RSFQ的初步研究

RSFQ应用于高速电子计算机是近年来活跃在低温超导电子学领域的新兴课题。文中从约瑟夫逊效应的等效模型出发 ,阐述了 RSFQ电路的基本基理及基于节点约瑟夫逊相位的数值模拟方法 ,并把它用于一个 RSFQ单向缓冲器的瞬态分析 ,给出了其相位和电压波形     

超导约瑟夫逊传输线初步研究

文中对 RSFQ中十分重要的也是最基本的电路 JTL超导约瑟夫逊结传输线如何传输和放大 SFQ信号脉冲的工作原理给予了详尽阐述 ;并在此基础上对 JTL存在的某些特性 ,如“推斥”效应和时间抖动现象进行了计算机仿真研究     

含非球面光学系统多功能光学设计程序

本FORTRAN程序普适于球面和含有非球面的光学系统.用它可在微机上完成包括自动设计和OTF计算在内的全部设计过程.自动设计子程序贯穿了复合优化思想;提出了新的病态处理方法;实现了自动设计与OTF评价的方便结合,与传统设计手段的方便结合.     

磁谐振和电谐振结构构成的左手材料设计

用磁谐振器和电谐振器组合构成左手材料是设计左手材料的一个重要方法.基于这一设计方法,提出了能够抑制双各向异性的磁谐振器和电谐振器设计原理,即单回路镜像对称设计原理和双(四)回路镜像对称设计原理.根据这两个设计原理,设计了具有双负特性(负介电常数和负磁导率)的新结构,并通过实验仿真验证了结构的双负特性,从而验证了两种设计原理的正确性.所提出的两个设计原理以及新结构对于设计新型左手材料具有重要的实际意义和指导意义. 关键词： 左手材料 单回路镜像对称 双回路镜像对称     

Ka波段耦合腔行波管放大器设计

由于Ka波段耦合腔行波管放大器设计技术取得了较大的发展,已经可以满足军用雷达的严格要求,这种设计技术也受到更多的关注.这里简要介绍Ka波段耦合腔行波管放大器的设计技术.通过介绍Ka波段耦合腔行波管放大器的基本组成、工作原理及设计中仿真工具的运用来说明这种设计技术.用这种设计技术成功设计出了多种耦合腔行波管放大器,在功率和体积方面突破了原有的Ka波段固态和螺旋线行波管放大器的局限,取得了明显的进步.Ka波段耦合腔行波管放大器的设计技术经过实践验证,在输出功率、带宽及重量方面已经取得了重大突破,满足了现代军用雷达的需求.     

用改进的两步模拟退火法进行二元光学元件的设计

为了减少二元光学元件设计的计算量并提高设计精度,在对现有算法机理进行深入分析的基础上,提出了适用于二元光学元件设计的两步模拟退火法.该算法在整个退火过程中采用先量化后优化的策略,并将优化过程分为两个阶段：搜索并锁定最优解区间;快速收敛到最优解.模拟实验显示,与传统设计方法相比,该算法不仅保持了全局寻优的特点,而且提高了稳健性和效率.算法剔除了对设计结果影响较大的量化误差,提高了设计精度.用此法实例设计了单焦面辐射聚焦元件,得到了与目标图像一致的光学实验结果.     

用串行迭代算法设计具有长焦深功能的衍射光学元件

提出一种串行迭代算法,将它用于控制波前传播进行衍射光学元件设计.用此算法设计出能使半导体激光束聚焦并具有长焦深功能的衍射光学元件.模拟计算结果表明了此设计方法的有效性.该衍射光学元件已用光刻和离子刻蚀技术制备并进行了光学实验研究,取得了与理论设计一致的实验结果.     

基于Wassermann-Wolf方程的共形光学系统设计研究

提出了基于多项式拟合Wassermann-Wolf曲面设计共形光学系统的设计方法，并给出了完整的设计结果.共形光学系统要求导弹整流罩具有流线型几何外观以减少空气阻力，其次考虑导引头的光学系统设计，所以共形整流罩引入的像差通常高达几十甚至一百个波长量级，为导引头光学系统的设计带来了极大的困难.通过多项式拟合Wassermann-Wolf曲面提供共形光学系统初始结构，建立Zernike多项式特殊优化函数取代传统的光学系统评价函数，克服了用传统光学设计方法设计共形光学系统时系统评价函数收敛缓慢的问题，实现了共形光学系统的设计.设计结果表明，系统的调制传递函数在整个目标视场范围内达到了衍射极限.     

演示记忆合金弹簧的形状记忆效应的实验设计

设计了测试记忆合金弹簧的形状记忆效应的物理实验.描述了实验装置的设计和结构,给出了实验内容的设计和实验方法,包括观察测试记忆合金弹簧的温度-形变记忆效应实验和电流-形变记忆效应实验.根据测量数据,描绘了用该仪器得到的温度-形变曲线和电流-形变曲线.该实验可作为设计性实验在大学物理实验课中开出.     

基于Pareto优化理论的多目标超椭梯度线圈设计

磁共振系统梯度线圈设计是一个多目标优化问题,在设计时需要综合考虑能耗、磁场能、线性度等设计要求.这些设计要求通常难以同时获得极小解,因此在设计梯度线圈时需要权衡线圈的各方面的设计需求.本文基于柱面可展性和流函数设计方法,结合Pareto优化方法实现了在超椭圆柱设计表面上梯度线圈的多目标设计.分别分析了磁场能、能耗目标对梯度线圈线性度、线圈构型的影响;并在Pareto解空间中分析各目标的相互变化关系,通过数值算例验证了该方法在超椭梯度线圈设计时的有效性与灵活性.优化结果显示,在满足线性度误差小于5%,能耗与磁场能分别小于用户设定值的设计约束下,梯度线圈的多目标设计存在多个局部优化解.该方法可以直观地比较相同目标函数值的情况下各单目标的具体表现,有利于实现不同的设计要求下梯度线圈的最终定型设计.