超声相控阵系统中基于FPGA的PCIe总线数据传输研究*

针对超声相控阵系统的高速传输需求,本文提出了一种基于FPGA的PCIe总线传输方案。实现了基于PCIe总线的相控阵数据DMA(直接存储器读写)上传、控制命令下传、发送数据缓存及驱动和上位机测试程序设计。通过实验测试了PCIe总线的DMA传输速率,可达6.5Gbit/s,并成功将该方案应用于64通道超声相控阵检测系统中,实现了超声相控阵系统的PCIe总线数据传输。     

等离子体屏蔽效应对类氢离子束缚态的影响

在Debye屏蔽近似下,通过求解Schrödinger方程,计算了处于等离子体中的类氢离子的束缚态能量本征值与本征函数. 研究了氢原子和类氢Fe25+离子的n l ( n =1-4, l = 0-3)态能级随Debye 屏蔽长度λ的变化规律. 进一步,分析了等离子体屏蔽效应随主量子数n及角量子数l的变化规律, 发现对于给定的l, 等离子体屏蔽效应随主量子数n的增加而增大;对于给定的n,等离子体屏蔽效应随角量子数l 的增大而减小. 最后,我们分析了等离子体环境中类氢等电子序列离子的能级和波函数随屏蔽参数λ的变化规律,发现随着原子序数增大,等离子体屏蔽效应的影响逐渐变小.     

Photoluminescence of a ZnO/GaN Heterostructure Interface

Growth of a ZnO/GaN heterostructure is carried out using pulsed laser deposition. By etching the ZnO layer from the ZnO/GaN structure, the photoluminescence （PL） of the associated GaN layer shows that the donor- acceptor luminescence of CaN shifts to about 3.27eV, which is consistent with the electroluminescence （EL） of n-ZnO/p-GaN already reported. XPS shows that oxygen diffuses into the CaN crystal lattice from the surface to 20nm depth. The PL spectra at different temperatures and excitation densities show that oxygen plays the role of potential fluctuation. The associated PL results of the interface in these LEDs could be helpful to understand the mechanism of EL spectra for ZnO/CaN p-n junctions.     

圆柱空腔上裂纹的爬波检测方法

通过牛顿迭代法求解了固体内部圆柱空腔上爬波的频散方程,分析了爬波的频散和衰减特性。利用动态光弹法显示了爬波的直观图像和圆柱空腔附近各散射波的空间关系。根据爬波具有的频散、衰减以及辐射横波特征,设计了斜入射脉冲回波实验装置,测量了特定位置处裂纹反射爬波辐射出的横波信号,其与柱面反射波的时差和理论预测一致。进一步实验研究发现,爬波回波幅度与特定位置的裂纹长度具有近似单调的对应关系,在裂纹长度较大时,回波幅度趋于稳定。以上工作为圆柱空腔上裂纹的爬波定量检测提供了物理基础和实现方法。      

裂纹尖端超声散射场及动应力集中的动态光弹观测

超声波在裂纹尖端发生散射和动应力集中。深入研究裂纹尖端与超声波的相互作用是进行裂纹精确检测与评价的物理基础。在线性声学范畴内,裂纹尖端的散射场与弹性动力学的经典Lamb问题类似,而非线性响应更加复杂。利用动态光弹观测技术,可给出超声波在裂纹尖端散射过程的直观物理图像。无论是用于理论结果的实验验证,还是定量分析线性散射场和动应力集中现象,抑或深入探索非线性响应,动态光弹观测技术都可起到重要作用,因此,相关研究将促进检测声学与无损检测技术的发展。      

两种研究复摆特性实验的误差分析

本文以石河子大学理学院力学实验室为例,介绍了利用FB210C型复摆实验仪和钢板刀架复摆装置研究复摆特性的详细过程,并对两种测定结果进行对比和分析,讨论了两种实验装置的数据处理及不确定度的评定方法,分析了测量过程中的误差来源及减小误差的方法。     

He-CO相互作用势及散射截面的理论研究

利用改进的MS势模型拟合出了He-CO体系一种形式简单的各向异性相互作用势,应用拟合的势能,采用全量子力学的密耦方法计算了基态氦原子和CO分子碰撞的散射截面,分析并总结了散射截面的变化规律。计算结果表明拟合势能不但表达形式简洁,而且较好的描述了He-CO系统相互作用的特征。为进一步研究He与CO微观碰撞机理有一定的参考价值。     

Rn原子等电子系列离子5f电子径向波函数的性态研究

基于HFR和LS-dependent(LS-D)的HFR自洽场方法,详细研究了Rn等电子系列离子的5f电子径向波函数的性态,分析了Rn等电子系列离子5f电子径向波函数的塌缩规律,并在此基础上进一步讨论了Rn等电子系列离子的nf(n≥6)波函数和5d10→5d9nf 1P(6≤n≤10)跃迁振子强度的变化规律。结果表明,5f波函数的蹋缩与谱相有强烈的依赖关系;5f波函数的部分塌缩引起Ra2+离子5d10→5d9nf 1P(6≤n≤10)跃迁振子强度的突增;5f波函数完全塌缩后,跃迁振子强度主要集中在5d10→ 5f 1P能级。     

将功能纳米材料发展前沿融入实验教学——隐形荧光墨水的制备

为了让学生了解纳米材料的性质和用途，开发了一个研究型综合性实验——隐形荧光墨水的制备。通过微波反应快速地制备了一种新型的氮掺杂碳量子点，克服了碳量子点制备繁琐的难题，使碳点的制备能够在实验教学中得以实现，利用透射电镜、X射线衍射、红外光谱以及X射线能谱对碳点的结构和形貌进行表征，利用紫外-可见-近红外光谱仪和荧光光谱仪研究碳点的稳定性和光化学性能；并将该碳点制作成隐形荧光墨水，增加了实验的趣味性和实用性。学生实验证明该综合性实验适用于本科生实验教学。     

超声换能器对线性调频信号脉冲压缩性能的影响分析*

该文研究了不同编码带宽下超声换能器对编码信号脉冲压缩后信噪比与轴向分辨率的影响关系。将脉冲压缩后的时域峰值转化为频域积分的形式，得到考虑换能器影响的脉冲压缩信噪比公式。以线性调频信号为例，仿真与实验结果表明，编码激励相对于方波激励的信噪比增益随编码带宽的减小而增大，因为受换能器带宽限制，编码激励的轴向分辨率随编码带宽的增大先减小后趋于稳定。该研究为编码激励方法更有效地应用于超声检测的背景中提供了参考。