液氮温区的小型高频信号检测系统

研究了高温超导约瑟夫逊结的高频信号辐照响应;建立了简便的小型液氮制冷设备,提供79K的工作温度;研究了GPIB仪器控制技术,编写了数据采集软件,利用带有GPIB接口卡的个人电脑以及两个型号为HP34401A的惠普数字多用表,建成一个自动化快速测量系统;利用自动化测量系统测量并研究了高温超导约瑟夫逊结在79K下的直流电流-电压特性曲线以及98GHz高频信号辐照的电压响应和相应的频谱特性。     

锁定放大器在检测微弱信号中的应用

对锁定放大器的功能原理进行了介绍,并用锁定放大器对微弱信号及加了不同噪声的微弱信号分别进行了测试,实验证明锁定放大器具有良好的检测微弱信号的功能.     

二维约瑟夫森结阵列中的相变及噪声频谱研究

采用电阻分路(RSJ)模型，运用数值计算方法研究二维约瑟夫森结阵列的涡旋度,涡旋密度涨落随温度的变化，表明了超导阵列中存在KTB型相变.还研究了相变点附近的涡旋噪声频谱随温度、驱动电流变化的特性.计算结果与最近实验报导定性一致，并能用涡旋的运动图像来解释噪声频谱的变化规律. 关键词： 高温超导 噪声频谱 约瑟夫森结阵列 KTB相变     

低场磁共振系统的低噪声前置放大器研究设计

噪声前置放大器是磁共振射频接收子系统中的重要组件,它的性能优劣直接决定了最终磁共振图像的好坏.目前市场上的低噪声前置放大器大多基于中高场磁共振系统开发,而针对低场磁共振系统的很少;另外,商用低场磁共振系统的低噪声前置放大器价格相对较贵,并且多采用两级放大结构,结构复杂、调试难度大、成本相对较高.在此背景下,针对0.5 T低场磁共振设备利用Keysight公司的先进设计系统（ADS）软件对低噪声前置放大器进行研究设计,采用一级放大结构,探索电路设计与布局对放大器性能的影响.实测结果表明自主设计的低噪声前置放大器在21 MHz共振频率附近噪声系数为0.5 dB左右,增益达到了30 dB,能够满足低场磁共振应用的要求.     

Chen系统在微弱信号检测中的应用

微弱谐波信号的灵敏检测具有重要的实际应用意义, 本文利用受控Chen系统来实现强噪声背景下的这种检测. 因动力系统可分解为慢变系统与快变系统的叠加, 这里用平均法对检测系统进行处理得到慢变系统, 并获取使系统由周期轨道突变为稳定平衡点的检测参数临界值. 通过调节检测参数, 观测系统状态变量的变化可判断待测信号是否存在. 仿真结果表明, 此方法可以准确检测出强噪声背景下的微弱谐波信号. 与目前其他基于混沌振子的检测方法相比, 该方案对噪声具有更强的免疫性, 而且可通过理论分析得出检测参数阈值的准确范围, 有利于在相关领域推广应用.     

相位信息在物理信号检测中的重要作用

近年来,相位信息在物理信号检测中的重要作用正越来越为人注目。一般说来,物理信号既可在时域中表示,亦可在频域中表示。在频域中,信号将由各频率分量的振幅和相位两部分信息组成。X线晶体衍射、声音频谱分析、激光全息测量和图象信号处     

转角铜氧化物中的约瑟夫森效应

当前常压下超导转变温度最高的材料仍然来自铜氧化物家族.然而,铜氧化物超导的微观机理仍未被完全建立起来,成为了凝聚态物理领域最具挑战性的问题之一.测定配对波函数的相位部分是全面理解高温超导机理不可或缺的一环.该实验往往需要将不同晶向的铜氧化物拼接成高质量的约瑟夫森结,十分考验样品的合成制备技术.近年来,利用二维材料中发展起来的范德瓦耳斯堆垛技术,研究者们构建了具有原子级平整界面的转角铜氧化物双晶结,研究了不同掺杂浓度、不同转角下的约瑟夫森隧穿,探索了其中出现s波、d波、以及由于界面耦合演生出的d+id波配对的可能性.本文将回顾转角铜氧化物约瑟夫森结的研究进展,介绍近年来发展起来的转角结制备技术,讨论当前实验测量的结果及其意义,提出尚待解决的关键性问题.     

高场核磁共振波谱仪宽带前置放大器的研制

宽带前置放大器是磁共振仪器的重要部件,其性能决定了整个仪器X核通道的检测灵敏度. 根据射频电路理论以及磁共振波谱仪整体性能指标的要求,设计并实现了可应用于高场核磁共振波谱仪的高性能宽带前置放大器. 实测结果表明,所研制的核磁共振波谱仪宽带前置放大器在15 MHz~300 MHz频率范围内,其工作性能达到：带内增益>38 dB,带内平坦度<1.5 dB,噪声系数基本保持在1.2 dB以下,射频开关切换时间<1.5 μs,具有带内增益平坦度高,噪声系数小,发射状态下放大器前端保护电路隔离度高,以及工作状态检测电路准确、简洁的特点. 同时高场核磁共振碳和磷等杂核实验显示,利用所研制的宽带前置放大器可检测到具有较高信噪比的NMR信号.     

微弱光信号检测电路的实现

为将微弱光信号有效地转换为电信号以方便后级电路处理,设计了微弱光信号检测电路。电路由光电转换和前置放大两部分组成。光电转换电路采用低输入偏置电流运算放大器AD 549实现;前置放大电路使用对称三极管组成的对数比率放大电路实现,并在同等条件下与集成电路LOG 100组成的前置放大电路相比较。实际测量表明,该放大电路设计可有效放大低于1 nW的微弱输入信号,同时对噪声也有很强的抑制作用,而由LOG 100组成的电路对噪声的抑制能力明显衰减。     

基于光前置放大器的量子密钥分发融合经典通信方案

量子密钥分发融合经典通信方案将连续变量量子密钥分发和经典通信合并到了一起,为将来在现有的光网络上同时进行密钥分发和经典通信提供了一个有效的方法.然而,在量子信号上叠加一个经典信号将会给连续变量量子密钥分发系统引入过噪声从而大大降低系统的性能.本文提出基于光前置放大器的量子密钥分发融合经典通信方案,即在接收端插入光前置放...     

高温超导磁悬浮飞轮储能系统样机

在日益严峻的能源问题背景下,为展示无源高温超导磁悬浮技术在能量储存领域的应用前景,我们设计制作了一台全高温超导磁悬浮形式的飞轮储能样机.样机主要由高温超导磁悬浮轴承、飞轮转子、永磁电机和电路控制及负载部分组成.上下两个轴向型高温超导磁悬浮轴承用于悬浮和稳定飞轮转轴,直径200mm重量1.4kg的飞轮转子作为储能载体,最高可实现13000r/min的转速.在演示运行中,采用灯泡作为负载,该样机完成了从电能→机械能→电能的相互转换.     

DSP(数字信号处理)在高频信号检测中的应用开发

利用约瑟夫森效应获取电磁信号的频谱信息是超导电子学的重要应用之一.为了解决高频信号频谱检测系统数据采集慢、体积庞大的问题,开发了基于DSP芯片的数据采集及处理系统.研究了系统硬件的搭建和相关程序的开发.用其检测98 GHz高频信号,并与HP34401数字万用表采集的结果进行了比较.使得系统更加小型化、集成化、硬件结构简单.     

本征Josephson结的表面结的特性研究

在用Bi2Sr2CaCu2O8 δ(BSCCO)单晶制备本征结时,最上面的Cu-O层由于受到所沉积的金属层的影响,其超导性能将发生退化,从而使得表面上两个邻近的Cu-O层形成的表面结具有不同于内部本征结的性质.我们对表面结的I～V、Ic'～T、R～T等电运输特性进行了分析和研究,发现表面结的临界温度Tc通常都比较低,而且临界电流随温度的变化关系也不同于正常本征结.并且利用旁路电阻的方法,成功观察到了被旁路后表面结的ac Josephson效应.     

准绝热环境下Bi-2223/Ag带材在工频过电流冲击下的失超及恢复特性实验研究

本文对工频过电流冲击下准绝热环境中的Bi-2223/Ag不锈钢加强多芯带的失超及恢复特性进行了实验研究.通过实验测量了在液氮温度(77K)、自场下Bi-2223/Ag超导带在幅值为100 A至1 015 A,时间为300 ms的工频电流冲击下,超导带材两端的电压,电流及带材表面温度的变化,得到冲击期间各参量的变化规律.另外,还比较了冲击电流相同、正常载流不同时,带材的温升及失超恢复时间,结果表明正常载流大时,则带材温升较高,失超恢复时间长.正常载流为60A＜0.5Ic时,带材失超恢复时间为冲击时间的21倍.     

高能强流负离子束系统束光学特性的数值模拟

基于负离于-中性束注入器中强流负离子束引出与加速系统的特点所建立的数值模拟模型和计算程序,通过数值模拟研究了强流负离子束系统电磁场位形、几何参数、等离子体参数、束流密度和负离子剥离损失对负离子束光学特性的影响。对8电极800keV强流负离子束系统的初步优化结果表明对引出流密度为2lmA·cm-2的H-离子束,当负离子初始温度为0.2eV时,由系统出射的85％束散角可达到0.23°。     

应用菲涅耳三面镜形成云纹干涉空间高频栅进行离面位移及振动的测量技术

本文提出应用菲涅耳三面镜在空间形成云纹干涉高频栅及贴片云纹干涉技术进行离面位移与振动的测量技术，文中就测量原理、定量公式推导、条纹解释、测量精度及灵敏度等方面都作了详细论述，为工程中的位移与振动模态分析提供了一种现场测试新途径。     

压力对不同Tc的Bi2+xSr2Ca1-xCu2Oy单晶超导电性的影响

 在研究BiSrCaCuO超导单晶的过程中，我们发现材料的实际化学组分与理想的2212相配比组分有着一定的差别，正是这种成分偏析造成了样品的T_c与结构的不同。本文研究了在压力下不同T_c的样品随压力改变T_c的变化关系，发现偏析越大、T_c越低的样品的dT_c/dp也越大，而越接近理想组分，则dT_c/dp越趋于最小值，还可以从此推断出BiSrCaCuO理想单晶材料的T_c最佳值。压力对超导电性的这种影响可能与耦合链长的变化有关。     

应用菲涅耳三面镜形成云纹干涉空间高频栅进行离面位移及振动的测量技术

本文提出应用菲涅耳三面镜在空间形成云纹干涉高频栅及贴片云纹干涉技术进行离面位移与振动的测量技术,文中就测量原理、定量公式推导、条纹解释、测量精度及灵敏度等方面都作了详细论述,为工程中的位移与振动模态分析提供了一种现场测试新途径。