激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统的设计与研制

针对常规激光显微共聚焦拉曼光谱仪无法满足物质变温,特别是低温测试需求的问题,设计了适用于拉曼光谱仪的高精度变温系统。该系统采用GM制冷机作为制冷源,利用高纯无氧铜作为导冷介质,通过将GM制冷机的冷量传导至样品台,并利用控温仪进行温度控制,可以实现待测样品10 K-402 K范围的温度变化控制,控温精度高于0.008 K。相比于常规的低温测试设备,该系统无需采用液氮、液氦进行制冷,大幅降低了设备的使用及维护费用。同时,使用激光显微共聚焦拉曼光谱仪搭载该系统,成功获得了Si、V₂O₅等材料的变温拉曼光谱,验证了激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统设计的可靠性。     

FPSO原油外输光电辅助决策系统的设计与应用北大核心CSCD

针对浮式生产储卸油装置(FPSO)串靠外输作业期间风浪流突变易造成FPSO与穿梭油轮发生大角度偏移,以及系泊大缆破损发生碰撞事故等问题,开发一套用于在FPSO外输作业期间实时监控风浪流、系泊大缆拉力、FPSO与穿梭油轮之间相对位置的系统。基于光学探测设备的监测数据,集成FPSO上已有的风浪流数据和系泊大缆拉力,采用数值模拟方法建立FPSO与穿梭油轮之间夹角的预测数学模型,实现系统实时监测、预测及预警等功能。现场测试结果表明:系统监测数据延迟≤0.5 s,距离测量误差≤0.4 m,夹角测量误差≤0.2°,120 s内夹角预测精度≥80%,满足工程应用需求,为实现FPSO外输作业智能化提供了技术参考。     

Modeling of beam ions loss and slowing down with Coulomb collisions in EAST

This paper uses the implicit Monte-Carlo full-orbit-following parallel program ISSDE to calculate the prompt loss and slowing down process of neutral beam injection (NBI)-generated fast ions due to Coulomb collisions in the equilibrium configuration of Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). This program is based on the weak equivalence of the Fokker-Planck equation under Rosenbluth MacDonald Judd (RMJ) potential and Stratonovich stochastic differential equation (SDE). The prompt loss with the LCFS boundary and the first wall (FW) boundary of the two co-current neutral injection beams are studied. Simulation results indicate that the loss behavior of fast ions using the FW boundary is very different from that of the LCFS boundary, especially for fast ions with a large gyration radius. According to our calculations, about 5.11% of fast ions generated by perpendicular injection drift out of the LCFS and then return inside the LCFS to be captured by the magnetic field. The prompt loss ratio of fast ions and the ratio of orbital types depend on the initial distribution of fast ions in the P_ζ-$\varLambda$ space. Under the effect of Coulomb collisions, the pitch-angle scattering and stochastic diffusion happens, which will cause more fast ion loss. For short time scales, among the particles lost due to collisions, the fraction of banana ions reaches 92.31% in the perpendicular beam and 58.65% in the tangential beam when the fraction of banana ions in the tangential beam is 3.4% of the total ions, which means that the effect of Coulomb collisions on banana fast ions is more significant. For long time scales, the additional fast ion loss caused by Coulomb collisions of tangential and perpendicular beams accounted for 16.21% and 25.05% of the total particles, respectively. We have also investigated the slowing down process of NBI fast ions.     

A laser feedback interferometer with an oscillating feedback mirror

A method is proposed to solve the problem of direction discrimination for laser feedback interferometers.By vibrating the feedback mirror with a small-amplitude and high-frequency sine wave,laser intensity is modulated accordingly.The modulation amplitude can be extracted using a phase sensitive detector(PSD).When the feedback mirror moves,the PSD output shows a quasi-sine waveform similar to a laser intensity interference fringe but with a phase difference of approximately ±π/2.If the movement direction of the feedback mirror changes,the phase difference sign reverses.Therefore,the laser feedback interferometer offers a potential application in displacement measurement with a resolution of 1/8 wavelength and in-time direction discrimination.Without using optical components such as polarization beam splitters and wave plates,the interferometer is very simple,easy to align,and less costly.     

银层超透镜光学传递函数的研究

银层超透镜对基于表面等离子体激元的超分辨光刻、 成像和生物传感有着重要作用.利用银层超透镜的光学传递函数详 细研究了银板的表面等离子体激元共振和成像特性, 并利用时域有限差分法计算模拟了银层超透镜的成像过程, 得到与理论推导公式相符合的结果, 证明了光学传递函数的可靠性, 为基于表面等离子体激元的传感器件、 超分辨成像以及辅助增强干涉光刻提供了快速参数优化方法.     

SinC2N团簇结构及稳定性的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-311G*方法,对SinC2N(n=2-6)团簇的几何结构、振动频率和基态能量等性质进行了研究,分别讨论了其基态和亚稳态结构的能量及自旋多重态。振动频率和振动强度被用来判断体系的稳定性。结果表明,随着Si原子数的增加,零点振动能、热容量和熵近似线性增长,其平均增幅分别为1.03kcal/mol、4.84cal/mol•K和11.96cal/mol•K。n为奇数的SinC2N团簇比n为偶数的更为稳定。     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

修正KP方程及其孤波解的稳定性

采用约化摄动法, 得到描述无磁场等离子体中离子声波传播的modified Kadomtsev- Petviashvili(mKP) 方程, 构造有限差分格式对mKP方程的一类特殊孤立波解的稳定性进行数值研究. 数值结果表明: 在两种特殊情形的初始扰动下, 该孤立波均不稳定.     

基于阻抗模型解析的氧化锆固体电解质组织结构演变模型

晶界对多元多晶电解质材料电导率的影响, 已成为制约高温固体电解质材料发展的瓶颈. 传统的晶界观察方法难以将高温下材料的组织结构与电导性能相对应. 鉴于此, 本文研究了部分稳定氧化锆(PSZ) 固体电解质材料的变温交流阻抗特性, 并对交流阻抗谱进行了拟合分析, 发现等效拟合电路随温度的上升而发生变化. 通过对不同等效电路模型的物理解析, 得出PSZ电解质材料显微结构在高温下的演变模型. 经进一步分析, 演绎出一种'短程有序'的'晶界桥接'组织模型, 为改善PSZ电解质材料的晶界电导提供了参考.     

基于动力学同步的复杂网络结构识别速度研究

基于动力学同步的复杂网络结构识别是探测复杂网络拓扑性质的重要方面, 其中识别速度是一个重要但鲜有讨论问题. 首先对弱耦合条件下耦合非线性振子网络结构识别速度的问题进行了研究. 发现识别速度随耦合强度成正比增长. 通过解析讨论, 肯定了这一关系是普适的. 之后基于我们最近提出的反复驱动识别方法, 将处于同步稳定态的耦合区域也纳入研究范围. 在这种情形下存在一个最佳的时间片段的长度使识别速度达到极值. 这些结论加深了对时间序列中蕴含的拓扑结构信息量的理解.