Generation of Schrodinger cat state of a single trapped cold ion

The fidelity of the generated Schrdinger Cat state(SCS) of a single trapped ion in the Lamb-Dicke approximation is discussed.The results show that the fidelity significantly decreases with the values of Lamb-Dicke parameter η and coherent state amplitude α increasing.For η = 0.20 and α = 3,the typical values of experimental parameters,the fidelity is rather low(30%).A scheme for generating the SCS is proposed without making the Lamb-Dike approximation in laser-ion interaction,and the fidelity of the generated SCS is about 99% for the typical values of experimental Lamb-Dicke parameters.     

近红外光谱分析的实木板材节子形态反演

节子影响着实木板材力学性能,如何准确刻画出节子在实木板材内部的形态,进而计算出实木板材力学性能是一个具有应用价值的科学问题。目前,基于机器视觉的缺陷检测方法实现了实木板材表面缺陷检测与识别,超声波检测方法可以判断出实木板材中缺陷的存在,X-ray虽然可以全面的掌握实木信息,但其检测成本较高。近红外光谱分析具有结构丰富,测试方便、无损快速的特点,但是,光谱中存在的冗余与非线性信息影响建模精准度,提出一种基于Isomap和小波神经网络融合的节子倾角辨识方法,利用Isomap完成光谱信息非线性降维,运用小波神经网络建立节子边缘的物质成分与倾角间的非线性关联,通过边缘多点倾角反演出节子在实木板材内部的形态。首先,采用Pablo提出的节子斜圆锥模型,并结合图像处理提取实木板材表面的节子缺陷区域,计算出相应中心位置;提取节子边缘的多点位置,采集光谱信息并完成基线漂移和去噪处理;然后,利用K-S划分校正样本集,运用主成分与马氏距离结合剔除异常光谱;接着,运用Isomap方法设定降维数和邻近数,通过PLS完成不同光谱维度的快速建模,进而迭代出理想光谱特征;最后,应用具有局部信息优化能力的小波神经网络建立节子边缘光谱与该点倾角间的非线性关系,构建出1个12输入、1输出的网络模型,并运用梯度修正网络参数;将节子倾角预测结果输入Solidworks软件完成节子椎体形态的三维呈现。实验采用落叶松实木板材作为对象,选取并采集了40个节子的160组光谱数据,通过测量上、下表面节子的相对空间位置,计算出边缘点倾斜角数值并进行建模分析,实验结果表明：采用S-G平滑与一阶导数进行光谱预处理,得到的光谱轮廓更清晰、吸收峰更明显;采用Isomap特征降维方法,选取非线性降维数d=12、近邻数k=19时,SECV最小,可以消除光谱信息的冗余数据;采用小波神经网络建立的节子倾角非线性模型,其预测相关系数为0.88,预测标准差为7.65,相对分析误差为2.14;可以实现节子在实木板材内部的形态反演,可以为力学性能预测提供定量化分析手段。     

红外压缩图像的质量评价研究

红外图像作为一种特殊图像,为了更好地传输和存储,有时候必须进行压缩。传统的均方误差(MSE)图像质量客观评价方法,有时其评价结果与人们的主观视觉不一致。为此提出了一种建立在人眼视觉模型(HVS)基础之上的边缘均方误差评价方法,它能更有效地反映出图像压缩失真在视觉上的感知。采用快速傅里叶变换、离散余弦变换、哈尔变换、小波变换、哈达马变换等算法,可对编解码后的图像效果进行评价,证实了基于人眼视觉特性的误差统计方法在对压缩图像进行像质评价时是比较令人满意的。     

实模态参数的二阶灵敏度算法与对比分析

精确计算实模态参数灵敏度的方法包括模态法、代数法和直接法。为了提高其工程应用性,并比较三者的精度,提出了实模态参数的二阶灵敏度的代数法、全模态法及与全模态法相对应的截模态算法,其中截模态算法的截断准则简单高效,更具有工程价值。数值算例检验了所提出的全部算法的正确性及有效性。同时,数值结果也显示三种精确算法具有相同的精度,并且截模态算法也具有较高精度,是非常实用的灵敏度分析算法。     

环糊精衍生物对野黄芩素的增溶作用

采用相溶解度法考察了25℃时羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、乙二胺-β-环糊精(en-β-CD)、二乙烯三胺-β-环糊精(dien-β-CD)对野黄芩素的增溶作用,得到野黄芩素在环糊精及其衍生物中的相溶解度曲线均为AL型,说明其与环糊精的包合比为1:1。结果表明3种环糊精主体化合物对野黄芩素的增溶作用大小为:en-β-CD>dien-β-CD>HP-β-CD。     

基于镜像电荷法探测液氦表面电子的自旋态

文献[Phys.Rev.A,2006,74:052338]的理论研究表明液氦上电子自旋具有长达100秒的相干时间,因此在实施量子信息处理方面具有很大的应用前景.然而,这一理论还未得到实验的证实.液氦上电子的自旋-轨道耦合可以为电子自旋探测提供一种可选的方法.理论上,电子自旋-轨道耦合可以由液氦膜下方的微电极电流产生.在微波驱动下,电子发生电偶极跃迁,导致电子距离液氦表面的平均高度发生改变.利用镜像电荷法[Phys.Rev.Lett.,2019,123:086801],电子的这种轨道运动可以被实验测量.建立基于液氦上电子-自旋轨道耦合的密度矩阵方程,并数值求解镜像电荷的振动行为.结果表明不同的自旋态将会引起不同的感应电流,这种差异提供了一种可选的电子自旋探测方法.     

基于聚(2-甲基-2-噁唑啉)和聚丙烯酸的混合刷在毛细管电泳在线富集溶菌酶中的应用

制备了一种对溶菌酶具有可控吸附性能的混合刷涂层毛细管,用于毛细管电泳在线富集溶菌酶以提高其检测灵敏度。首先,分别通过阳离子开环聚合和可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合合成聚（2-甲基-2-噁唑啉）（PMOXA）和聚丙烯酸（PAA）,然后将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）分别与PMOXA和PAA通过自由基共聚和RAFT聚合合成出聚（2-甲基-2-噁唑啉）-r-甲基丙烯酸缩水甘油酯（PMOXA-r-GMA）和聚丙烯酸-b-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PAA-b-PGMA）。将PMOXA-r-GMA和PAA-b-PGMA的混合溶液以一定比例加入到毛细管内,通过加热即可制备出基于PMOXA和PAA的混合刷涂层毛细管。X射线光电子能谱（XPS）对毛细管原材料的表面组成研究结果表明,当混合溶液质量浓度为20 g/L、PMOXA-r-GMA和PAA-b-PGMA质量比为1：1时,所得涂层中羧基的含量随着PAA链长的增加而增加;异硫氰酸荧光素标记溶菌酶（FITC-溶菌酶）吸附实验结果显示,通过改变环境的pH和离子强度（I）可以调控涂层毛细管对溶菌酶的吸附和释放,在pH 7（I=10^-5mol/L）条件下,毛细管可以吸附大量的溶菌酶,当条件变为pH 3（I=10^-1mol/L）时,吸附的溶菌酶可以被释放出来。将这种具有溶菌酶可控吸附性能的涂层毛细管用于毛细管电泳在线富集溶菌酶,当PAA链长是PMOXA链长的2.2倍时,溶菌酶的灵敏度增强因子为17.69,检出限为8.7×10^-5g/L;同一天内对溶菌酶连续测定5次以及连续测定5天,峰面积的日内、日间相对标准偏差（RSD）分别为2.9%和4.1%,迁移时间的日内、日间RSD分别为0.9%和2.1%。涂层的制备只需一步,简单易行,而且涂层具有很好的稳定性。本研究为毛细管电泳分析痕量蛋白质提供了一种简单有效的方法。     

轴对称构件疲劳损伤演化方程与寿命预估方法的改进

以热力学为基础,引入损伤驱动力构建分式形式的损伤演化方程.进一步针对轴对称问题,引入等效应变和等效应力.根据损伤力学守恒积分原理,得到有损伤情况下和无损伤情况下应力应变与伤度的关系.利用分离变量方法再对损伤演化方程积分,得到棒试件在恒幅应变交变载荷作用下的应力与寿命关系的级数表达式.损伤演化方程中的材质参数由KT=1与KT=3的标准轴对称试件中值疲劳试验数据确定.损伤演化方程与寿命预估方法的正确性由KT=5的疲劳试验结果验证.利用级数解法对扩口管路连接件进行了寿命预估,提供了一种用损伤力学方法来描述构件的疲劳寿命可行的方法.     

新高考改革背景下大学与中学物理实验有效衔接的研究

分析了在新高考背景下大学物理实验与中学物理实验衔接存在问题的原因,结合调查情况,提出了二者之间在沟通交流、课程设置、教学内容及教学方法方面的改革措施,实现大学与中学物理实验的有效衔接。     

基于迈克耳孙干涉仪的激光多普勒实验仪及其实验

通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普勒效应,了解激光多普勒效应的应用.