分子构象聚类中的K-means密度峰值搜索算法

分子构象的聚类是搜索分子动力学模拟轨迹中代表构象的主要方法。 它是分析复杂构象改变或分子间相互作用机制的关键步骤. 作为一种基于密度的聚类算法,密度峰值搜索算法因其聚类的准确度而被应用于分子聚类过程中. 但随着模拟时长的增长,密度峰值搜索算法较低的计算效率限制了其应用的可能. 本文提出K-means密度峰值搜索算法的聚类算法,它是密度峰值搜索算法在计算效率方面的一个扩展版本,用于解决密度峰值搜索算法中巨大的资源消耗问题. 在K-means密度峰值搜索算法中,首先,通过高效的聚类算法(例如K-means)进行初始聚类,得到的聚类中心被定义为具有权重的典型点. 然后,对加权的典型点通过密度峰值搜索算法实现二次聚类,并细化点为核心点、边界点、加细光晕点. 在与密度峰值搜索算法具有相似的精度的同时,计算复杂度由O(n²)降至O(n). 通过二面角,二级结构,关联图描述的分子构象,将KFDP用于多个模拟轨迹的聚类过程中. 并通过与K-means聚类算法,DBSCAN聚类算法的比较结果,验证了K-means密度峰值搜索算法的优势.     

双Sine-Gordon方程的对称和守恒律

通过使用经典李对称方法建立双Sine-Gordon方程的李点对称和LieBcklund对称,并证明此方程是非线性自伴随的.根据双Sine-Gordon方程的对称和它的伴随方程构造它的守恒律.     

注入锁定铜蒸气激光器的实验研究

使用两台相同的望远镜式非稳腔铜蒸气激光器,通过一块45°玻璃平板作腔的耦合组成匹配的注入锁定系统,研究了同步、注入信号功率和光束孔径大小等因素对输出功率和方向性的影响,实验结果清楚地表明,注入信号的作用在于抑制腔内高阶横模(包括被放大的自发发射)的竞争,使高增益介质的激光器既提高效率又改善方向性。注入锁定器件功率水平在5左右的情况下,其结果与单独非稳腔振荡相比,输出功率增加30～40％,方向性改善一倍以上。     

Snapshot imaging spectrometer based on a microlens array

This Letter proposes a snapshot imaging spectrometer, which obtains the spectral information and spatial information in one "shot". The device proposed can achieve the data cube size of 21 × 29 × 40 in the waveband of400–800 nm. The core element of this system is the microlens array, which contains 60 × 60 microlenses in a square arrangement, each microlens has an aperture of 125 μm× 125 μm, and the F number is 15. The microlens array is mounted in a rotation mount, which provides 360° of rotation around the optical axis to maximize the spectral resolution. The final resolution of the system is about 10 nm.     

基于深度张量神经网络预测有机分子的相互作用能

分子的相互作用在分子动力学模拟过程中起着关键的作用. 受限于计算资源,大分子的长时间尺度的相互作用能无法通过量化计算实现. 本文采用一种深度学习框架-深度张量神经网络来预测三个有机分子相关体系中量化精度的相互作用能. 其中,分子的几何结构和原子类型作为网络的输入用于预测相互作用能. 通过分层生成的数据集合实现了网络中隐层参数的优化和训练. 相互作用能的预测结果显示,深度张量神经网络可以在较短的时间内,在1 kcal/mol的平均绝对误差的范围内准确预测分子间的相互作用能. 这一过程提高了计算效率,并为计算相互作用能提供了可靠的计算框架.     

基于TorchMD的粗粒化分子动力模拟研究

粗粒化模型通过简化原子性质以及原子间的相互作用实现生物大分子长时间尺度的分子动力学模拟. 深度学习通过模拟人类的认知过程实现海量数据的准确分类和回归过程. 本论文将这两种技术进行融合,利用基于深度学习的粗粒化分子动力学模拟技术研究分子在不同状态之间的变化过程,并提出基于TorchMD的分子动力学模拟的分析框架. 在本工作中,MFDP聚类算法被用于在三维的CV变量空间中进行聚类,并确定分子的若干主要状态,在完成聚类的同时,给出各类中的代表分子构象,并给出类之间的分子构象. 这为后续利用String算法分析分子在不同状态间的转换路径打下基础. 通过String算法,迭代搜索得到分子在不同状态之间的变化路径以及对应的势能变化曲线. 通过与已有文献的结果进行对比,验证了基于TorchMD的粗粒化分子动力学模拟的理论框架可以在相对较短的时间尺度里研究分子的变化过程.     

掺铒光纤环形激光器输出特性的研究

根据掺铒光纤激光器的速率方程，对环形腔光纤激光器的输出特性进行了理论分析，得到了光纤激光器在稳态条件下阈值抽运功率、激光输出功率和斜率效率的解析表达式。利用数值模拟结果对光纤激光器的这些基本特性参量进行了分析和讨论，为光纤环形激光器的优化设计提供了依据。并进行了980nm抽运的掺铒光纤激光器的实验，实验证明理论分析得到的基本特性是合理的。     

全光纤调Q掺铒光纤激光器的脉冲研究

报道一种全光纤调Q掺铒光纤激光器,在其结构中采用带有光纤光栅的光纤环形镜作为调Q装置此调Q方案同时具有对腔内损耗进行调制和对激光输出波长选择的功能理论上分析了不同臂长差时的脉冲出现情况,与实验基本相符并对激光单脉冲产生及稳定性进行了分析讨论.     

自滤波铜蒸气激光器的研究

为获得接近衍射极限发散角的铜激光，设计了共焦及平凹二种自滤波非稳定腔并研究了它们的输出特性，分别获得了发散角为２．５倍及１．４倍衍射极限的铜激光。