Improved free space optical communications performance by using time diversity

A laser beam propagating through turbulence experiences random amplitude and phase fluctuations, which can severely degrade the performance of free space optical communication systems. It this letter, time diversity is demonstrated as a technique which can decrease turbulence influence. Statistically, laser propagation along an atmospheric path is uncorrelated with an earlier-time path for a time interval greater than the atmospheric turbulence correlation time. To estimate time diversity system performance, a 2.2-km optical link is set up for comparing the fade probability of a system using time diversity with a system not using time diversity. The experimental results obtained under different turbulence conditions are shown which are in good agreement with the theory.     

驶向南极——南极考察记实(一)

编者按：中国作为“南极条约”缔约国之一，于１９８４年１２月在南极西部建立了“长城站”，１９８９年２月又在东南极建立了“中山站”。从此，中国在南极有了两个常年观察站，并先后派出了十五次南极科学考察队。艾勇博士作为武汉大学参加南极考察的第一位科学工作者，担负着第十五次中山站高空大气物理考察、研究的重任，于１９９８年１１月５日乘“雪龙”号船离开上海港驶向南极中山站。应本刊邀约，作者发回了他沿途的所见所闻，该文言之有物，读之有感，既是一篇可读性较强的记实报道，又是一篇难得的历史资料。而且，作者将陆续发回…     

空间光束实时捕获、跟踪实验与分析

提出一种空间光束捕获、跟踪设计方案,在实验室条件下实现其主要功能,并对其定位精度和实时性进行了分析,结果表明：信标光定位处理的时间为25 ms,角度测量的相对误差为1.3％,显示出良好性能.同时,为由理论分析到实际星载PAT系统提供试验依据.     

激光雷达对中层顶大气密度起伏的探测

利用钠荧光散射激光雷达对中层顶（７５～１０５ｋｍ）高度的钠原子层进行探测，以钠原子作为示踪物，通过反演得到了该区域大气密度起伏随高度分布和随时间变化关系．结果表明，中层顶附近大气密度起伏远大于平流层和对流层，在２ｈ内，密度起伏可达５％，３日平均Ｒｉｃｈｏｒｄｓｏｎ数为０．４６．     

基于DPIM调制的MIMO空间光通信系统

为了抑制空间光通信中大气湍流效应和降低误包率,提出了一种引入分布式多出多入技术,基于数字脉冲间隔调制的多出多入空间光通信系统.在弱湍流信道模型和APD探测器下建立了多出多入系统链路模型,推导了最大似然检测下的最佳阈值和误包率.计算结果表明：发射分集通过多路径传输平滑接收信号光强起伏|接收分集增加孔径平滑效应,减弱接收光强起伏|在发射平均功率、接收孔径总面积和背景噪音相同的条件下,数字脉冲间隔调制的不同多出多入系统存在几乎相同的最佳雪崩光电二极管增益|比较多出多入通信系统下三种调制方式,数字脉冲间隔调制的误包率较少劣于PPM调制而大大优于OOK调制.     

单分子结的构筑及分子电导性质的测试

分子电子学已成为21世纪研究的热点. 通过将具有特定功能的分子连接在纳米尺度金属电极之间从而构筑包括分子导线、开关、整流器在内的各种分子尺度电子器件, 这引起了科学家们广泛的研究兴趣. 在分子电子学研究中, 构筑金属/分子/金属(MMM)分子结是研究分子器件中电子传输性质的关键. 尽管已经取得了很大的进展, 目前在纳米尺度下构筑稳定可靠的MMM分子结并测试单个分子的电学性质仍然面临很多挑战. 本文着重对单分子电学性质的测试技术和相关理论研究的最新进展以及存在的挑战做了概述.     

新型嘧啶并喹啉衍生物的合成及体外抑菌活性评价

采用简便有效的方法合成了一系列新型的嘧啶并[5,4-c]喹啉-4(3H)-酮衍生物,通过IR,1H NMR,HRMS对所合成的化合物进行了结构表征,并用微稀释液体培养法对革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌)、革兰氏阴性菌(大肠杆菌)以及真菌(白色念珠球菌)进行了体外抑菌活性评价.抑菌活性的筛选结果表明:所测化合物均表现一定的抗菌和抗真菌活性.     

基于光流法的气体排量计算模型研究及验证

针对污染气体监测系统中机动车尾气排量计算问题,提出了基于光流法的气体排量计算模型。该方法先通过红外相机获取多帧气体图像序列,再经过光流法处理得到气体羽流一段时间之内的光流速度场矩阵,最后与二维气体浓度图相结合处理得到气体瞬时排量。经过使用不同的光流法进行实验对比可知Farneback光流法在该模型中的适应性更好,能够得到更好的处理效果,该光流法计算得到的气体排量拟合度最大达到了93%,并且在保证处理精度的同时运算速度也优于Lucas-Kanade光流法和Horn-Schunck光流法,在低排放速度和高排放速度的气体排量计算中也有更好的稳定性。该方法为非接触式气体监测提供了新的思路。     

扫描式法布里-珀罗干涉仪测量高空大气风速

为测量中低纬度地区250km高空大气风速，采用扫描式法布里 珀罗干涉仪记录250km高度附近的OI630nm气辉辐射谱线的干涉图像。通过对观测图像分析处理，用高斯函数匹配干涉条纹强度分布以确定干涉条纹强度中心的精确位置，进而求出谱线的多普勒频移，反演出经向和纬向风速。经过理论推导，求出F P腔间距的漂移量对风速的影响，对反演风速进行修正。由风速随时间变化曲线得到在观测期间，经向风朝南，大小在4～67m/s间变化；纬向风朝东，大小在20～100m/s间变化，最小风速误差约为6m/s。     

一种新的Fabry-Perot干涉条纹处理方法

介绍了一种提取Fabry-Perot(法布里-帕罗)干涉条纹圆心点坐标和条纹半径的新方法。首先对干涉图像依次进行二值化处理,对所得到的条纹强度曲线进行均平滤波和自适应滤波,根据条纹灰度值强度余弦函数分布的特点,对条纹灰度值数据进行最小二乘法拟合,获得条纹强度峰值坐标,通过精确的迭代算法,进而获得Fabry-Perot干涉条纹圆心点的坐标;然后再对干涉条纹进行圆周积分,从而可以确定每级Fabry-Perot干涉条纹的半径长度。该方法可提高计算精度,减小计算误差。