基于随机耦合模型的系统级电磁环境效应分析

通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研究,实验测量结果与理论分析结果非常一致;针对RCM的应用进行了初步分析,验证了随机耦合模型在复杂电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。结果证明此方法尤其适用于大型的具有非平行面封装腔体电子设备的电磁兼容、效应及评估等研究。     

计算机机箱关键部位感应电压统计特性分析

通过基于随机矩阵理论的耦合模型,对不同频段电磁波环境中计算机机箱关键部位感应电压的统计分布进行了理论和实验分析,实验测量结果与理论分析结果非常一致。给出了随机耦合模型应用的简单例子,验证了随机耦合模型在宽频带电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。为电子设备(尤其大型的具有非平行面封装腔体电子设备)电磁环境效应分析提供了一种方法。     

基于随机耦合模型的系统级电磁环境效应分析（英文）

通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研究,实验测量结果与理论分析结果非常一致;针对RCM的应用进行了初步分析,验证了随机耦合模型在复杂电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。结果证明此方法尤其适用于大型的具有非平行面封装腔体电子设备的电磁兼容、效应及评估等研究。     

利用随机拓扑方法分析系统级高功率微波效应

为研究高功率微波与复杂系统的耦合问题,提出了随机拓扑方法。该方法是一种新的系统级电磁敏感度分析预测方法,它结合电磁拓扑理论和随机耦合模型理论,可对包含多个腔体的复杂系统的短波电磁耦合问题进行统计分析。介绍了随机拓扑方法的理论基础,并利用计算机机箱搭建了双腔体和多腔体实验平台。使用该方法对目标位置处感应电压的统计分布进行了预测,并与其他方法得到的感应电压分布进行了比较,其结果基本一致,从而证明了该方法的可行性和准确性。     

基于天线辐射理论构建微波混沌腔的随机耦合模型

为了能够快速有效地求解电大复杂腔体(微波混沌腔)的电磁耦合问题, 文中采用统计电磁学方法研究了该类腔体电磁散射的统计特征. 首先, 根据天线辐射理论, 利用电磁场的本征模展开式建立了腔体耦合输入阻抗表达式. 其次, 利用波动混沌理论和概率统计方法进一步推导出了微波混沌腔的随机耦合模型. 该方法简单并且可以直接推导出三维模型. 最后, 构建了一个三维Sinai微波混沌腔并进行数值仿真实验, 其仿真实验结果与随机耦合模型计算结果的统计特征基本一致. 重要的是, 该模型与复杂腔体的细节特征无关, 能够快速有效地预测微波混沌腔的敏感耦合问题. 关键词： 统计电磁学 微波混沌腔 输入阻抗 随机耦合模型     

微波混沌腔体中的散射特性研究

以计算机机箱为研究目标,开展了电磁波耦合入计算机机箱腔体的散射问题研究.通过对其散射矩阵元的讨论和分析发现:可以通过辐射散射测量得到系统散射矩阵的系综平均;随着腔体损耗的增加,腔体散射系数的波动性减小;随着腔体损耗的进一步增加,插入相移分布逐渐趋于均一分布.通过Dyson圆系综讨论了归一化散射矩阵,计算机机箱腔体中存在波混沌散射.根据随机矩阵理论,微波混沌腔体的归一化阻抗矩阵具有统计通用性,且只与系统的损耗有关.     

随机耦合模型中损耗因子的分析与获取

随机耦合模型(RCM)是研究电磁脉冲干扰下波混沌系统中感应电压统计预测的新方法,其中波混沌腔体损耗因子的获取是这种方法使用的关键。从随机耦合模型理论出发,分析了损耗因子对腔体阻抗随频率变化特性的影响,探讨了不同损耗因子下归一化阻抗矩阵的统计特性,提出了使用腔体散射阻抗与辐射阻抗的比值作对照,以快速获取腔体损耗因子的新方法。     

基于随机拓扑的复杂腔体电磁辐射统计特性

针对电磁波经孔缝耦合进入多端口微波混沌腔体的电磁辐射问题,推导了孔缝随机耦合模型,以预测单腔体各孔缝处耦合电压的统计特性;并将该模型与电磁拓扑理论结合,提出了一种复合计算方法孔缝随机拓扑模型,用于分析级联腔体的孔缝耦合电压和传输系数等电磁量的统计特性,将该算法的计算结果与网络级联理论的计算结果进行对比,验证了算法的正确性。该模型可成为分析复杂不规则混沌腔体的孔缝耦合问题以及混响室研究的有利工具。     

多腔体复杂系统电磁脉冲耦合统计特性

以双腔体级联系统为实验对象,测量了系统的输出端感应电压,对实验结果进行统计分析,并与随机拓扑模型计算结果进行对比,两者基本吻合,验证了随机拓扑模型的适用性;利用该模型计算分析了不同脉冲参数及不同拓扑结构条件下多混沌腔体复杂系统的电磁耦合统计特性。研究表明,脉冲宽度和脉冲个数与概率峰值处的感应电压均存在一定的谐振特性,且脉冲频率越低,脉冲的耦合效率越高,采用串型的拓扑结构更加有利于系统的防护和加固。     

随机耦合模型复杂腔体电磁耦合效应统计特性

针对微波脉冲激励下复杂屏蔽腔体内部电路耦合电磁量计算的问题,建立了一个微波混沌腔体,通过测试获取了含内部电路的腔体辐射和辐射散射参数,利用随机耦合模型(RCM),对干扰脉冲能量进行了归一化处理,计算分析了微波脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲数目以及腔体损耗因子对目标点感应电磁量统计分布的影响。计算结果表明:脉冲干扰下电路目标点耦合电磁量强于功率源激励;在脉冲能量一定的条件下,目标点耦合电磁量与微波脉冲的宽度、间隔和数目的变化均呈现一定的谐振特性,且单脉冲激励对电路的影响明显强于多脉冲。与此同时,实验还研究了电路易受电磁干扰的目标点的确定方法。     

Microwave interrogation cavity for the rubidium space cold atom clock

The performance of space cold atom clocks(SCACs) should be improved thanks to the microgravity environment in space.The microwave interrogation cavity is a key element in a SCAC.In this paper,we develop a microwave interrogation cavity especially for the rubidium SCAC.The interrogation cavity has two microwave interaction zones with a single feedin source,which is located at the center of the cavity for symmetric coupling excitation and to ensure that the two interaction zones are in phase.The interrogation cavity has a measured resonance frequency of 6.835056471 GHz with a loaded quality factor of nearly 4200,which shows good agreement with simulation results.We measure the Rabi frequency of the clock transition of the rubidium atom in each microwave interaction zone,and subsequently demonstrate that the distributions of the magnetic field in the two interaction zones are the same and meet all requirements of the rubidium SCAC.     

Scheme for Generating Cluster States with Charge Qubits in a Cavity

Based on superconducting charge qubits （SCCQs） coupled to a single-mode microwave cavity, we propose a scheme for generating charge cluster states. For all SCCQs, the controlled gate voltages are all in their degeneracy points, the quantum information is encoded in two logic states of charge basis. The generation of the multi-qubit cluster state can be achieved step by step on a pair of nearest-neighbor qubits. Considering effective long-rang coupling, we provide an efficient way to one-step generating of a highly entangled cluster state, in which the qubit-qubit coupling is mediated by the cavity mode. Our quantum operations are insensitive to the initial state of the cavity mode by removing the influence of the cavity mode via the periodical evolution of the system. Thus, our operation may be against the decoherence from the cavity.     

一种计算双层带缝屏蔽腔内置传输线响应的混合方法

针对外场激励下双层带缝屏蔽腔内置传输线的终端响应计算问题,提出了一种混合方法。先利用传输线模型计算外腔体内的响应电压,将响应电压转换成内腔体孔缝处的等效磁流。然后利用电磁拓扑方法的BLT方程计算内腔体内置传输线终端的响应电压。计算结果表明:双层屏蔽腔内置传输线的终端响应明显低于单层屏蔽腔的,但在腔体和孔缝的谐振频率处,传输线响应仍然出现了峰值。     

高气压快放电XeCl准分子激光器的放电特性

基于快放电(毫微秒)XeCl激光器电极两端电压和电流的精确测量和计算机分析,给出高气压(3—8大气压力)激光放电等离子体的动态阻抗特性。在几毫微秒内,阻抗降到欧姆量级。研究了放电峰值电流和平均阻抗与充电电压和气体压力的关系。结果显示,放电等离子体阻抗与传输线阻抗精确匹配并不是十分重要和实际的。 关键词：     

F-P腔不同扫频段透射谱锁频精度实验

针对窄线宽激光器输出谱线窄,难以被锁定的情况,利用F-P腔特有极窄线宽、高精细度特性对激光器谱线线宽实施压窄及频率锁定。通过设计实验方案并搭建锁频测试平台,利用F-P腔外部光反馈将窄线宽半导体激光器线宽压窄来提高锁频精度。通过监测正弦波调制下F-P腔对于4种不同直流电压下激光PZT扫频段的透射谱线,并对其分别进行解调和锁频精度测试,得到直流高压放大器电压为73 V时对窄线宽激光器进行扫频,激光器反馈锁频精度最高可达1.5 MHz。     

同轴虚阴极谐振效应研究

中国工程物理研究院应用电子学研究所的一些实验表明由阳极反射板、阳极网和阴极发射的电子束形成的环状虚阴极围成的准谐振腔是决定同轴虚阴极输出微波功率和传输模式的关键所在. 在二极管电压350kV，电流23kA条件下，获得了500MW的微波输出功率，能量转换效率约6.2％，工作频率3.3GHz，输出微波主要由TM₀₁模式和TE₁₁模式组成. 对同轴虚阴极的谐振效应进行了分析. 关键词： 高功率微波 同轴虚阴极 谐振腔 模式竞争     

Improving the resolution and the uniformity of AFM tip induced oxide patterns with pulsed voltages

Oxide line patterns were fabricated on the surface of titanium (Ti) film using atomic force microscopy (AFM) tip induced local oxidation technique. The growth behavior of the oxide under static voltages was studied. It was found the lateral growth of the oxide experienced two stages and the growth rate at the initial stage was very high. Pulsed voltages were employed and their effects on the controlling of the oxidation dynamics were examined. The results indicated that the high lateral and vertical growth rates of oxide at the initial stage could be suppressed with pulsed voltages. A minimum line width of 8 nm and highly uniform patterns were obtained with optimized voltage pulses. These results indicated that applying pulsed voltage is an effective method for improving both the resolution and the uniformity of the fabricated structures with scanning probe microscopy (SPM) tip induced local oxidation technique.     

Image contrast enhancement in field-emission scanning electron microscopy of single-walled carbon nanotubes

The image contrast enhancement in scanning electron microscopy of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) on SiO₂ surfaces was experimentally investigated using a field-emission scanning electron microscope (FESEM) using a wide range of primary electron (PE) voltages. SWNT images of different contrasts were obtained at different PE voltages. Image contrast enhancement of SWNTs was investigated by charging SiO₂ surfaces at different PE voltages. The phenomena are ascribed to the surface potential difference and charge injection between SWNTs and SiO₂ substrates induced by the electron-beam irradiation.