素组成进行了表征。该CuO纳米材料表现出良好的过氧化物酶活性,在H2O2 存在下,可以催化氧化无色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)变成蓝色产物。选择对苯二甲酸作为荧光探针验证了CuO的类酶催化机制,结果表明,CuO会催化H2 O2产生?OH,其可氧化TMB形成蓝色产物,而多巴胺的存在会抑制CuO对H2 O2氧化TMB的催化活性,从而实现对多巴胺的检测。该方法对多巴胺的检测具有良好的稳定性和催化活性,线性范围为5 ~ 50 μmol/ L和50~200 μmol/ L,检测限为0. 5μmol/ L。该比色传感器可以用于对人体尿液中的多巴胺的检测,表明该CuO 纳米酶在生物和临床诊断方面具有潜在的应用价值     

超新星遗迹与LHAASO

 宇宙线的起源作为科学难题已经长达一个世纪。近年随着GeV、TeV伽马射线天文望远镜的发展，探测到了一批高能和甚高能伽马射线超新星遗迹（Supernovae Remnant，SNR），表明超新星遗迹的电磁辐射，不仅从低频射电波段跨越到X射线波段，而且延伸至伽马射线波段，是宇宙中重要的伽马射线源。频率跨度如此之大的电磁辐射，科学家们用以研究各种天文物理过程，如恒星晚期演化与核合成，激波动力学，相对论性粒子高能辐射，高能粒子加速、传播等等。特别是，超新星遗迹被普遍推测为银河系内主要的宇宙线加速源。为了确证对超新星遗迹或其他高能天体这样的推测，深入探索宇宙线的有关机理，必须建造下一代更灵敏的伽马射线望远镜，在更高的能段投入观测。超新星遗迹也因此成为LHAASO项目的重要探测目标。     

MEMS陀螺随机误差特性研究及补偿

为了提高MEMS陀螺输出角速度的精度,采用Allan分析法以及Kalman滤波算法对MEMS陀螺仪进行随机误差分析和补偿。由Allan方差分析陀螺的输出数据,对Allan方差进行最小二乘法拟合,得到各项随机噪声的定量评价指标;对陀螺的输出数据使用AR模型进行数学建模,采用AIC准则确定了AR模型的阶次,建立了陀螺零漂数据的离散时间表达式;在AR模型所建立的陀螺随机误差模型的基础上,设计了Kalman滤波器,对陀螺输出数据使用Kalman算法进行了滤波处理,对陀螺的随机误差进行了补偿;通过Allan方差对Kalman算法对陀螺随机误差的补偿效果进行分析。实验结果表明:角速率随机游走Kalman滤波前为槡0.148 7°/h~(1/2),Kalman滤波补偿后为槡0.004 1°/h~(1/2),,通过补偿可减小97.24%的角速率随机游走误差;零偏不稳定性Kalman滤波前为1.940 8°/h,Kalman滤波补偿后为0.054 2°/h,通过补偿可减小97.21%的零偏不稳定性误差;速率随机游走Kalman滤波前为2.698 5°/h~(3/2),Kalman滤波补偿后为0.334 3°/h~(3/2),通过补偿可减小87.61%的速率随机游走误差。Kalman滤波适用于MEMS陀螺的滤波处理,可有效降低陀螺的随机误差。     

基于二分搜索改进Karnik-Mendel算法的区间二型模糊逻辑系统

作为一种新兴技术,区间二型模糊逻辑系统受到当前学术界广泛关注。本文基于求解区间二型模糊集质心的二分搜索改进Karnik-Mendel(Binary-Search enhanced Karnik-Mendel,BEKM)算法,讨论了区间二型模糊逻辑系统的模糊推理,质心降型和解模糊化等模块。计算机仿真实验阐述和分析了BEKM算法在计算系统解模糊化输出时的表现,与EKM算法相比,BEKM算法有更高的计算效率,给二型模糊逻辑系统设计及应用提供了潜在的价值。