345 GHZ PROTOTYPE SIS MIXER WITH INTEGRATED MMIC LNA

We report on heterodyne measurements at submillimeter wavelengths using a receiver with a Superconductor-Insulator-Superconductor (SIS) mixer device and a Microwave Monolithic Integrated Circuit (MMIC) cryogenic low noise amplifier (LNA) module integrated into the same block. The mixer characterization presented in this work demonstrates the feasibility of operating a MMIC LNA in close proximity to the SIS device without penalty in mixer performance due to heating effects. Verification of this functionality is crucial for the ongoing development of SuperCam, a 64-pixel focal plane array receiver consisting of eight, 1 × 8 integrated mixer/LNA modules. The test setup included a mixer block modified to accept a MMIC amplifier. Our tests show that the LNA can be operated over a broad range of V_drain voltages from 0.40–1.40 V, corresponding to dissipative powers of 2.6–29 mW. We observe no significant effect on the measured uncorrected receiver noise temperatures in the 345 GHz band.     

油气混输中掺混器的研究与改进

在常用的油气混输工艺中,从油井开采出的油和气经分离处理后重新掺混,再由混输泵加压后通过管道运送或由气泵、液泵分别加压,掺混后运送。为了避免引起混输管道的大幅振动以及对泵造成损坏,混输工艺一般都要求掺混器出口不能出现大规模气态段塞现象。在本文当中,我们对T形管掺混器、文氏管掺混器进行了实验研究,并提出了能对进入掺混器的气体质量流量进行控制的拉伐尔喷管掺混器设计方法。试验结果表明,拉伐尔喷管掺混器可以非常方便地根据需求控制掺混器下游流态。这一特性使得拉伐尔喷管掺混器在石油、化工领域具有非常广泛的应用前景。     

一个驻波演示实验

介绍一个驻波演示实验，让声波在充有可燃性气体的圆管中形成驻波，气体通过多孔燃烧时出现余弦分布的火焰包迹线，这个包迹线能把驻波显示出来。     

载流有界等离子体柱中的剪切阿尔芬波涡旋

本文采用二流体方程组，研究低β（ｍｅ／ｍｉ＜＜β＜＜１）载流有界等离子体柱中的非线性剪切阿尔芬波，求得一类新的电磁涡旋解。在这类解中，扰动电场和扰动磁场的局域结构由单极部分和多极部分组成，而扰动密度是多极涡旋结构。这些相干结构以一定的角速度整体地绕等离子体柱轴运行。对于本文所取的参数，平衡电流对扰动电磁场和密度的涡旋结构无影响。     

表面约束稳态装置中高频离子声波的激发特性

高频离子声波由于Landau阻尼很大,一般难以激发。本文研究了表面约束稳态装置上高频离子声波的激发特性。实验表明,仔细控制放电参数可以激发起纯离子声波,密度涨落n/n_o最大可以达到7.5％。     

WAVENUMBER PREDICTION OF WAVES IN BURIED PIPES FOR WATER LEAK DETECTION

Water leaks are a topic of great concern in Britain and many other countries, because of decreasing water supplies and the deterioration of old pipework. Correlation techniques are widely used in leak detection, but for these to be effective, the propagation wavespeeds and wave attenuation must be known. Relatively predictable for metal pipes, these are largely unknown for the newer plastic pipes, being highly dependent on the pipe wall properties and the surrounding medium. In this paper, pipe equations for n=0 axisymmetric wave motion are derived for a fluid-filled pipe, surrounded by an infinite elastic medium which can support both longitudinal and shear waves. These equations are solved for two wave types,s =1,2, which correspond to a fluid dominated wave and an axial shell wave, and expressions for a complex wavenumber for each wave are given.     

500GHz超导SIS混频器的设计

超导SIS(Superconductor-Insulator-Superconductor)混频技术是新兴的低噪声检测技术,其卓越的低噪声性能使其成为太赫兹波段理想的接收技术之一.如何提高太赫兹波和SIS超导结之间的信号耦合是设计超导SIS混频器的一个关键问题.本文依据准光耦合技术,研究了两种改善两者间信号的耦合方法:一是设计工作于500GHz波段的对数周期天线,二是设计微带阻抗变换器以实现对数周期天线和SIS超导结之间的阻抗匹配.     

我国半导体物理研究进展

简单地回顾了近年来我国半导体物理研究的进展,它包括三个方面,半导体超晶格、微结构;半导体表面、界面和杂质、缺陷;以及半导体新材料、新结构,这些进展说明,半导体物理研究在当代物理学和高技术的发展中都占有突出的地位,它仍是一门年轻的、富有生命力的学科,预期在将来有更大的发展。     

柱面Love波频散分析与SH波场的数值计算

对贴井壁环型剪切源在柱状双层弹性介质中激发的SH波场进行了理论求解,导出了柱面Love波频散方程,讨论了柱面Love波存在的条件及其区域.通过数值计算考察了柱面Love波的频散特性和激发强度,发现最低阶柱面Love波具有截止频率,这与平面半空间双层弹性介质模型下的Love波无截止频率的特征不同.渐近分析与数值考察都表明,井径r₁→∞时,柱面Love波频散方程趋向平面双层半空间的Love波方程,柱面Love波的截止频率趋于零.全波计算还显示用激发SH波来探测侵入带外原状地层的横波信息是一个十分简洁的途径..     

微小孔近场衍射中的传播波和倏逝波

用角谱法分析了微小孔近场衍射中的传播波和倏逝波,并对平面波圆孔衍射进行了数值计算,得到了一些新的结论.     

波叠加的实验教学

通过对波的叠加现象的观察进一步了解波的空间和时间特性，并给出了一种测量声速的方法。     

受禁锢的表面态电子波的驻波

在金属表面上把电子约束在纳米尺度的环形量子围栏中，导致电子波在围栏内形成同心圆状的驻波，本有无限高圆形对称散射势的分析方法模拟和分析了这种情况了受禁锢的表面态电子波的驻波，并介绍了实验上观察了电子驻波图象的方法。     

用横波推导简谐波的能量

本文提出用横波推导简谐波能量的方法，并就此进行了具体时推导。     

柱等离子体中磁流体力学波之间的耦合

采用柱螺旋坐标系 ,把广义磁流体力学方程组简化为四元一阶微分方程组。在ω/ωci→ 0时 ,该方程组化为Hain L櫣ｓｔ方程 ;而当p→ 0 时 ,即是KAppert理论。在这两种情况下 ,Alfv啨ｎ波共振层都是奇异的。Alfv啨ｎ波共振层的奇异性来源于极限的选取谠独爰薜那?,离子的惯性会使理想磁流体中Alfv啨ｎ波共振层的奇异性消失 ,且使磁流体力学波之间相互耦合     

光电导器件的探测理论分析

本文介绍了光电导器件的物理基础和探测原理,推导出了代表器件特性的电压响应度和电流响应度公式,并指出了提高器件探测灵敏度的途径.     

同频率互相垂直简谐振动的合成

讨论了质点参与两个同频率互相垂直简谐振动时的角动量、速率、能量以及同频率互相垂直简谐振动的合成推广到三维的情况。     

Noise and thermal properties of a submillimeter mixer with the SINS tunnel junction

In this work we present for the first time a low-noise submillimeter receiver with a mixer using Superconductor-Insulator-Normal metal-Superconductor (SINS) junctions. Junctions containing a normal metal layer may be free of the Josephson current and of the related perturbations of mixer operation specific for the standard SIS mixers. This SINS mixer quality is important for the application in the multibeam submillimeter receiver. The SINS mixer stability of operation and independence on the magnetic field have been confirmed in our experiment. Minimum SINS receiver noise in the 290 – 330 GHz band is about 135 K when the junction R_NC is about 30. Noise, conversion gain and thermal properties of the SINS mixer have been studied and compared with the SIS mixers. The limit of SINS mixer operation improvement is discussed at the end of the work.     

影响X光热激波数值模拟结果的若干因素

 是否考虑康普顿散射光子的输运，用何种材料模型描述熔化、汽化和应变率效应，选用怎样的迎光自由面差分格式以及空间步长大小等因素，对X光热激波数值模拟结果都会产生重要的影响。依据热激波一维数值模拟结果，对上述各种因素的影响进行了定量分析。计算表明：在X光能谱比较软和辐照量较大时，物态方程、迎光自由面差分格式和空间步长大小对热激波的计算结果都会造成重要影响；在X光能增变硬时，康普顿散射的影响增大；在低压时，本构关系和屈服强度基本上控制了热激波的衰减规律。     

用光栅法测超声波在液体中的传播速度

介绍了用光栅法测超声波在液体中的传播速度的方法，讨论了其设计思想、原理及实验装置并给出了一个实例。