基于随机模拟算法的激光辐照固体材料的温升研究

热传导方程的复杂性给研究激光热损伤等问题带来了困难。随机模拟算法将热传输看成是随机的化学动力学过程,算法容易实现,适用于复杂系统随时间变化的模拟。以固体硅为例,利用该算法计算了高斯激光辐照硅表层的热传输过程,对比了传统计算方法,应用该算法探讨了吸收系数对热损伤的影响问题。计算结果表明,算法的模拟结果符合激光辐照固体材料的实际规律,可作为一种激光辐照固体热传输过程的研究方法。应用结果显示:激光辐照初期,材料的热损伤与波长有依赖关系,吸收系数较小的材料能减小对基底的热损伤概率;激光辐照后期,减小吸收系数对热损伤的影响不明显。     

考虑非线性效应的路由与波长分配算法

本文研究了在波长路由的智能光网络中选择路由与波长分配(RWA)过程中如何考虑非线性效应的影响.在简要分析了考虑非线性效应影响的必要性后,以交叉相位调制为例推导出了一种简单的计算非线性效应引起的光功率代价计算公式,并讨论了如何将其引入路由与波长分配算法中.仿真结果表明非线性效应确实对RWA的优化结果产生一定的影响,其程度与物理拓扑、业务需求和具体的网络传输参量有关.     

双波长照明下的非干涉相位恢复算法

针对原有基于强度传输方程(TIE)的非干涉相位恢复技术只适用于单波长条件下近距离传播时相位求解的局限,提出了一种双波长照明条件下的TIE算法.该算法在求解过程中考虑两个波长下相位间的相关约束,并引入了合成波长的概念.同时,考虑到TIE法在远距离传播时相位恢复精度较低的问题,将其与角谱迭代算法结合,提出了一种双波长混合迭代算法.实验结果表明,双波长TIE算法相位恢复图的误差平均值降低到0.191 2;在远距离传播时,双波长混合迭代算法相位恢复图的误差平均值降低到0.220 2.表明所提算法可以在双波长照明下有效地恢复相位信息,并且不受距离的限制.     

分子光谱波长选择值得注意的几个问题

波长选择已经成为了分子光谱模型优化的一个重要环节。在大多数情况下,我们只关心波长选择后模型预测效果能够提高多少,而波长选择算法在实际应用中存在的一些问题往往会被忽略。本文总结了这些问题和对应的一些解决方案或思路。例如不同光谱预处理方法对变量选择算法的应用效果影响如何,部分常用波长选择算法选择变量的稳定性和可靠性如何提高,以及不同类型分子光谱数据对波长选择算法的应用效果影响如何等。总之,我们希望以上这些问题的提出不仅能够引起广大分子光谱同行的重视,进而促进波长选择算法在分子光谱领域取得更好的应用效果。     

一种求解虚波长路径光网络波长资源优化问题的启发式算法

本文提出了一种虚波长路径光网络的启发式路由选择算法,它可以用来解决以最小化网络所需波长数目为目标的资源优化问题.该算法应用了基于最大概率路径的选路优化策略.对一个样例网络的数值分析结果表明该算法是有效的.     

基于启发式算法的密集波分复用系统波长优化配置

研究了基于G.653光纤的C波段密集波分复用传输系统中的波长配置方法,推导出了包含光放大器的多段光纤链路的四波混频(FWM)产物功率的解析表达式,引入了粒子群优化算法解决波长配置问题,同时得到了可行的16波信道配置方案.同已有的方法相比,粒子群优化算法支持的信道数更多（>=16）,四波混频效应得到了较好的抑制,系统性能明显得到提高.     

传热效率——强化传热的新评价指标

本文从热耗散的角度出发,提出了一种新的衡量热量传输过程效率的物理撼.随后,本文利用最小热耗散优化原理对圆管管内空气对流换热问题进行了优化计算,同时从层流和湍流两种情况进行了优化前后的传热效率的比较.结果表明,对于管内对流换热问题,与不优化的光管相比,优化后的圆管的传热效率远高于前者,并且传热效率与努塞尔数的趋势一致.因此,本文提出的传热效率能够很好地应用于管内强化传热的评价.     

超短脉冲在放大介质中传输特性研究

利用非线性薛定谔方程,详细研究了放大介质的增益窄化和增益饱和效应对超短脉冲在放大介质传输特性的影响,以及传输过程中B积分的影响.在此基础上,对超短脉冲放大系统的逆问题进行了研究,即在给定放大系统参数和满足物理实验要求的输出脉冲波形前提下,求出相应的输入脉冲波形.     

电磁场递推算法及微纳光学元件中的应用

提出一种电磁场递推算法来分析微纳光学元件体内电磁场的传输.该方法基于Maxwell方程组和电磁场横向的边界条件给出了严格解.以高斯光束在亚波长矩形浮雕光栅体内的传输为例,分析了非匀幅光束在微纳光学元件体内的传输. 关键词： 递推算法 非匀幅光束 微纳光学元件     

来华本科留学生公共物理课程教学的改革与思考

结合公共物理课程教学实践的特点,针对来华留学生现状和物理课程教学过程中存在的若干问题进行分析,并对留学生物理课程教学模式作出相应的改革.为留学生的教学提供可借鉴的思路与方法.     

RWA方法对WDM网络P圈优化性能的影响

研究不同的路由和波长分配（RWA）方法对无波长变换WDM网络P圈优化性能的影响.提出了用负载均衡的方法对各波长层的工作容量进行均衡,以降低网络总容量.分别研究了动态分层通用RWA（DL-GRWA）、最短路径RWA（SP-RWA）、动态分层负载均衡（DL-LB）、最短路径负载均衡（SP-LB）、固定波长负载均衡（FW-LB）5种方法对网络总容量的影响.仿真发现,无论何种RWA方法,随着圈最大跳数限制的变大,网络总容量都逐渐降低,其中SP-LB方法所需要的网络总容量最小.     

同色异谱破坏特性及其在相似异物检测中的应用

由于相似异物与所处背景的外观特征极其相近,现有的光谱成像检测技术遇到新的挑战。针对复杂背景中相似异物检测难题,提出了利用同色异谱破坏特性的透反射光谱图像检测方法。在分析同色异谱破坏过程中异物与背景光谱特性差异基础上,建立了波长优选函数筛选最优波长的透反射光源构建成像检测系统。以棉花中的白色丝状异物作为实验对象,利用最佳波长透反射成像系统获取异物特征,采用图像决策层融合增强异物图像特征,最后利用二值化处理提取异物目标。实验结果表明,在利用390 nm反射波长与580 nm透射波长的双波长图像检测中,成像系统获取的相似异物图像特征明显,异物提取后检测结果与实际相符。此方法可有效检测棉花中多种白色丝状异物,为相似异物检测提供了一种新思路。     

基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计

分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响.结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大,进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式,给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率,减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法.与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10 nm,若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4.6 dB.     

基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计

分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响．结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大,进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式,给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率,减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法．与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10nm,若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4．6dB．     

A novel dynamic model on power failure propagation and its application to load shedding optimization

In this letter, we proposed a novel individual-based dynamical model to study failure propagation in power system. In this model, a transmission line fails with a probability related to additional load transferred by other failed lines, where load upon failure of power lines is based on global and equal redistribution. Besides, the line recovers with a certain probability, and the failure levels of lines is depicted as a probability rather than a Boolean value subject to the mean-field theory. Based on this model, the outbreak threshold of the power system was analyzed. We gave the mathematical expression of the threshold for the outbreak of power failure scale and conducted simulation experiments to verify the theoretical value. Additionally, we discussed the optimal load shedding problem to minimize the objective function related to the cost of failure and load shedding. Lastly, the numerical simulations were provided to illustrate our theoretical results.     

吸收层特性和异质结界面电荷对12.5 μm长波HgCdTe光伏探测器响应率的影响研究

研究了12.5 μm长波HgCdTe探测器的吸收层厚度和异质结界面电荷对器件光响应率的影响.分析了吸收层厚度与吸收长度、扩散长度之间的联系,获得了设计最佳吸收层厚度的经验公式.研究结果显示入射光波长超过截止波长时,响应率随吸收层厚度增加单调增加,并逐渐饱和.响应率峰值对应的波长随吸收层厚度增加,有向长波偏移的趋势.最佳吸收层厚度值随少子寿命或入射光波长的增大而增大.同时,研究了衬底、钝化层与HgCdTe材料之间异质界面电荷对光响应率的影响,发现正的界面电荷在衬底异质结界面处形成诱导pn结,对响应率影响显著 关键词： 长波HgCdTe器件 光伏型红外探测器 光响应率 少子寿命     

Fault-tolerant routing and wavelength assignment algorithm for multiple link failures in wavelength-routed all-optical WDM networks

In this paper, we investigate the problem of enhancing multiple-fault restorability in the path protected wavelength-routed all-optical WDM networks. The system architecture considered is circuit-switched with dynamic arrival of session requests. We propose a mechanism, which is used to combat multiple link failures. A routing and wavelength assignment algorithm has been proposed with the name of fault-tolerant routing and wavelength assignment algorithm. The comparison of this algorithm has also been made with the best-fit and first-fit algorithms. This algorithm deals with the optical networks with multiple faults and is effective for the varying load applied to nodes. This algorithm works well for the load applied to the nodes varying from low to high.     

Survivable routing and wavelength assignment algorithm for multiple link failures in wavelength-routed all-optical WDM networks

In this paper, we have investigated the problem of enhancing multiple-fault restorability in the path protected wavelength-routed all-optical WDM networks. The system architecture considered is circuit-switched with dynamic arrival of session requests. We have proposed a mechanism, which is used to combat multiple link failures. A survivable routing and wavelength assignment algorithm has been proposed which is very efficient for the networks having multiple failures. This algorithm deals with the optical networks with multiple faults and is effective for the varying load applied to nodes. This algorithm works well for the load applied to the nodes varying from low to high.     

WDM全光网络中一种分布式路由及波长分配协议

在全光网络中,光信号在全光域内传输,避免了光-电转换带来的延迟,因此全光网支持高数据率传输并提供巨大的网络容量。WDM(波分多路复用)技术的采用使得高速光传输线路与低速终端处理设备之间能够相互兼容。探讨了WDM全光网中的路由及波长分配问题,提出了一种用于WDM网络中的分布式路由及波长分配协议,具有开销小、阻塞率低以及良好的可扩展性,是一种比较实用的RWA协议。     

Fairness-based user association and resource blocks allocation in satellite–terrestrial integrated networks

To meet the futuristic communications needs, a satellite–terrestrial integrated network (STIN) has been proposed and is a strong contender amongst emerging architectures. In our STIN model, we have considered a satellite-based base station (BS), dovetailed with a terrestrial N-tier heterogeneous network (HetNets). Our work considers jointly admission control of user equipment (UE), power allocation , fairness-based user association (UA), and fair spectrum resource allocation to UEs in STIN. With throughput maximization as an objective, considering such an environment, has not been investigated in the past. The formulated problem is a mixed integer non-linear programming (MINLP) problem that is Non-deterministic Polynomial-time Hard (NP-hard) and to achieve an optimal solution, it requires an exhaustive search. But, the computational load of exhaustive search increases exponentially as the number of UEs increases. Therefore, to obtain a near-optimal solution having low computational load an outer approximation algorithm (OAA) is proposed. To evaluate the proposed algorithm, extensive simulation work has been performed. The effectiveness of the proposed approach is verified by the results in terms of fairness in UA, fairness in resource block (RB) allocation, and throughput in the downlink (DL).