探空湿度测量太阳辐射误差修正流体动力学研究

针对太阳辐射加热导致的误差显著限制了相对湿度测量的准确度,提出一种新颖的相对湿度误差修正方法—–基于流体动力学的数值分析法.在流体-固体耦合传热数值模拟分析中考虑探空湿度传感器的外部热环境情况,施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,建立了地面到32 km高空不同气压和温度条件下探空湿度传感器的温度误差分析模型.结合Goff-Gratch饱和水汽压逼近公式,进而提出了相应的相对湿度误差流体动力学数值分析模型,并且着重研究了太阳辐射方向、传感器尺寸、反射率和衬底材料热导率等物理参数对相对湿度误差的影响.分析数值仿真结果表明:随着海拨的升高,其与太阳辐射加热引起的相对湿度误差之间存在非线性的单调递增关系;太阳辐射方向对于湿度测量精度的影响显著,当太阳辐射方向垂直于传感器正面时误差最大、传感器顶部时次之、侧面时误差最小;虽然通过减小探空湿度传感器的尺寸、降低衬底材料的热导率以及提高反射率均可以一定程度地降低太阳辐射加热引起的相对湿度误差,但是在低气压高空条件下,太阳辐射加热误差对于湿度准确性的影响仍然十分明显,需加以修正.与实验结果对比表明,基于流体动力学模拟仿真的相对湿度误差数值分析法为辐射误差修正提供了一种新的途径.     

菲涅耳衍射公式误差相位的讨论

根据波动光学的理论,对菲涅耳近场衍射公式误差相位的影响进行了分析。以单缝衍射为例,讨论了误差相位与计算精度的联系。结合菲涅耳线波带片焦面光强分布的计算,对比了菲涅耳衍射公式与基尔霍夫衍射公式的计算结果,说明在不满足误差相位近似条件下使用菲涅耳衍射公式带来的影响。最后对影响波带片焦面光强分布的几个因素进行了讨论。     

基于菲涅耳全息图和离散余弦变换的“盲数字水印”技术

基于光学菲涅耳全息图和相位密码板,结合离散余弦变换,设计了一种新的正实值编码的“盲数字水印”计算方法.相位密码板是多个点光源的菲涅耳衍射光场的相角之和,原始水印图像在其菲涅耳衍射域中与通过相位密码板的参考光作相干叠加,形成菲涅耳全息图;之后将其嵌入到原始宿主图像的离散余弦变换中,同时将此叠加水印信息的原像素值用其邻近的原像素均值来替换;通过作逆离散余弦变换,获得了已嵌入水印信息的正实数值的目标图像;通过对载有水印信息的目标图像作逆运算,从中提取了原始水印图像.数值计算结果表明：该水印计算法对JPEG有损压缩、剪切、噪音污染和重采样等攻击,具有很强的鲁棒性.由于本算法属“盲数字水印”技术,以及水印信息的灵活嵌入和多重密钥（衍射距离、多个点光源位置等）的随意选择,从而使该算法具有很高的安全性和实用价值.     

菲涅耳透镜的制作及性能分析(对准误差的影响)

我们使用薄膜沉积法制作16阶菲涅耳透镜,其衍射效率接近87%.用它代替常规的光学透镜可实现系统的轻量化、小型化、增加系统设计的自由度.在标量衍射理论的基础上,应用菲涅耳公式和傅里叶变换分析SiO₂薄膜和基底的表面反射、对准误差以及入射角对16阶菲涅耳透镜衍射效率的影响.     

用相因子判断法分析条形余弦光栅衍射场

基于波前相因子判断法并考虑到光栅孔径的影响,揭示了余弦光栅的衍射场所含基元成分．给出了各基元成分衍射场的积分表达式,进而导出了像面上光强分布的公式,并显示了相应的沿轴线的光强分布曲线,得到各焦斑的半值线宽公式．本研究为余弦光栅用于空间滤波和光学信息处理技术提供了一个理论基础．     

光激菲涅耳反射器形成的本征光纤干涉仪

用紫外激光在氢载、高掺锗光纤中激起强烈的折射率扰动,形成菲涅耳反射器,制成了本征光纤双束干涉仪,并用温敏实验证明了这种菲涅耳反射器的存在,表明这种干涉仪可以用作传感器.     

圆形余弦光栅菲涅耳衍射场的研究

基于波前相因子判断法并考虑到圆光栅孔径的影响,揭示了圆形余弦光栅的衍射场含有3种成分,它们是均受限于圆形孔径的平面衍射波、发散球面衍射波和会聚球面衍射波;分别给出了这3种衍射场的积分表达式,进而导出了沿轴的衍射场复振幅分布的3个公式,并显示了相应的沿轴衍射场实振幅分布曲线,得到了实焦斑的横向半值线宽和轴向半值线宽公式.本研究为圆形余弦光栅用于聚焦和成像技术进一步提供了一个理论基础.     

圆感应同步器安装误差修正方法研究

圆感应同步器数显表是精密测角元件,为达到较高的测角精度,必须对圆感应同步器的安装位置进行精密调整。在某经纬仪改造过程中,我们发现该经纬仪上圆感应同步器的安装位置不符合要求,致使数显表测角精度超差。由于没有设计安装调整装置,无法调整圆感应同步器,只能进行软件修正。通过对圆感应同步器安装位置给数显表测角精度带来的误差进行理论分析,得了出了数显表的误差模型,并在该数显表给出了确实可行的修正方法,修正后数显表测角精度满足该经纬仪精度要求。     

线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响

基于标量衍射理论,首先得出存在线宽误差情况下4阶菲涅耳透镜衍射效率的解析式;并以 4阶、8阶和16阶菲涅耳透镜为例,进行计算机模拟计算并系统分析线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响。通过实验测量16阶菲涅耳透镜的线宽误差,分析其对16阶菲涅耳透镜衍射效率的影响。模拟计算结果对多阶菲涅耳透镜的制作提供重要的理论指导。     

液体表面张力测定( 拉脱法)的误差分析与修正

拉脱法是测量液体表面张力最常见的一种方法, 此方法具有现象直观, 实验原理易被学生接受, 仪器简 单等优点. 但在大学物理实验教学中忽略金属丝框所受的浮力和水膜所受的重力对测量公式进行了简化, 给测定结 果带来了误差. 从误差分析的角度对拉脱法测定液体表面张力系数公式进行了分析与修正, 得出了相关结论     

国家同步辐射实验室反射率计误差分析

中国科技大学国家同步辐射实验室"光谱辐射标准与计量实验站"上的反射率计主要用于测量各种光学元器件在X射线、真空紫外波段的反射率.为保证测试结果的精确性和可靠性,在大量实验数据的基础上,结合必要的理论推导,对反射率计测试误差来源及影响程度进行了分析,确定影响反射率计测试精度的主要因素包括光源、探测器、样品安装等.总结了光源波动、探测器损坏的几种典型形式,定性、定量地分析了这些因素和样品安装、光斑尺寸对测试精度的影响,针对性地提出了应对办法,把测试误差控制在2%以内,从而有效地保证了测试精度.     

双面太阳能组件辐照度模型的优化

为有效分析固定倾斜安装的多排双面太阳能组件背面辐照度,通过视觉因子辐照度模型分析,将行间距为D的地面划分为n段,并区分阴影区和非阴影区,经过对地面接收散射辐照度的视觉因子,及各电池接收地面反射视觉因子的修正,实现了组件背面辐照度模型改进.模拟与实验结果表明:在某晴朗天气下,倾斜角为26°,离地高度为1.5 m,行间距为...     

Hawking Radiation of a d-Dimensional Black Hole with Quantum Correction

We study the absorption probability and Hawking radiation of the scalar field in a d-dimensional black hole with quantum correction arising from the polymer quantization. We find that the quantum length scale k (i.e., the bounce radius) modifies the standard results in greybody factors and Hawking radiation on the brane and into the bulk. For the black hole with the larger mass M the effects of the parameter k in the four-dimensional black hole spacetime are entirely different from those in the high dimensional cases. When the mass of black hole M becomes very small, we also find that only the sign of the change rate of the greybody factors on the brane with respect to the dimensional number depends sharply on the bounce radius k. These information can help us know more about the extra dimension and the black holes with quantum correction.     

Unitary Application of the Quantum Error Correction Codes

For applying the perfect code to transmit quantum information over a noise channel,the standard protocol contains four steps:the encoding,the noise channel,the error-correction operation,and the decoding.In present work,we show that this protocol can be simplified.The error-correction operation is not necessary if the decoding is realized by the so-called complete unitary transformation.We also offer a quantum circuit,which can correct the arbitrary single-qubit errors.     

Unitary Application of the Quantum Error Correction Codes

For applying the perfect code to transmit quantum information over a noise channel, the standard protocol contains four steps: the encoding, the noise channel, the error-correction operation, and the decoding. In present work, we show that this protocol can be simplified. The error-correction operation is not necessary if the decoding is realized by the so-called complete unitary transformation. We also offer a quantum circuit, which can correct the arbitrary single-qubit errors.     

Adaptive Correction of a High-Power Titanium-Sapphire Laser Radiation

An adaptive optical closed-loop feedback system based on a phase-conjugation algorithm has been developed and investigated. It includes a deformable bimorph mirror and a Shack-Hartmann wavefront sensor. This system was used to improve the radiation focusing in an ultrashort-pulse laser designed for basic research in the field of high-energy physics. With the indicated system, the power density of 10-TW radiation pulses in the focal plane of a Ti:Al₂O₃ laser reached 4 ⋅ 10¹⁹ W/cm². Report at the Fifth International Scientific and Technical Conference “Quantum Electronics,” November 22–25, 2004, Minsk, Belarus. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 72, No. 5, pp. 678–683, September–October, 2005.     

用于相机标定的球靶标投影误差分析与校正

由于球体具有轮廓连续性好等优点,在摄像机标定,尤其是多相机标定方面获得了广泛的应用。利用球作为标定靶标可以弥补平面靶标在多相机标定中出现视角过大时畸变太大甚至于观测不到的不足,但是空间球经透视投影后成像一般并非标准圆,而是一个椭圆。椭圆几何中心与球心真实成像中心并不一致,从而影响了标定精度。造成球心成像误差的因素主要有两个,即球的相对大小及相对于相机的位置。通过分析空间球成像模型,仿真研究了各因素对球心成像误差影响的大小,寻找球心的透视投影像点与其成像椭圆几何中心之间的误差变化规律,并建立了两者之间的误差校正模型,最后通过实验验证了该校正模型的可行性和有效性。通过校正,球心投影像点定位精度可达到亚像素级。     

An Approach for Security Enhancement of Certain Encryption Schemes Employing Error Correction Coding and Simulated Synchronization Errors

An approach for the cryptographic security enhancement of encryption is proposed and analyzed. The enhancement is based on the employment of a coding scheme and degradation of the ciphertext. From the perspective of the legitimate parties that share a secret key, the degradation appears as a transmission of the ciphertext through a binary erasure channel. On the other hand, from the perspective of an attacker the degradation appears as a transmission of the ciphertext over a binary deletion channel. Cryptographic security enhancement is analyzed based on the capacity of the related binary deletion channel. An illustrative implemementation framework is pointed out.     

一种实时测温系统的反射辐射的抑制与水冷遮蔽板的优化设计

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。在介绍系统测温原理的基础上,着重分析了反射辐射对该系统测温精度的影响。提出了利用水冷遮蔽板抑制反射辐射对该系统测温精度影响的方法,对水冷遮蔽板进行了优化设计。分析表明,采用优化设计的水冷遮蔽板之后,在要求的测温范围400～1200℃内,反射辐射对该系统测温精度的影响可以忽略不计。     

长程轮廓仪用于筒状超光滑表面测量的误差分析及校正

为了提高使用长程轮廓仪对筒状超光滑非球面进行面型测量的精度,研究并总结了测量过程中常见的误差源及校正方法.针对测量过程中对结果影响较大的转台转轴与待测筒状镜光轴之间的倾斜和偏心误差做了详细的分析,提出利用数据处理校正这部分误差的方法.编写了相应的数据处理程序,通过数值模拟实验对该程序进行了验证.实验结果表明,该程序能够...