基于包层模的光纤布拉格光栅折射率传感特性

提出了基于光纤布拉格光栅(FBG)包层模式的折射率传感方案。实验中,利用不同浓度的丙三醇水溶液作为外界折射率传感溶液,采用氢氟酸溶液化学腐蚀的方法来减小光纤包层的直径以增大包层模式对外界折射率的敏感度,研究了腐蚀后光纤布拉格光栅包层模式的耦合波长对外部折射率的变化关系。实验结果表明在1.3300~1.4584的折射率范围内,包层模式耦合波长随外界折射率增大而增大,在接近光纤包层折射率处具有很高的折射率灵敏度,最大达到了172 nm/riu(refractive index unit)。而且,包层模谐振的光谱半峰全宽(约0.07 nm)仅为布拉格纤芯模谐振光谱半峰全宽的1/4,能够获得更好的传感精度。     

轮廓仪检测的系统误差分析

从轮廓仪的工作原理出发，分析了影响轮廓仪检测精度的主要系统误差，并以二次旋转非球面为例计算了系统误差对面形检测精度的影响，得出Talysurf轮廓仪在测量时，系统误差对面形误差的影响随顶点曲率的绝对值、口径以及偏心率函数的增大而增大，随定位误差和不重合误差的增大而增大的结论。最后的实验结果证明了该结论的正确性。     

光纤光栅腐蚀传感器

提出了一种测量钢筋腐蚀的新型传感器.这种传感器将光纤光栅拉伸后固定在圆形钢筋的表面,在钢筋被腐蚀后,光纤光栅所受到的拉伸应变将被释放,光纤光栅的反射光波长发生变化,通过测量光纤光栅的波长就可以测得钢筋腐蚀程度.这种传感器测量准确度优于±0.1 μm,测量范围约12 μm,可用于混凝土结构中钢筋腐蚀的早期监测.     

钾掺杂对三联苯的超导特性探寻

新型超导材料的设计合成及其超导机理的探索是目前凝聚态物理学领域的重要研究方向. 本文采用高真空热烧结方法制备了钾掺杂对三联苯粉末材料并表征了它们的晶体结构、分子振动、磁学及超导特性. X射线衍射图谱和拉曼光谱表明在烧结样品中除存在钾掺杂对三联苯和KH外, 还含有苯环重组的C₆₀和石墨成分. 拉曼光谱中部分峰位的红移进一步证实钾成功掺入对三联苯分子晶体中并将4 s电子转移到C原子上. 零场冷却磁性测量结果表明: 多数样品在整个温度测量区间表现为居里顺磁性, 但少数样品呈现出抗磁性, 而且在17.86, 10.00 和6.42 K三个温度点出现磁化率突降的反常行为, 其中17.86 K处的突降很可能源于钾掺杂C₆₀引起的超导转变, 而后两者可能与钾掺杂对三联苯导致的超导相关. 研究结果有助于理解金属掺杂芳香烃有机超导体这一新兴超导家族的晶体生长和物理特性, 同时也提供了一种低温制备C₆₀和石墨的新方法.     

基于HI-13串列加速器在束γ终端原子核激发态寿命测量的核结构研究

利用在HI-13串列加速器的在束γ终端上建立的多普勒线移衰减法、反冲距离多普勒线移法和快时间延迟符合法等3种寿命测量方法,开展了原子核手征对称性、磁转动等核结构热点课题的研究工作。实验结果表明,130Cs的伙伴带具有很好的手征特性,而106Ag的候选带并非手征双带。根据测量的能级寿命提取的B（M1）值表明,106Ag的正宇称晕带和107Ag的正、负宇称晕带都具有典型的磁转动特性。此外,寿命测量数据还为解释和理解不同的同位素链中展现出的形状演化、形状共存、形状相变及临界点对称性等物理现象提供了有价值的实验证据。 The significance and principle of lifetime measurements of excited states in nuclei are briefly described. By using the recoil-distance Doppler-shift method, the Doppler-shift attenuation method, and the fast-timing technique established at the in-beam γ terminal of HI-13 tandem accelerator, nuclear structure studies on topical subjects including chiral symmetries and magnetic rotation have been performed. Our experimental results indicate that 130Cs shows better chiral characteristics, however, the two candidate bands of 106Ag could not be a pair of chiral doublet bands. For magnetic rotation, the deduced B(M1) values deduced from the measured level lifetimes clearly demonstrate that the yrast positive-parity band in 106Ag and both the yrast positiveand negative-parity bands in 107Ag are magnetic rotation bands. In addition, our lifetime measurement data also provide valuable experimental evidences for the interpretation and understanding of the shape evolution, the shape coexistence, and the critical-point symmetries of shape phase transition in the different isotope chains.     

STF数字微波低电平系统研究

STF是KEK为国际直线对撞机(ILC)建立的试验装置. 在STF中, 数字微波低电平系统用于控制超导腔的RF相位和幅度. 在没有实际腔运行的情况下, 设计了一个基于FPGA技术的实时超导腔模拟器, 用于测试微波低电平系统的硬件和算法. 超导腔的数字控制器用FPGA实现, 其中采用了PI反馈控制和前馈控制算法. 测试表明, 超导腔模拟器和控制器都工作良好, 可用于STF微波低电平系统的进一步开发.     

再生冷却红外窗口热响应特性耦合计算研究

本文对强对流加热环境下带再生冷却系统的红外窗口传热和热应力问题进行了数值模拟,采用一维管流假设,管流和固体结构传热采用耦合方式求解.研究表明:(1)在本文计算状态下模型温度和热应力都是随加热时间而增加的,最大温度发生在窗口表面的填充材料和石英玻璃中部,最大热应力发生在合金材料内部;(2)现有冷却管道配置下工质温度没有异常变化;(3)窗口区合金温度一直在升高,若飞行时间进一步延长,要考虑合金温升给窗口防热带来的不利影响;(4)在现有温度分布状态下,内冷管道的引入并未给结构强度造成薄弱环节.     

奇相干光源的测量设备无关量子密钥分配研究

刻画了奇相干光源的光子数分布特征,研究了奇相干光源下诱骗态测量设备无关量子密钥分配系统的密钥生成率与安全传输距离的关系,推导了奇相干光源下的计数率下界和误码率上界.仿真结果表明,奇相干光源光子数分布中多光子脉冲的比例低于弱相干光,可以有效提高诱骗态测量设备无关密钥分配系统的最大安全通信距离,为实用的量子密钥分配实验提供了重要的理论参数.     

一种基于声相似律的旋转流体机械噪声声源分离方法

针对管道系统中的流体机械发声问题,提出了一种声源函数与声响应函数的频谱分离方法。该方法以声相似律为基础,分别采用最小均方值多重线性回归方法和高斯滤波获得声源函数和声响应函数。通过算例验证了该方法的有效性,辨识得到的声源函数和声响应函数的相对误差均远小于现有方法。利用该方法分析了自由空间和带管道两种安装条件下轴流风扇的辐射噪声,辨识得到了相应的声源函数、声响应函数和叶尖速度律指数,并对风扇的主要噪声成分进行了分析。     

A contrastive study on the influences of radial and three-dimensional satellite gravity gradiometry on the accuracy of the Earth's gravitational field recovery

The accuracy of the Earth’s gravitational field measured from the gravity field and steady-state ocean circulation explorer(GOCE),up to 250 degrees,influenced by the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij from the satellite gravity gradiometry(SGG) are contrastively demonstrated based on the analytical error model and numerical simulation,respectively.Firstly,the new analytical error model of the cumulative geoid height,influenced by the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij are established,respectively.In 250 degrees,the GOCE cumulative geoid height error measured by the radial gravity gradient V zz is about 2 1/2 times higher than that measured by the three-dimensional gravity gradient V ij.Secondly,the Earth’s gravitational field from GOCE completely up to 250 degrees is recovered using the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij by numerical simulation,respectively.The study results show that when the measurement error of the gravity gradient is 3×10 12 /s 2,the cumulative geoid height errors using the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij are 12.319 cm and 9.295 cm at 250 degrees,respectively.The accuracy of the cumulative geoid height using the three-dimensional gravity gradient V ij is improved by 30%-40% on average compared with that using the radial gravity gradient V zz in 250 degrees.Finally,by mutual verification of the analytical error model and numerical simulation,the orders of magnitude from the accuracies of the Earth’s gravitational field recovery make no substantial differences based on the radial and three-dimensional gravity gradients,respectively.Therefore,it is feasible to develop in advance a radial cold-atom interferometric gradiometer with a measurement accuracy of 10 13 /s 2-10 15 /s 2 for precisely producing the next-generation GOCE Follow-On Earth gravity field model with a high spatial resolution.