用于心磁图测量的基于高温超导量子干涉仪磁强计的有源补偿

我们建立了一套基于高温超导量子干涉仪(SQUID)的可靠的、经济型的单通道心磁图(MCG)系统,该系统在一个简易的磁屏蔽室(MSR)中运行.实验结果表明,对于消除心磁测量中的环境噪声,简易磁屏蔽室和有源补偿相结合是一个很合适的方案,这种方案对心磁图的普及有实际的帮助.同时,本文给出了一个有源补偿的简单模型,并将计算结果与实验数据进行了比较.     

适用于超高灵敏磁测量的新型高效磁屏蔽研究

高效磁屏蔽对于超高精度超导量子干涉仪(SQUID)等超高灵敏器件可靠稳定工作至关重要。实践中一般采用多层的高磁导率笨重复合磁屏蔽,或者用小型的轻量屏蔽桶配合差分式平面梯度计完成超高灵敏信号测量。文章作者提出并实现了一种新型的高性能磁屏蔽装置,采用实时的动态磁补偿与高温超导线圈相结合就可以实现。对该装置磁屏蔽效果进行了数值仿真计算,并实际测量了该屏蔽装置的轴向和横向磁场,装置屏蔽因数最高可达80 dB;实验测量发现,新型装置可以同时有效地屏蔽轴向与纵向磁场干扰。     

9通道心磁图仪性能测试与临床应用研究北大核心CSCD

中国科学院上海微系统与信息技术研究所自主研制了9通道心磁图仪,可在闹市区的简易磁屏蔽环境中稳定工作.本系统包含9个信号通道和3个参考通道,通过采集人体的36点心磁信号,可提供等磁图、伪电流密度图等一系列磁成像,供医生解读.本文主要基于该系统进行了完整的性能测试与评估,测得该系统多周期时域噪声水平优于4pT,系统带宽为DC-40Hz,9个信号通道的磁场-电压转换系数约为2500pT/V、系统摆率达0.3×106Φ0/s.目前,该系统已经成功采集接近50余例志愿者的心磁数据,为临床研究提供了极具价值的医学信息.     

在SQUID心磁测量中基于奇异值分解和自适应滤波的噪声消除法

采用矩阵奇异值分解(singular value decomposition, SVD)的方法，对高温射频超导量子干涉仪(HTc rf-SQUID)采集到的单通道心磁信号进行处理.证明了对于近似周期性的心磁信号，在无参考噪声的情况下矩阵奇异值分解的方法与自适应窄带陷波相结合有较好的消除广谱噪声的效果. 关键词： 高温射频超导量子干涉仪 心磁信号 奇异值分解 噪声消除     

脑磁图仪的前世今生与未来

脑磁图仪通过记录大脑神经活动在头皮外产生的磁场来进行脑活动的成像,它具备超高的时间分辨率和较高的空间分辨率,是一种重要的无创脑功能成像技术。文章介绍了脑磁信号的神经生理起源、生物物理特征及其与脑电信号的联系和区别,回顾了当前基于超导量子干涉仪的脑磁图设备与相关技术,并针对制约当前超导脑磁图发展的技术瓶颈,介绍了基于原子磁强计的新型脑磁探测技术及国内相关研究的最新进展,指出了脑磁图在脑科学研究及临床应用中不可或缺的地位和其硬件技术未来发展的方向。     

利用单通道高温超导磁梯度计获取心磁地图

根据自己研制的单通道高温超导rfSQUID磁梯度计在人体胸前测得的高信噪比的心磁信号,通过线性插值和高阶拟合,获得了人体心脏的一系列时序等强磁场地图,为高温超导SQUID磁强计、梯度计的心磁测量用于心脏病早期诊断和病理研究的进一步开展提供了思路和方向.     

利用单通道高温超导磁梯度计获取心磁地图

根据自己研制的单通道高温超导rfSQUID磁梯度计在人体胸前测得的高信噪比的心磁信号,通过线性插值和高阶拟合,获得了人体心脏的一系列时序等强磁场地图,为高温超导SQUID磁强计、梯度计的心磁测量用于心脏病早期诊断和病理研究的进一步开展提供了思路和方向.     

应用于超导重力测量的磁屏蔽系统研究

在高精度超导重力磁悬浮系统中,高效屏蔽外界磁场干扰是实现高精度重力测量的关键,尤其对于无处不在的地磁场干扰问题。根据不同材料的屏蔽特性,分析了地磁场对超导重力测量的影响,利用ANSYS Maxwell 3D建立了以地磁场为背景的屏蔽模型,对屏蔽体不同材料、厚度、高度、直径等关键参数进行了分析及优化,并设计了多层复合屏蔽结构,屏蔽效能可达65 dB以上,满足重力信号的高精度测量需求,研究结果对于高精度超导重力测量装置的磁屏蔽设计具有重要的实际指导意义。     

高Tcrf SQUID梯度计及其在心磁图测量中的应用

我们用两套ＨＴｃｒｆＳＱＵＩＤ组成一阶梯度计,在无屏蔽条件下,进行了心磁图测量。实验结果表明,在利用了梯度计消除环境噪声,再通过平均、数字滤波等方法进一步提高信噪比后,我们测得的心磁图中,可以清楚地看到Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ等各个波,其信噪比达到１２０,已可满足实用的要求。     

超导腔垂直测量系统中的磁屏蔽

简要介绍空间磁场对纯铌超导加速腔性能的影响,以及在超导腔垂直测量时对空间磁场进行有效屏蔽的方法.由于多数磁性材料对应力和温度变化非常敏感,而且国内缺乏在低温下相关磁屏蔽材料性能的数据,为此对8种国产铁磁和软磁材料在低温下的初始磁导率进行了测量,并给出了相应的测试结果.最后介绍了作者研制的1.3GHz超导腔垂直测量低温恒温器内置式磁屏蔽装置及其性能.     

数字滤波在心磁噪声抑制中的应用

提出了一种基于数据重置最小均方算法的自适应数字滤波器, 并将其应用于抑制心磁信号的背景噪声. 数值模拟结果表明该滤波器对于相关噪声,尤其是有幅值变化和时间延迟的情况, 有很强的抑制效果. 该滤波器有很宽的带宽.利用它可以使心磁信号的信噪比提高到器件的本征噪声水平. 利用周期平均的方法进一步提高信噪比, 对滤波前后心磁信号的频谱进行了分析.     

高温超导台阶结YBCO dc-SQUID一阶平面梯度计

在10mm×10mm SrTiO₃(STO)台阶衬底上用单层YBa₂Cu₃ O_7-δ(YBCO)薄膜制备了dc-SQUID一阶平面梯度计,探测环面积约为33mm ²,基线长度d=45mm.该梯度计在无屏蔽条件下对地磁场有较好的屏蔽作用,共模抑 制比为14×10²,磁场梯度灵敏度为8PT/cmHz(白噪声区). 关键词： 台阶结 SQUID 平面梯度计     

高温DC SQUID在无损检测中的应用

成功制备了用于无损检测的YBCO垫圈型DC SQUID,利用该器件建立了一套扫描SQUID显微镜无损检测装置,采用多极激励场的结构,引入高阶梯度,提高敏感元件-高温SQUID的平衡度,以及减小激励场的空间尺度来提高探测元件无损检测的灵敏度,利用该装置对圆孔缺陷的铝材料样品施加电磁激励并进行了二维磁场扫描成像,获得了较好的实验结果.     

基于小波包分析的心磁信号消噪

心磁图(Magnetocardiography)是一种无创性记录和分析心脏电磁场的方法.由于心磁场强度极其弱小,必须使用超导量子干涉仪(SQUID)才能检测,其中心磁信号消噪处理十分重要.本文对心磁测量中的消噪进行了研究,在小波分析的基础上,提出使用小波包分析方法消噪,通过实验发现小波包分析消噪能获得很好的效果.     

氧化锌纳米带中的面缺陷

面缺陷是纳米带中非常普遍和非常重要的一类缺陷。在有些情况下，面缺陷对于高表面能指数面的出现起着决定性的作用。同时。它们可以诱导纳米带沿着特殊的方向生长。面缺陷可以是孪晶或双晶，层错和由杂质原子聚集在特定原子面所形成的间隙原子层。在本文中。利用透射电子显微术，我们将介绍氧化锌纳米带中被发现的几种面缺陷。我们确认了两种孪晶／双晶结构，它们的孪晶面分别是（01^-13）和（^-2112）面。基面层错有I1和I2两种。在大尺寸的纳米带中，I1基面层错可以折叠到（2^110）面形成棱面层错。当少量的In离子掺入氧化锌纳米带后，我们发现伴随着杂质In在基面的聚集，形成了两种倒反畴界。     

平面扩压叶栅静叶相对位置改变对流动的影响

本文选取某重复级压气机平均半径处的型线,进行平面扩压叶栅非定常数值模拟。对8组不同的静叶相对位置进行了非定常计算,讨论了不同位置时流场的流动特点,优化出第一级、第二级静叶在给定的气动条件下最佳相对位置。     

对称平面单轴晶体金属波导的模式场(1)

由于平面各向异性介质金属波导的重要应用,本文讨论了光在对称平面单轴晶体金属波导(波导层是单轴晶体,两个波导界面均为金属)内的传输特性.对于晶体光轴位于波导界面法方向与传输方向构成的平面内的特殊波导结构,利用麦克斯韦方程组并结合单轴晶体的性质,精确解出了波导模式场.结果表明:1)此种特殊结构波导内存在横电波(TE)和横磁波(TM);2)TM波的坡印廷矢量与波矢方向不在一条直线上;3)波导层为负单轴晶体时波导主模是TE波主模,而波导层为正单轴晶体时波导主模是TM波主模.     

腔平面靶辐射温度和辐射不均匀度计算

 提出了一种双温度区(光斑区和腔壁区) 模型, 这种模型可以在满足能量平衡方程的同时提供一种估算辐照不均匀度各阶球谐展开的简单有效的方法。这种方法用于分析平面靶放置在腔壁侧面中段的腔靶辐照不均匀度的各阶球谐展开。计算表明, 在各阶不均匀度中以l=4,m=2的均匀度最大。由光斑分布带来的不均匀度是产生平板辐照不均匀度的主要原因。     

腔平面靶辐射温度和辐射不均匀度计算

提出了一种双温度区(光斑区和腔壁区) 模型, 这种模型可以在满足能量平衡方程的同时提供一种估算辐照不均匀度各阶球谐展开的简单有效的方法。这种方法用于分析平面靶放置在腔壁侧面中段的腔靶辐照不均匀度的各阶球谐展开。计算表明, 在各阶不均匀度中以l=4,m=2的均匀度最大。由光斑分布带来的不均匀度是产生平板辐照不均匀度的主要原因。     

杨-顾算法在波分复用器中的应用

把杨-顾算法用在新型纯相位型解复用器的整体设计中，通过设定输入输出面H₁，H₂上应该具有的强度分布，来设计H₁，H₂相位片上应该具有的相位分布．用纯相位调制的方式实现解复用器的分光、聚焦等综合功能，大大简化了解复用器件的结构．同时在应用杨-顾算法的过程中，对算法本身作了拓展，应用于输入面是二维高斯光束，在输出面仍是二维高斯光束的情形． 关键词：