自动微分及其在物理模拟中的应用

自动微分是利用计算机自动化求导的技术,最近几十年因为它在机器学习研究中的应用而被很多人了解.如今越来越多的科学工作者意识到,高效、自动化的求导可以为很多科学问题的求解提供新的思路,其中自动微分在物理模拟中的应用尤为重要,而且具有挑战性.物理系统的可微分模拟可以帮助解决混沌理论、电磁学、地震学、海洋学等领域中的很多重要问...     

光学相关器在自动目标识别中的应用

为使光学相关器更好地应用于自动目标识别领域,保证在较高识别速度下,具备良好的识别效果,介绍了应用于自动目标识别领域的联合变换相关器和匹配滤波相关器.针对匹配滤波相关器实现过程中的两项关键技术,在滤波器编码技术上提出了构造等相关峰综合鉴别函数以解决畸变不变识别问题.在相关峰识别技术上,针对阈值法存在的不足,提出利用BP神经网络对相关平面相关峰进行识别,采用划分感兴趣区域的方法减少了输入层神经元数目,简化了神经网络结构.借助搭建的光学相关器系统验证了该方法可对相关信号和噪声进行有效分类,提高了光学相关器的识别效果.     

一种少投影光学层析新算法及其应用

研究少投影数情况下等离子体温度场重建问题。结合光学层析重建算法及等离子体光谱诊断中的谱线绝对强度法进行自由电弧等离子体温度场重建实验。理论上，详细讨论了一种基于最大熵准则及最优化原理的光学层析图像重建新算法。通过计算机数值模拟，考察了该算法对非对称温度场分布的重建效果。详细分析了投影噪声、投影方向数、场分布性质对重建精度的影响，并与代数迭代重建算法结果进行对比．结果表明，该算法以两个正交方向投影数据重建单峰余弦模拟场平均误差仅为0.3％，而代数迭代重建算法为3．81％；该算法以四个均匀角度间隔投影数据重建三峰随机高斯模拟场平均误差为1．77％，而代数迭代重建算法为2．02％。实验中，运用该算法结合谱线绝对强度法重建了自由电弧等离子体的温度分布。     

一种新颖的诊断技术：光学层面分析

本文介绍了一种适用于火焰、流体、等离子体、光纤棒等透明介质的无损诊断技术──光学层面分析（optical tomography）．这一诊断技术是利用激光和计算机技术对透明介质的某一层面进行积分测量，然后建立起该层面的折射率、温度、密度等特性的二维或三维图象．文章介绍了光学层面分析重构图象的原理和三种测量方法及其对应的计算公式，并讨论了这一方法的前景．     

光学层析技术在中央处理单元散热中的应用研究

将光学层析技术实际应用于中央处理单元（ＣＰＵ）散热产生的温度场的重建中,指出了由多方面干涉投影重建三维场的实际应用意义。成功地解决了稳态场和似稳态场的我步步投影的获取问题。     

磁流变技术研究及其在光学加工中的应用

介绍了磁流变技术的基本原理及其应用。利用磁流变液在磁场作用下形成的高剪切应力,可以利用磁场形成可变硬度的磁流变液对光学零件进行可控的抛光加工。美国Rochester大学率先进行了应用磁流变液对光学零件进行抛光方面的研究。磁流变抛光获得的表面具有纳米级表面粗糙度。     

一种新型TNLCD光学模型及其应用

提出一种型LCD光学模型并采用计算机模拟,应用液晶显示屏电极显露问题的量化分析,成功地解释了有关现象,并提出相应的解决方法,且获得印证。     

因果代数及其在物理学中的应用

依据定量因果原理,给出了物理学中的一个因果代数的应用,当满足定量因果原理的互逆可消条件且又满足消去律的解时, 得到因果分解代数;由因果分解代数导出了结合律和单位元,进而导出了因果分解代数又具有群的结构特征,同时给出了这新代数系统在高能物理学中的应用.严格地给出了在高能物理中既不是群又不是环的反应,发现因果代数和因果分解代数是严格描述粒子物理反应的基本工具,得到了所有各种相加性、相乘性物理量和各种粒子反应都必须满足的统一恒等式,给出了因果代数和因果分解代数对高能物理的具体应用.利用因果代数的表示和超对称的R数,得到了含有超对称粒子反应中相乘性的超对称的P_R=(-1)^R对称性.还得到了一个关于电子自旋角动量的任意分量间的一个对称关系式,利用这对称关系式,可以化简多电子相互作用的计算.利用互逆可消条件定义了一般的逆元,可重新定义群,使群的公理减少一个,消除了重复定义. 关键词： 对称性 群论 因果原理 粒子物理     

一种X射线聚焦光学及其在X射线通信中的应用

基于栅控脉冲发射X射线源与单光子探测技术的X射线通信已经实现了实验室语音通信验证,并对通信系统的误码率性能进行了分析,为探索未来X射线深空应用打下了坚实的基础.针对目前X射线通信面临的信号发散角大、通信距离短、难以实现工程化应用的情况,迫切需要对X射线通信天线系统进行深入研究.为了提高信号增益、增大X射线通信的距离,提出了多层嵌套式X射线聚焦光学作为X射线通信的"收发天线",理论分析了X射线聚焦光学用于X射线通信"收发天线"的可行性,分析了X射线聚焦光学的理论基础与结构设计,对"发射天线"发散角、"接收天线"有效面积与焦斑尺寸、信号增益等性能做了探讨.结果表明:在信号发射端,"天线"的发散角为3 mrad左右,发射增益23 d B;在信号接收端,"接收天线"的有效面积5700 mm2@1.5 keV,焦斑直径为4.5 mm,接收增益为25 d B,通信系统总的增益可达48 d B.     

光学低通滤波器技术及其在CCD摄像机中的应用

利用石英晶体的双折射效应,设计制成用于ＣＣＤ 摄像机传感器前的光学低通滤波器（ｏｐｔｉｃａｌｌｏｗ ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ ———ＯＬＰＦ） ,它可以有效地降低或消除离散光电探测器对不同空间频率目标成像所产生的拍频效应或称莫尔条纹混淆现象。ＯＬＰＦ 的采用提高了ＣＣＤ 摄像机的成像质量,尤其是提高了ＣＣＤ 摄像机对条状和栅格状目标成像时的清晰度,并可消除伪彩色干扰纹的影响     

小波分析在光学信息处理中的应用

用小波变换分析惠更斯-菲涅耳原理,为小波光学理论描述理论基础．运用该理论,对光学系统的空域滤波、空频域滤波现象进行分析,其中小波在空域滤波以空间可变处理为例,小波在空频域滤波以匹配滤波为例,波前滤波则以夫琅和费单缝、圆孔等为例,分析了小波变换在光学领域处理问题的可行性,初步建立了小波光学的理论框架. 关键词：     

空心光束的产生及其在现代光学中的应用

近年来,随着激光应用技术的发展,各种中心强度为零的激光束被相继产生,并正在形成一个新颖的所谓空心光束(也称暗中空光束)的大家族。作为激光导管、光学镊子(光钳)和光学扳手,空心光束在微观粒子(如微米粒子、纳米粒子、自由电子、生物细胞和原子或分子等)的精确、无接触操纵和控制中有着广泛的应用。本文将首先给出空心光束的定义及其参数,并详细介绍各种空心光束产生的基本原理、方法及其实验结果。其次,就空心光束的分类及其应用场合进行了简单归纳与讨论。最后就空心光束在微观粒子(包括微米粒子、纳米粒子、生物细胞和自由电子等)的光学囚禁与操控中的应用进行简要综述,并就空心光束的产生与应用及其未来研究与应用前景进行了简短总结与展望。     

主动光学技术在制造标准大反射镜中的应用

介绍了利用主动光学技术校正大型标准反射镜残余面形误差和重力变形的方法 ,研制了用于施加局部作用力的工具———机械式作动器的结构与性能 ,作用力的测定方法 ;位于不同位置的作用力引起的镜面变形量的测定与分析 ,与镜面最小面形误差对应的作动器作用力控制矩阵的求解等。对一块Φ2 30mm、中心厚 18mm、R880mm、玻璃材料为K 9的标准球面镜进行了面形误差校正实验 ,取得了较明显的校正效果。     

空心光束的产生及其在现代光学中的应用

近年来,随着激光应用技术的发展,各种中心强度为零的激光束被相继产生,并正在形成一个新颖的所谓空心光束(也称暗中空光束)的大家族。作为激光导管、光学镊子(光钳)和光学扳手,空心光束在微观粒子(如微米粒子、纳米粒子、自由电子、生物细胞和原子或分子等)的精确、无接触操纵和控制中有着广泛的应用。本文将首先给出空心光束的定义及其参数,并详细介绍各种空心光束产生的基本原理、方法及其实验结果。其次,就空心光束的分类及其应用场合进行了简单归纳与讨论。最后就空心光束在微观粒子(包括微米粒子、纳米粒子、生物细胞和自由电子等)的光学囚禁与操控中的应用进行简要综述,并就空心光束的产生与应用及其未来研究与应用前景进行了简短总结与展望。     

辛卜森积分在非球面光学系统自动设计中的应用

为了克服非球面（特别是高次非球面）光学系统自动设计中的严重困难，我们运用辛卜森数值积分及若干数学处理建造了一种全新的优化指标——辛卜森指标。为减少实际追迹光线的计算量并同时满足辛卜森积分对等距节点上函数值的要求，采用拉格郎日插值方法计算若干非常规抽样光线对应的垂轴像差近似值。事实证明，辛卜森指标的引用可以迅速改善很差的初始结构，大大减少优化过程中的慢收敛、发散、震荡或“无解”，实现快速而稳定的优化；将它用于预优化过程，可以为后续自动设计提供优异的“雏型”结构，还可从纯球面系统入手，自动设计出理想的非球面系统；利用它还可自动确定各非球面参数的合理的增量     

代数重建技术在板壳结构断层重建中的应用

针对板壳结构用锥束射线倾斜扫描时数据缺失等问题,利用代数重建技术(ART)进行了断层重建。计算机模拟结果表明,由ART重建出的切片图像质量远好于先前用滤波反投影(FBP)重建出的切片图像质量。对影响ART算法的各种因素进行了调整,即选取适当的初始图像和收敛因子就可获得最佳的图像质量。     

大线性物理简介：8．光学孤子及其在光纤通讯中的应用

本文介绍了光学孤子的形成、特性及其在光纤通讯中的应用。     

耦合模理论及其在光纤光学中的应用

首先简要叙述了耦合模理论早期从微波领域逐渐发展起来而延伸到导波光学和其他领域的历程,该理论的数学描述是联立的一阶线性常微分方程组,即耦合模方程.然后明确指出一阶导数形式是该理论的特色,指明该方程在具体的边值问题下严格地与Maxwell方程相等效,并确定其解的主要近似来源与误差量级.最后还扼要叙述了耦合模理论在光纤光学各类问题中的应用,包括建模和模拟.还就使用耦合理论中出现的问题提出了自己的见解.