Scheme to measure the expectation value of a physical quantity in weak coupling regime

In quantum mechanics, the expectation value of an operator can be measured by using the projective measurement, ifthe coupling between the measured system and pointer is strong enough. However in the weak coupling regime, the pointercan not show all the eigenvalue of the physical quantity directly due to the overlapping among the pointer states, whichmakes the measurement of the expectation value difficult. In this paper, we propose an expectation value measurementmethod in the weak coupling regime inspired by the weak measurement scheme. Compared to the projective measurement,our scheme has two obvious advantages. Experimentally we use the internal state and motional state of a single trapped40Ca+ to establish the measurement scheme and realize the proof of principle demonstration of the scheme.     

基于针孔成像像面参数提取的单板机镜头显微成像质量评价方法

提出以针孔成像调制传递函数面积(MTFA)和MTFA相对变化率作为像面参数,定量评价单板机镜头的显微成像质量。采用针孔法获取不同视场位置的光斑图像,以提取单板机镜头显微成像系统的调制传递函数(MTF);建立单板机镜头透镜组的MTF数学模型,提取边缘视场弧矢方向与子午方向的MTFA和MTFA相对变化率,用于度量被测镜头显微成像清晰度与像面平整度。开展了单板机镜头测试实验,采用论文提出的模型方法定量评价被测镜头显微成像性能,结果表明,Lens2镜头可获得最佳显微成像质量。计算被测镜头RGB点阵图像的平均功率谱(APSV)、灰度平均梯度(GMG)及拉普拉斯算子和(LS),结果显示Lens2点阵图像的APSV、GMG及LS参数值最大分别为2.7202、17.0244及94.9212,且点阵图像清晰度最高,与像面参数评价结果相符,表明论文提出的方法用于定量评价单板机镜头显微成像性能是准确有效的,对提高在线图像可视铁谱(OLVF)探头设计具有重要意义和工程价值。     

Single Crystal Growth and Magnetoresistivity of Topological Semimetal CoSi

We report single crystal growth of CoSi, which has recently been recognized as a new type of topological semimetal hosting fourfold and sixfold degenerate nodes. The Shubnikov–de Haas quantum oscillation(QO) is observed on our crystals. There are two frequencies originating from almost isotropic bulk electron Fermi surfaces, in accordance with band structure calculations. The effective mass, scattering rate, and QO phase difference of the two frequencies are extracted and discussed.     

Quantum Anomalous Hall Multilayers Grown by Molecular Beam Epitaxy

Quantum anomalous Hall(QAH) effect is a quantum Hall effect that occurs without the need of external magnetic field. A system composed of multiple parallel QAH layers is an effective high Chern number QAH insulator and the key to the applications of the dissipationless chiral edge channels in low energy consumption electronics. Such a QAH multilayer can also be engineered into other exotic topological phases such as a magnetic Weyl semimetal with only one pair of Weyl points. This work reports the first experimental realization of QAH multilayers in the superlattices composed of magnetically doped(Bi,Sb)_2Te_3 topological insulator and Cd Se normal insulator layers grown by molecular beam epitaxy. The obtained multilayer samples show quantized Hall resistance h/N_e~2, where h is Planck's constant, e is the elementary charge and N is the number of the magnetic topological insulator layers, resembling a high Chern number QAH insulator. The QAH multilayers provide an excellent platform to study various topological states of matter.     

基于函数调用图的静态数据分配

在许多嵌入式设计中,数据存储器是稀缺资源.如何基于静态分配方案,用最少的内存空间来存储程序数据成为嵌入式设计中一个非常重要的问题.如果两个函数之间不存在直接或者间接的调用关系的话,这两个函数的局部变量的生命期就没有重叠.这样的两个函数的局部变量可以共用存储空间而不会影响程序的正确性.基于这个思路,本文提出一种基于函数调用图的拓扑排序的最优静态分配算法(TBA)并证明了该分配算法的最优性.该分配算法通过静态分析技术,构建函数调用图(FCG),基于FCG的拓扑排序,计算每个函数的私有数据段的全局地址以及段内每个符号的全局地址,并根据重定位表更新对这些符号的引用.实验结果表明该算法优于前人提出的启发式算法.     

基于单轴旋转INS/GPS组合姿态误差观测的垂线偏差测量方法

单轴旋转INS/GPS组合导航系统的姿态误差直接受垂线偏差的影响,因此利用对单轴旋转INS/GPS组合的姿态误差观测也可实现垂线偏差的估计。首先,利用INS中的三个激光陀螺构建了激光陀螺组合体(LGU)并进行自主姿态测量,以LGU作为姿态基准以获取INS/GPS组合的姿态误差。然后,建立垂线偏差测量的观测方程和状态方程。最终采用Kalman滤波/平滑算法同时实现垂线偏差和其他系统误差的最优估计。通过对状态变量精确、合理地建模,并利用全球重力模型补偿垂线偏差信号的低频分量,从而实现垂线偏差与系统误差的解耦。通过仿真验证了该方法的可行性,仿真所用的航迹由实测数据生成。仿真结果表明该方法能够有效地测量垂线偏差的高频扰动量。由于该方法的测量精度依赖于所采用的陀螺性能,采用角随机游走较小的陀螺可以获得较好的垂线偏差测量结果。船载实验结果表明,该方法测量得到的垂线偏差数据重复性精度优于0.5″。     

ARCS 动机模型视角下的“厨房热力学冶 案例解析及启示

ARCS 动机模型整合了多种学习动机,它包括注意、关联、信心、满意4 大要素,旨在维持和激发学生的 学习动机. WISE 项目是基于网络的探究,通过问题探究方式实现探究思维的可视化. 运用 ARCS模型对 WISE项目 中热学案例“厨房中的热力学冶 进行解析,发现该案例的教学设计内容以及 WISE 平台自身特色对 ARCS 模型的4 要素都有较充分的体现. 说明 WISE 项目除培养学生探究能力外还具有维持和激发学生学习动机的教育价值     

三参数粘弹性地基上层合板的自由和强迫振动

基于三参数粘弹性地基模型及Reddy高阶剪切变形板理论,用双重Fourier级数形式解求得粘弹性地基上四边简支对称正交及反对称斜交层合板的各模态自由振动频率的解析解,以及这两种层合板在任意横向动荷载作用下动力响应的半解析解。通过参数分析讨论了粘弹性地基参数、边厚比等因素对自振频率及动力响应的影响。结果表明,地基的剪切刚度和压缩刚度提高了板的自振频率而降低了板的振动幅值,地基的粘性作用不可忽略。     

防空导弹自动驾驶仪测试性建模研究与应用

为了得到防空导弹自动驾驶仪的故障检测与诊断策略,减少自动驾驶仪的测试费用,建立了自动驾驶仪的测试性模型并进行分析,解决了建模的难点。通过多层抽象混合推理故障建模方法推导了自动驾驶仪结构与测试点之间的关系,根据测试点的特征和自动驾驶仪工作原理建立信息流模型,在此基础上,利用故障与测试间的相关性矩阵来描述测试性模型。基于此模型设计了诊断策略构建方法。实际应用表明,建立测试性模型的方法完全正确,通过模型能够构建有效的检测与诊断策略,缩短测试时间。     

基于信息流模型的自动驾驶仪多故障诊断分析

为了在多故障情况下对自动驾驶仪故障做出正确诊断,提出了基于相关性矩阵的多故障诊断完备性分析方法,并给出了严格的数学证明;首先对系统的软硬件模块进行分析与划分,利用信息流模型建立故障与测试间的相关性矩阵模型;再根据多故障情况下的诊断完备性分析方法对相关性矩阵进行行列变换,说明在多故障情况下此自动驾驶仪的故障诊断正确率理论上能达到100%,最后构建其故障诊断方法;实际应用表明,此方法对于自动驾驶仪的分析是有效的,可满足系统的指标要求。