光泵磁共振信号幅度与射频场振幅的关系

在光泵磁共振实验中观测到单量子跃迁共振信号幅度随射频场振幅增加而迅速增加,并很快达到饱和,然后单调缓慢下降的关系.当射频场振幅更大时(约大于3.5V),观测到双量子跃迁共振信号,信号幅度与射频场振幅成二次函数关系.本文对实验结果进行了分析和解释.     

A new tracking error detection method using amplitude difference detection for signal waveform modulation multi-level discs

The sub-land/sub-pit affects the characteristic of the tracking error signal which is generated by the conventional differential phase detection (DPD) method in the signal waveform modulation multi-level (SWML) read-only disc. To solve this problem, this paper proposes a new tracking error detection method using amplitude difference. Based on the diffraction theory, the amplitude difference is proportional to the tracking error and is feasible to be used for obtaining the off-track information. The experimental system of the amplitude difference detection method is developed. The experimental results show that the tracking error signal derived from the new method has better performance in uniformity and signal-to-noise ratio than that derived from the conventional DPD method in the SWML read-only disc.     

洛仑兹脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解的比较研究

使用复振幅包络表示式和复解析信号表示式推导了洛仑兹脉冲光束的传输公式. 通过具体数 值计算对脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解在不同带宽时的传输进行了对比研究. 数 值结果表明脉冲光束为窄带时，在传输方向轴中心的一定范围内两种解是一致的，而对于宽 带脉冲光束，复振幅包络解在轴中心较近的距离即表现出奇异性，复解析信号解才是符合物 理意义的表示式. 由数值计算得出了选择脉冲光束研究方法的条件，并从所得公式对复振幅 包络解出现奇异性的现象进行了解释. 关键词： 复振幅包络 复解析信号 窄带脉冲 宽带脉冲     

基于分簇技术的水下声传感器网络的时钟同步研究

时钟同步是水下传感器网络节点协作的必要条件。不同于陆地传感器网络,水声信道具有随机的时频变化,声信号传播速率低,具有很大的时延。本文首先研究了水下传感器网络的分簇技术,在分簇的传感器网络中,实现了适用于水下的发送端—接收端的同步协议。通过MATLAB,利用水下声传播特性公式,对水下传感器网络的时钟同步能耗与同步精度之间的关系进行模拟仿真。最后得出了结论,证明了本文的研究意义。     

High-performance coherent population trapping clock based on laser-cooled atoms

We present a coherent population trapping clock system based on laser-cooled $^{87}$Rb atoms. The clock consists of a frequency-stabilized CPT interrogation laser and a cooling laser as well as a compact magneto-optical trap, a high-performance microwave synthesizer, and a signal detection system. The resonance signal in the continuous wave regime exhibits an absorption contrast of $sim 50$%. In the Ramsey interrogation method, the linewidth of the central fringe is 31.25 Hz. The system achieves fractional frequency stability of ${2.4times }{{10}}^{{-11}}/sqrt tau $, which goes down to ${1.8times }{{10}}^{{-13}}$ at 20000 s. The results validate that cold atom interrogation can improve the long-term frequency stability of coherent population trapping clocks and holds the potential for developing compact/miniature cold atoms clocks.     

染料聚合物工艺母盘刻录坑形对读出信号调制幅度的影响分析

与光刻胶工艺相比,染料聚合物工艺母盘刻录的光盘坑形有很大区别。在已知文献中对坑点形貌与读出信号关系的研究结果已不再有效。使用基于角谱分解的衍射理论,利用原子力显微镜得到的坑形,对两种工艺光盘的调制幅度参数进行了仿真。仿真结果表明,对染料聚合物工艺而言,在较小的深度和宽度下能获得与光刻胶工艺光盘相当的调制幅度。对实际光盘几何尺寸和电信号参数的测试结果证明了仿真结果的正确性。     

基于频域幅度谱数据重建电磁脉冲时域波形

由频域幅度谱数据重建时域脉冲波形,是电磁脉冲效应及传感器标定研究中经常遇到的问题。根据最小相位原理,利用倒谱技术,编程实现了从频域幅度谱数据构造相位信息,进而反演时域脉冲响应波形。对几类函数波形和一组实测高空核爆电磁脉冲(HEMP)波形的验证结果表明,HEMP波形、余(正)弦阻尼振荡波形等信号的重建波形与原始波形符合很好。对于非最小相位信号,重建波形的前(后)沿、峰值等细节参数有一定差别,但也能给出一些波形、累积能量、幅值量级等方面的标志信息。     

锶原子光晶格钟自旋极化谱线的探测

87Sr原子存在核自旋,在磁场作用下原子能级会分裂成不同塞曼子能级.通过光抽运对原子进行自旋极化,其自旋极化谱线的探测为锶光钟系统的闭环锁定提供精确的频率参考.本文对~(87)Sr原子钟跃迁能级5s~2~1S_0→5s5p~3P_0中的m_F=+9/2和m_F=-9/2的塞曼磁子能级自旋极化谱线进行了探测.经过一级宽带冷却和二级窄线宽冷却与俘获后,锶冷原子温度为3.9μK,原子数目为3.5×10~6.利用邻近"魔术波长"的813.426 nm半导体激光光源实现水平方向的一维光晶格装载.采用归一化探测方法用线宽为Hz量级的698 nm钟激光对~1S_0→~3P_0偶极禁戒跃迁进行探测,在150 ms的探测时间下获得线宽为6.7 Hz的钟跃迁简并谱.在磁光阱竖直方向施加一个300 mGs的偏置磁场获得塞曼分裂谱,并通过689 nm的圆偏振自旋极化光进行光抽运,最终在探测时间为150 ms时,获得左右旋极化谱线线宽分别为6.2 Hz和6.8 Hz.     

基于数字信号处理的嗓音控制开关(VOX)算法研究

本文提出了一种基于数字谱分析的嗓音控制开关(VOX，Voice—Operated Transmit)的新算法，该算法简单、实用，在某种程度上克服了传统VOX算法的结构复杂、参数难调等局限，对噪声的鲁棒性也较好，而且易于用数字信号处理实现。首先利用信号功率谱二次处理，提取出语音的平均幅度包络，然后对所得包络进行阈值处理、限幅放大，最后就得到VOX函数。理论分析和计算机模拟结果表明，该算法不仅能较为准确地提取出语音波形的平均幅度包络，而且能工作在较低的信噪比条件下。     

基于石墨烯振幅可调的宽带类电磁诱导透明超材料设计

基于石墨烯的电控特性提出了一种由金属线谐振器和"H"型谐振器组成的宽带可调的类电磁诱导透明(类EIT)超材料结构.首先,利用CST Microwave Studio软件对该超材料结构的透射特性进行了仿真.该结构在1.05—1.46 THz内的透射窗由金属线谐振器的等离子谐振和"H"型谐振器的电感-电容谐振干涉相消引起,且暗模式谐振器的数量增多导致了透射窗带宽的增加.其次,仿真模拟了该结构在不同石墨烯费米能级下的透射特性.当石墨烯费米能级由0 eV逐渐增加到1.5 eV时,该结构透射窗在1.05—1.46 THz内的平均透射振幅由87%逐渐减少到25%,实现了宽带可调.同时,通过仿真模拟该结构在1.26 THz下的电场分布对其透射机理进行了分析,并实验制备了类EIT超材料结构样品,且利用太赫兹时域光谱对样品进行了透射性能测试,测试结果与仿真分析的趋势基本一致.     

Simple optical preprocessing for optical clock recovery using a single fiber Bragg grating filter

We propose a simple optical preprocessing for optical clock recovery using a fiber Bragg grating (FBG) filter. In the proposed scheme, the signal preprocessing is performed by suppressing the carrier component through the FBG filter, and experiment shows that the clock component is larger than about 10 dB compared with other rf components within a distance of from the clock frequency component.     

基于悬丝法的螺线管磁轴测量信号处理技术

针对螺线管磁轴测量中的悬丝位置、测量信号失真、磁轴偏轴和磁轴倾斜信号的分离数据处理要求等问题,采用一种高偏置消除的信号检测与测量方法,并对探测器采用了相关的恒定驱动技术,进一步提高了信号产生的稳定性及抗干扰能力,研制了一种可以获得比较直接的悬丝振动信号的测量系统,解决了单纯采用交流耦合隔直滤波放大器或带通滤波放大器不能获得完全准确的测量信号的问题,确保了在较高的直流偏置下获得没有畸变的较小测量信号,消除了测量信号中低频分量基线倾斜及其中起伏的影响,并实现了磁轴偏移和磁轴倾斜信号的分离,极大地提高了螺线管线圈磁轴的测量灵敏度,实际测试结果显示测量灵敏度提高约1个量级。     

基于幅度调制的非线性超声相控阵成像方法*

超声相控阵是超声检测领域常用的材料缺陷定位和成像技术,可便捷快速地对裂纹、孔洞等缺陷进行成像。但是,传统超声相控阵方法对较小缺陷如闭合裂纹不太敏感。非线性超声信号因对材料性能退化以及微小缺陷敏感而广受关注。本文针对疲劳闭合裂纹检测,提出一种基于幅度调制的非线性超声相控阵成像方法,通过测量物理聚焦和虚拟聚焦两种聚焦模式下超声扩散场中的声能差,并将其作为非线性参量,实现疲劳裂纹闭合部分的定位成像和定量表征。将该法应用于7075铝合金试样疲劳裂纹的实验测量,并研究了扩散场信号延迟时间对非线性超声相控阵成像结果的影响。结果表明：相较于传统超声相控阵全聚焦法,基于幅度调制的非线性超声相控阵成像方法能够更准确地定位和成像疲劳裂纹闭合部分;延迟时间的选择对疲劳裂纹长度的表征精度影响较大,本文研究了该延迟时间的选择方法并实现了检测结果的优化。     

影响光纤参量振荡器全光时钟提取性能的因素分析

实验考察了输入光信号调制速率、泵浦功率、偏振态以及光纤参量振荡器（FOPO）环形腔内光纤长度、光偏振旋转等因素对FOPO提取的时钟信号相位抖动和幅度噪声的影响。实验表明,在光时钟信号相位抖动均方值（RMS）为0.025 UI的容限内,基于FOPO的全光时钟提取方案对这些变化因素的承受能力分别为:8.2 kHz的输入信号调制速率变化、5 dB的泵浦光功率变化、20泵浦信号方位角变化、2 mm的腔内光纤长度变化以及14的腔内信号方位角变化。这为进一步提高基于FOPO全光时钟提取性能提供了重要实验依据。     

信号发生器输出幅度平坦度测量中的非线性与相关性问题研究

信号发生器输出幅度平坦度是评价信号发生器输出特性的一项重要指标,本文介绍了输出幅度平坦度的测量方法,并且针对其不同的计算公式建立了测量的数学模型。由于该数学模型是非线性模型,并且由于输入量之间可能存在相关性,所以在进行测量不确定度分析的过程中必须考虑在合成标准不确定度时是否需要加入数学模型按泰勒级数展开后所得方差的高阶项以及表征相关性的协方差项。根据高阶项对合成标准不确定度整体的贡献大小判断是否可以忽略。同时比较了通过实验方法得到相关系数与相关系数直接取0或取1时对应扩展不确定度的大小。最后针对幅度平坦度的测量提出有效避免处理相关问题的方法。     

基于回波信号仿真的瑞利-喇曼-米激光雷达研制

 在分析瑞利、喇曼和米散射仿真回波信号的基础上,研制了一台探测大气温度、气溶胶和卷云的瑞利-喇曼-米散射激光雷达,实现了一台激光雷达针对大气温度、气溶胶和卷云光学特性的多参数探测。为提高瑞利和喇曼微弱回波信号信噪比,采用了极高灵敏度的R4632光电倍增管和光子计数技术;为实现对大气气溶胶和卷云的探测,532 nm回波信号采取高低分层技术、高层通道回波衰减方法和探测器门控技术。瑞利-喇曼-米散射激光雷达的探测结果证明了利用仿真回波信号指导激光雷达设计的可行性。     

采用振幅耦合方法研究多旋转中心混沌振子的相同步

为了找到具有多个旋转中心的混沌系统的相同步与其动力学拓朴变化之间的对应关系，采用线性振幅线性耦合方法，研究了Lorenz系统和Duffing系统的相同步，首先对Lorenz系统和Duffing系统分别进行极坐标变换，在线性振幅耦合基础上计算了两个系统的平均旋转数和Lyapunov指数，发现，随耦合强度的增大，系统相同步与系统的Lyapunov指数跃变存在一一对应的关系，这表明具有多个旋转中心的混沌系统的相同步与系统动力学拓朴变化也存在着对应关系. 关键词： Lyapunov指数 振幅耦合 相同步     

光声池中微弱光声信号检测

大气中的污染源气体含量很少, 用光声光谱对其进行监测得到的光声信号极其微弱. 本文首先分析微弱信号产生机理, 在分析Holmes Duffing方程的基础上, 提出了适合光声池微弱信号检测的变尺度差分方法. 该方法通过对信号进行尺度变换, 再做差分来检测微弱信号. 理论分析和实验表明, 变尺度差分方法能很好地抑制系统相空间的共模噪声, 而且能很好地凸显混沌状态临界值. 变尺度差分方法测出的信号相对误差都小于5%, 说明其可以用于较高频率、 相位和频率都未知的微弱光声信号幅值检测. 关键词： 光声光谱 微弱信号 幅值 Duffing     

振幅相干态的量子统计性质

对振幅相干态|ψ＞的非经典性质进行了研究，用数值计算的方法讨论了它的振幅压缩性质、亚泊松分布特性和反聚束效应。     

基于回波信号仿真的瑞利-喇曼-米激光雷达研制

在分析瑞利、喇曼和米散射仿真回波信号的基础上,研制了一台探测大气温度、气溶胶和卷云的瑞利-喇曼-米散射激光雷达,实现了一台激光雷达针对大气温度、气溶胶和卷云光学特性的多参数探测。为提高瑞利和喇曼微弱回波信号信噪比,采用了极高灵敏度的R4632光电倍增管和光子计数技术;为实现对大气气溶胶和卷云的探测,532 nm回波信号采取高低分层技术、高层通道回波衰减方法和探测器门控技术。瑞利-喇曼-米散射激光雷达的探测结果证明了利用仿真回波信号指导激光雷达设计的可行性。