新的具有宽参数范围的五维保守超混沌系统的动力学研究

保守系统因为没有吸引子,与常见的耗散系统相比,它的遍历性更好,伪随机性更强,安全性更高,更适合应用于混沌保密通信等领域.基于此,设计了一个新的具有宽参数范围的五维保守超混沌系统.首先,进行Hamilton能量和Casimir能量分析,证明了新系统满足Hamilton能量保守且能够产生混沌.然后进行动力学分析,包括保守性证明、平衡点分析、Lyapunov指数谱和分岔图分析,证明了新系统具有保守系统的特点,且能够在宽参数范围内一直保持超混沌状态,同时对比宽参数范围内系统的相图和Poincaré截面图,结果表明随着参数增大,系统的随机性和遍历性得到增强.接着,对新系统进行NIST测试,结果显示该系统在宽参数范围内产生的混沌随机序列具有很强的伪随机性.最后对保守超混沌系统进行电路仿真和硬件电路实验,实验结果证实了新系统具有良好的遍历性和可实现性.     

基于PAC的测控系统设计与实现

为实现某化学分析测量仪器自动化测控需求,通过分析研究数字量与模拟量输入监测及温度、电磁阀等控制技术,设计组建了基于PAC的组件式测控系统,编制了基于模块化开发、工作流程的数据结构设计、多线程技术的测控软件,经过多次实验验证,测控系统稳定可靠,实现了无人值守长时间运行。     

基于宽范围粒径谱仪的气溶胶探测方法

通过改变基于宽范围粒径谱仪的温度控制方法,研究温度变化对气溶胶浓度的影响和作用.本文首先对宽范围粒径谱仪进样系统温度控制方法进行改进,即采用钽管加热器及不加热切换的温度控制方法来改变宽范围粒径谱仪进样部分温度,使用改进后的系统测量室内外大气气溶胶,对不同温度下大气气溶胶的浓度分布情况进行讨论与分析.结果表明室外粒子数浓度分布的峰值与室内粒子浓度分布的峰值相比,室内空气中粒子数浓度峰值明显要小,即室外大气中的粒径大的粒子更多.证实了宽范围粒径谱仪适用于大气气溶胶的检测,在环境检测中有广泛的应用前景.     

宽温度范围微型人眼安全激光器

报道了一种宽温度适应范围的微型化人眼安全激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,研究了微型激光器的结构和激光在宽温度范围下的输出特性。当泵浦能量9mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量130μJ,脉宽5.5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,光束质量因子为1.3。采用真空封装工艺,在-40~50℃温度范围内,自然冷却方式下激光器稳定输出,功率不稳定性波动小于5%。     

宽温度范围微型人眼安全激光器

报道了一种宽温度适应范围的微型化人眼安全激光器。采用中心波长940 nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+: MgAl2O4作为被动调Q晶体,研究了微型激光器的结构和激光在宽温度范围下的输出特性。当泵浦能量9 mJ,重复频率10 Hz,泵浦脉宽5 ms时,获得了单脉冲能量130 J,脉宽5.5 ns,峰值功率大于20 kW的激光输出,光束质量因子为1.3。采用真空封装工艺,在－40~50 ℃温度范围内,自然冷却方式下激光器稳定输出,功率不稳定性波动小于5%。     

拉曼积分球定量分析宽浓度范围水中溶解物

拉曼积分球通过光学设计,提高了激发光功率的使用效率和拉曼散射信号的收集效率,进而提高了检测限,大部分水中溶解物的检测限优于5 mg·L^-1。对宽浓度范围的硫酸钠、硝酸钠、白砂糖、甲醇进行检测,引入水扣除系数将其水溶液的拉曼光谱扣除水的特征光谱,进而得到不同浓度的溶质的拉曼特征光谱。通过曲线拟合获得其峰强度,并用水扣除系数对强度进行修正,获得修正后的峰强度与其浓度成良好的线性关系,在测量范围内线性度优于99%,为水溶液中溶质的宽浓度范围定量分析提供了一种可靠的分析方法。     

宽温度范围无制冷固体激光器

设计完成了一种适用于宽温度范围内的无制冷被动调Q固体激光器。根据激光二极管(LD)输出波长随温度漂移的特性,对不同波长叠加组合,实现了20 ℃范围内808 nm泵浦光的稳定输出。优化了泵浦源结构并通过Ansys软件进行稳态热模拟仿真,结果表明其可以实现自然冷却。依据泵浦能量及材料参数,确定了最优的输出镜反射率和饱和吸收体初始透过率分别为28%和34%,被动调Q后的单脉冲输出能量模拟值为9.8 mJ,脉宽为9 ns。通过实验,在35~55 ℃温度范围内,自然冷却条件下获得了单脉冲能量8.6 mJ、脉冲宽度10.2 ns的1064 nm激光输出,单阵列功率不稳定性低于5%,阵列切换时功率不稳定性低于12%。     

宽温度范围SAW应变传感器温度与应变解耦研究*

针对宽温度范围应变测量的温度干扰问题,提出并研究了基于双谐振器的声表面波应变传感器。理论上,结合微扰理论、有限元方法、有效介电常数法分析出双谐振器频率与应变、温度的关系公式,进而推导出应变与温度关于这两组谐振器频率变化的表达式。实验上,搭建宽温度范围的实验平台,在Y+34?切向的石英基片上制作该传感器芯片,测得传感器芯片在30?C～180?C下的频率响应,将测得的谐振器频率代入表达式计算得到温度与应变值,与实验中参考温度与应变的值基本吻合。     

基于侧漏型光子晶体光纤高灵敏度宽线性范围弯曲传感器的研究

基于所研制的侧漏型光子晶体光纤, 提出并研制出一种Sagnac干涉仪型高灵敏度宽线性测量范围的弯曲传感器. 实验研究结果表明, 当侧漏型光子晶体光纤中的线性缺陷与弯曲方向一致时, 采用群双折射和波谷波长偏移量测量弯曲曲率均可获得高的弯曲灵敏度, 但线性测量范围小, 且不能进行小弯曲曲率的测量. 当线性缺陷与弯曲方向垂直时, 以波谷波长偏移量进行弯曲曲率检测, 可获得10.798 nm/m^-1高灵敏度的同时且可实现0–5.03 m^-1的宽线性测量范围, 结合测量矩阵的引入可实现温度和弯曲曲率的同时测量, 进而剔除环境温度变化对弯曲曲率检测的干扰, 实现了高灵敏度宽线性范围的弯曲传感; 而以群双折射进行弯曲曲率检测, 虽然检测灵敏度较低, 但可实现对环境温度不敏感的弯曲传感. 关键词： 弯曲传感器 侧漏型光子晶体光纤 高灵敏度 宽线性范围     

LIBS装置检测赣南脐橙中Cu元素时的参数范围分析

为了提高激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)实验装置检测赣南脐橙中重金属元素的检测灵敏度和稳定性,可对检测参数进行范围设定。在初次选定延迟时间参数值后,再在包含初定延迟时间的1.10～1.30 μs范围内细分进行实验。实验得出：在该范围内,延迟时间与信背比和被测元素特征谱线强度的关系曲线上出现了多个峰值,并且这些峰值都比初次的要大,用统计学中的区间估计间接求出延迟时间的置信区间为[1.13,1.25],在置信区间内延迟时间由初定的1.20 μs调至1.14 μs时,相对标准偏差(RSD)由0.103降到0.025。由此表明：设定一个LIBS实验装置的参数范围,在对待测元素检测时可以在这一范围内进行自由调节来提高其检测的精度和灵敏度。     

一种新型低噪声大动态范围小型前端电路的研制

设计了一款小型化、低噪声、大动态范围的前端处理电路,包括电荷灵敏前放、成形放大电路、单道脉冲幅度分析电路。前放的等效输入噪声≤1.5 keV,动态范围可达0~11 V,积分非线性 ≤0.11%。该电路为模块化电路,当前放与主放模块构成系统时,其分辨可以达到0.12%。当前放、主放模块与中国科学院近代物理研究所制作的离子注入型硅探测器构成系统时,采用239Pu 源进行测试,测得在5.157 MeV时的能量分辨约为0.82%;当主放、单道脉冲幅度分析模块与中国科学院近代物理研究所制作的碘化铯晶体探测器构成系统时,采用60Co 源进行测试,对于能量为1.332 MeV 的 射线,测得其能量分辨约为7.9%。该电路可用于半导体探测器、光电倍增管及电子倍增器等探测器信号的处理。目前,小型前端电路已经应用于中国科学院近代物理研究所自行研制的便携式盐湖卤水铀、钍、钾快速测量仪的原型样机,达到了预期效果。A small dimension front-end circuit with low noise and wide output dynamic range is introduced in this paper. The front-end circuit is made up of a charge sensitive preamplifier, a shaping circuit and a single channel pulse height analyzer. The equivalent input noise is under 1.5 keV. The output integral nonlinearity is less than 0.11% within the dynamic range of 011 V. And the circuit can be suitable for different conditions by different modules. The resolution was about 0.12% with the charge sensitive preamplifier and the main amplifier. The energy resolution of 0.82% was achieved for 5.157 MeV -rays from a 239Pu source with the charge sensitive preamplifier, the main amplifier and anion-injection silicon detector designed by the Institute of Modern Physics(IMP). An energy resolution of 7.9% was achieved for 1.332 MeV rays from a stationary 60Co source with the main amplifier, the single channel pulse height analyzer and a CsI scintillator detector designed by the IMP. The front-end circuit has the features of wide output dynamic range, simple structure, high level of integration,small dimensions, low noise, fast rise time of the output pulse and excellent stability. The front-end circuit can be applied to signal processing of semiconductor detectors, photomultiplier tubes and electrons multiplier. And the front-end circuit had been applied to a prototype of the portable rapid measuring instrument designed by IMP for measuring Uranium, Thorium and Potassium in the salt lake brine with goodtest result.     

增程式电动汽车动力总成参数匹配设计

增程式电动汽车作为一种新型节能环保型汽车,是传统内燃机汽车向纯电动汽车过渡的一种车型;根据动力传动系统的设计原则和设计目标,基于铃木奥拓燃油汽车改装设计了增程式电动汽车的动力传动系统的参数匹配方法,根据电动汽车基本参数及其控制目标,对动力总成系统的关键零部件进行了匹配设计;匹配结果表明:电动机的额度电压为60 V,最高转速为4 000 r/min,额定功率为8 kW,额定转矩为40.43 N·m,峰值功率为11 kW,最大扭矩为80.86 N·m;增程器采用马勒增程器和两缸直列四冲程发动机;动力电池组采用磷酸铁锂子电池,单组额定容量为80 Ah、总电压为96 V;对于指导增程式电动汽车的开发、提高汽车性能和安全性,以及对于电动汽车底盘集成控制系统的开发都具有重要的工程应用意义。     

Rate-Compatible LDPC Codes for Continuous-Variable Quantum Key Distribution in Wide Range of SNRs Regime

Long block length rate-compatible low-density parity-compatible (LDPC) codes are designed to solve the problems of great variation of quantum channel noise and extremely low signal-to-noise ratio in continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD). The existing rate-compatible methods for CV-QKD inevitably cost abundant hardware resources and waste secret key resources. In this paper, we propose a design rule of rate-compatible LDPC codes that can cover all potential SNRs with single check matrix. Based on this long block length LDPC code, we achieve high efficiency continuous-variable quantum key distribution information reconciliation with a reconciliation efficiency of 91.80% and we have higher hardware processing efficiency and lower frame error rate than other schemes. Our proposed LDPC code can obtain a high practical secret key rate and a long transmission distance in an extremely unstable channel.     

特宽光谱分光膜的镀制

设计了550～1100nm波段高透、8000～12000nm波段高反的特宽光谱分光膜膜系，即采用｜ZnS｜Ag｜ZnS｜基本膜系结构，外加保护膜，并用该膜系镀制出了透可见、近红外波段，反中远红外波段的平面分光镜。实际使用表明，该膜系效果较好。     

宽范围可调谐内腔液晶垂直腔面发射激光器设计与研究

为增加可调谐激光器的波长调谐范围,提高系统的可靠性和稳定性,基于液晶的电控双折射特性,设计了一种中心波长为852 nm的内腔液晶可调谐垂直腔面发射激光器结构。分析了该结构获得宽范围波长调谐和单偏振稳定输出的物理原理,利用传输矩阵法进一步计算整个器件下不同液晶层厚度所对应的反射谱,得出不同液晶厚度和折射率下激光器的激射波长。结果表明,液晶可调谐激光器单偏振波长调谐范围达到31 nm,调谐效率大于10 nm/V。     

一种便携式多生理参数采集系统的设计

本文设计了一种便携式多生理参数采集系统。该系统可以实现对人体呼吸、指脉、动作、皮电、血压、心电等六个体征参数的采集;该系统利用串口转USB传输可以实现采集到的人体生理参数与PC间的相互传输,测量结果和分析报告可以在PC 机进行实时显示和存储或者可以通过Internet向远程医疗服务中心进行数据的上传、备份、分析与反馈。所以,利用该系统可以实现对人体体征参数实时、连续的采集与监测。     

基于ARMA模型的船舶海水冷却系统参数预测

船舶海水冷却系统与船外海水直接接触,工作环境较为恶劣,而基于小波理论、灰色理论等参数预测方法受环境影响较大,为了实现对船舶海水冷却系统状态参数的准确预测,提出了根据平稳时间序列建立自回归移动平均模型（ARMA）的方法;介绍了ARMA模型原理及建模过程;选取“育鲲轮”海水冷却系统6天的状态参数作为训练样本,输入到ARMA预测模型中进行训练;在MATLAB环境下,获得预测数据;运用平均绝对百分比误差对预测模型的准确性进行验证并对误差进行分析,结果表明所建立的船舶海水冷却系统状态参数预测模型具有良好的预测能力,能有效的反应未来一段时间海水冷却系统的工作状态的变化,提示系统是否存在异常,为早期故障诊断提供有效手段,进而为船舶的稳定运营提供了条件。     

轻小型双光谱红外成像探测系统研究与分析

结合谐衍射光学元件特殊的消热差以及对波面进行任意整形的特点,针对现代最先进的像元尺寸为30 μm、像元数320×240的红外双色探测器,提出了一种轻小型双光谱超宽温度红外探测成像系统方案,利用折射/谐衍射结构实现了超宽温范围内的被动式消热差红外成像探测,仅用三片镜子的单结构就可实现系统在3.8～4.2和8.8～11.2 μm双光谱处在-120 ℃～200 ℃温度范围内同时探测。系统仅使用锗和硒化锌两种材料,引入了一个非球面和一个谐衍射面, 实现了消热差、消色差和结构简单轻量化,设计结果表明,该系统在-120～200 ℃温度范围内, 3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的最大均方根半径值分别为19.07和17.75 μm,小于红外探测器的像元尺寸30 μm,在红外探测器两个像元内,3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的能量集中度分别优于88.7%和82.4%,成像质量良好,方案工程实现性好,设计方法和设计结果合理可行。     

基于双积分球的宽光谱组织光学参数测量系统与方法研究

组织光学参数测量是生物医学光子学的主要研究内容之一,人体组织光学性质与其生理病理状态密切相关。近年来,利用组织光学特性,特别是吸收与散射特性进行组织成像诊断及无创成分检测成为生物医学光子学领域研究热点,为肿瘤早期诊断、代谢动态监护及光动力治疗等临床应用提供了基础。双积分球方法能够同时测量离体组织吸收系数、散射系数等,具有测量准确、快速,适用范围大等优点,作为光学参数测量的标准方法得到广泛研究与应用。利用双积分球及超连续激光器搭建了宽光谱的组织光学参数测量系统,分析了积分球测量传递函数与误差来源及系统最佳测量条件,建立了基于BP-MCML的系统校正正向模型与L-M算法的光学参数反构算法。在此基础上,测量了1 100～1 400 nm连续宽谱范围内Intralipid溶液光学参数,实验结果表明改进后反构算法测量结果比较准确,多次测量标准偏差在3%以内,不同波长下约化散射系数及吸收系数测量结果与其他研究小组得到的测量结果对比,偏差小于3.4%。