部分相干激光束空间关联结构调控研究进展

部分相干激光束在许多领域具有独特的优势。传统部分相干激光束的空间关联结构满足高斯函数分布,近年来具有非传统关联结构的部分相干激光束受到越来越多学者的关注。本文回顾了部分相干激光束空间关联结构构建基础理论,重点介绍了我们课题组在部分相干激光束空间关联结构调控方面取得的研究进展。研究表明,具有特殊空间关联结构的部分相干激光束表现出自聚焦、自偏移、自分裂、自整形等奇特特性,在大气激光光通信、微粒俘获和操控等领域具有重要的应用前景。空间关联结构的调控为光束性质调控提供了一个崭新的手段。     

波形钢板-UHPC组合桥面板结构截面优化

对实腹式波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板进行了改进, 采用空腹式结构建立波形钢板-UHPC组合桥面板有限元模型, 研究UHPC层厚度、波形钢板厚度、波形长度、下缘板宽度和波形高度等截面参数变化对组合桥面板受力特性的影响, 并确定其合理取值范围. 在此基础上, 通过理想点法对参数组合进行优化, 得到合理的参数匹配. 研究结果表明 相较于实腹式组合桥面板, 优化后的组合桥面板自重减小35%, 钢板弯折处应力减小16%; 相较于正交异性钢桥面板, 桥面板用钢量减小7%, 顶板与U肋连接位置应力减小47%.     

Simultaneous measurement of SO2 and NO2 concentration using an optical fiber-based LP-DOAS system

SO2 and NO2 are the most important pollution in atmosphere.An optimized long path(LP)differential optical absorption spectroscopy(DOAS)system of high light intensity at an ultraviolet(UV)wavelength is proposed and used to measure the concentration of SO2 and NO2 simultaneously.In contrast to the traditional DOAS,the system adopted a Y-type optical fiber structure instead of a combination of mirrors in the telescope.The UV light intensity test shows that the light intensity of UV can arrive to above 80% of the max measuring range when the light path reaches 135 m,and the integral time of the spectrograph is only 15 ms.The system is proved to be efficacious through laboratory calibration.The maximum error of SO2 calibration is 4.19%,and is 5.22% for NO2.The error of the SO2 and NO2 mixture calibration is within 10%.Field measurement is implemented in a wastewater treatment plant in winter.The measurement light path is 738 m.The concentration of SO2 varies from 6μg/m^3(2.26 ppb)to 20μg/m^3(7.52 ppb),and the concentration of NO2varies from 100μg/m^3(53.2 ppb)to 200μg/m^3(106.4 ppb)approximately.The results are in accordance with the data from a monitoring station nearby in magnitude order and variation tendency mostly.     

可见光光谱滴定法测定水中总硬度北大核心CSCD

提出了可见光光谱滴定法测定水中总硬度的方法。在整个滴定过程采用颜色真实测量体系替代人的感官判定,建立了光谱计量参数与试剂量的色变滴定曲线,用曲线上的突变峰标识滴定终点或结构变化点。可见光光谱滴定法可以克服感官滴定存在色评价条件不统一、操作人员个体生理条件不一致、无法量值溯源等困难,能实现测定的自动化。上述方法用于测定水质总硬度标准样品,结果显示测定值均在标准样品认定值的不确定度范围内。按照标准加入法对实际样品进行回收试验,回收率为99.7%~101%。分别采用可见光光谱滴定法和目视滴定法[即乙二胺四乙酸(EDTA)络合滴定法]测定8种水体样品的总硬度,配对t检验结果表明两种方法的测定结果无显著性差异。     

铷离子-铷原子混合阱飞行时间谱的拟合和仿真模拟

离子-原子混合阱是研究带电粒子-中性粒子低温反应的理想平台,直接甄别反应产物最准确的方法是带电粒子飞行时间谱,飞行时间谱峰的强度、位置(飞行时间)和宽度给出了相应带电粒子的强度和动能(温度)等信息.本文通过分析和模拟铷离子-原子混合阱中的飞行时间谱,获得了不同荷质比的离子绝对强度和温度等信息.具体说,首先使用Gumbel型极值分布函数飞行时间谱的谱峰,获得谱峰强度、位置和宽度等信息.然后对实验建模得到耦合的原子数和总带点离子的速率方程,用这些速率方程拟合实验数据,并结合实验测量到的绝对原子数,获得绝对的离子数强度.由此提供了一种标定探测器(本文使用的是微通道板)的方法.改变电离激光的波长和强度得到的标定因子是一致的,表明了这种方法的可靠性.此外,利用COMSOL Multiphysics模拟实验的飞行时间谱,仿真模拟结果表明离子动能大,谱峰宽度窄.本文对飞行时间谱的强度和宽度分析为冷原子光电离过程的离子-原子反应碰撞和带电粒子温度弛豫奠定了基础.     

基于LSTM的激光混沌同步通信

针对激光混沌保密通信系统中混沌信号接收双方硬件参数难以完全匹配的问题,用长短期记忆神经网络对发射端产生的大量混沌加密信号和部分载波信号进行充分训练,最终得到一个与发射端激光器系统高度相似的神经网络模型,并用此非线性模型代替接收端进行解密,实现了2 Gbit/s的混沌同步通信。该方法明显降低了混沌同步的复杂性。探讨了不同节点数量、耦合系数以及信噪比对于同步通信的影响,结果表明同步系数可以高达0.999 966,均方根误差达到10^-3量级,误码率低至10^-10量级。最后通过图像传输系统验证了方案的可行性。     

离子色谱法测定乳粉中的高氯酸盐

建立了乳粉中痕量高氯酸盐的固相萃取离子色谱分析方法。在碱性条件下,乙腈提取、浓缩,0.22μm尼龙滤膜+RP柱净化,AS20阴离子分析柱(150mm×4.0mm)分离,流动相为氢氧化钠溶液(30~70mmol/L),流速1.0mL/min。结果表明,高氯酸盐在0.4~20μg/L内具有良好的线性关系,相关系数0.999 8,样品检出限20μg/kg,加标回收率在77.2%~108%。测定了41个乳粉中的高氯酸盐含量,高氯酸盐检出率为31.7%。对质监部门用来检测乳粉中高氯酸盐的方法是一个补充,为食品安全提供了参考数据。     

用均匀化理论分析蜂窝结构的等效弹性参数

在线弹性范围内,根据均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期性结构的均匀化的有限元格式（Homo FEM）,计算出不同相对密度下的规则蜂窝结构的等效弹性模量Ee和泊松比νe.同时,利用蜂窝结构的代表胞元模型,用常规的有限元方法（FEM）模拟计算出相应的等效弹性参数.最后将两种数值计算结果与己有的理论公式进行了比较和分析讨论.结果表明:在考察的相对密度全场范围内（0～0.4）,HOmO FEM得到的蜂窝结构的 Ee和νe 与 FEM使用平面实体单元模拟计算得到的结果一致吻合,反映出 Homo FEM数值方法的客观准确性和可行性.而 Gibson公式和 W-K得到的等效弹性模量值 Ee只是在较小相对密度的情况下（小于0.15）与数值计算结果吻合.当结构的相对密度较大时,必须考虑胞棱附近区域由应力集中导致的复杂的应力和应变分布的影响.     

分置式斯特林制冷机微振动输出检测方法

目前行业内没有标准的制冷机微振动检测方法,为了微振动测量的准确性,通过对斯特林制冷机微振动输出机理及检测方法的研究,对微振动输出的检测装置及检测系统进行了设计,对制冷机本身微振动输出检测方法进行试验研究。为制冷机微振动的抑制提供基础支撑,从而优化分置式斯特林制冷机的整机设计。     

部分相干光束经过湍流大气传输研究进展

相较于相干光束,部分相干光束经过湍流大气传输能够有效地抑制湍流引起的光束展宽、光斑漂移及光强闪烁等扰动效应,在自由空间光通信、激光雷达和激光遥感等方面有重要的应用前景.近年来,部分相干光束湍流大气传输研究受到越来越多学者的关注.本文回顾了部分相干光束在湍流大气中传输特性研究的发展历程、理论基础及常用的理论方法,介绍了处理光束经过湍流大气传输的相位屏数值模拟方法,以及如何把该方法运用到处理部分相干光束传输.