HL-2M 装置初始等离子体放电磁场电源实时控制系统设计

为满足 HL-2M 装置初始等离子体放电参数的需求,根据磁场电源的主回路拓扑结构设计了一套实 时控制系统。系统硬件架构基于 NI PXI 与 CompactRIO 控制器,采用基于共享内存网络的千兆光纤网络传输数据, 并在本地将中控传输的控制数据处理为对应的触发脉冲,具备很强的实时性与准确性。经过首次等离子体放电实 验的验证,磁场电源实时控制系统可完全满足首次等离子体放电的需求。     

电子束长程传输中离子通道的振荡特性研究

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。     

自旋轨道耦合Su-Schrieffer-Heeger原子链系统的电子输运特性

在Su-Schrieffer-Heeger (SSH)原子链中,电子在胞内和胞间的跳跃依赖于其自旋时,即SSH原子链存在自旋轨道耦合作用时,存在不同缠绕数的非平庸拓扑边缘态.如何探测自旋轨道耦合SSH原子链不同缠绕数的边缘态是一个重要问题.本文在紧束缚近似下研究了自旋轨道耦合SSH原子链的非平庸拓扑边缘态性质及其零能附近的电子输运特性.研究发现四重和二重简并边缘态的缠绕数分别为2和1;并且仅当源极入射电子的自旋被极化(铁磁电极)时,自旋轨道耦合SSH原子链在零能附近的电子输运特性才能反映其边缘态的能谱特性.尤其是,随着自旋轨道耦合SSH原子链与左、右导线之间的耦合强度由弱到强改变,对于缠绕数为2的四重简并边缘态,入射电子在零能附近的透射峰数目将从4个变为0;而对于缠绕数为1的二重简并边缘态情形,其透射峰数目将从2个变为0.因此,在源极为铁磁电极的情形下,通过观察自旋轨道耦合SSH原子链在零能附近电子共振透射峰的数目随着其与左、右导线之间耦合强度的变化,来探测其不同缠绕数的边缘态.上述结果为基于电子输运特性探测自旋轨道耦合SSH原子链不同拓扑性质的边缘态提供了一种可选择的理论方案.     

用信号处理技术及传播理论还原雷声频谱

以往关于雷声的研究都限于观测点雷声频域范围的探讨, 由于噪音和衰减因素的影响, 观测点的雷声频谱有很大失真. 针对在兰州地区观测的一次雷暴过程中的雷声信号, 利用数字信号处理技术,由观测点处的雷声音频信号得到频率谱,并对雷声频谱进行噪音分析; 然后结合声音在大气中传播的衰减理论, 分析了不同大气环境对声吸收的影响, 并推算出了声源附近的雷声频率谱. 关键词： 雷声频谱 信号处理 传播理论 峰值频率     

基于Franz-Keldysh效应的倏逝波锗硅电吸收调制器设计

本文设计了一种基于Franz-Keldysh (FK) 效应的GeSi电吸收调制器. 调制器集成了脊形硅单模波导. 光由脊形硅波导以倏逝波形式耦合进锗硅吸收层. 在硅基锗二极管FK效应实验测试的基础上, 有源区调制层锗硅中的硅组分设计为1.19%, 从而使得器件工作在C (1528–1560 nm) 波段. 模拟结果显示该调制器的3 dB带宽可达64 GHz, 消光比为8.8 dB, 而插损仅为2.7 dB. 关键词： 锗硅 调制器 电光集成     

偏分复用系统中偏振模色散补偿与偏分解复用一体化方案

本文建立了偏分复用系统中偏振模色散与信号偏振态变化引起信道串扰的数学模型, 分析了偏振模色散对偏分复用信道射频功率的影响, 并提出了适用于偏分复用系统的光域偏振模色散补偿与偏分解复用同时进行的方案: 用信道的射频功率作为反馈控制信号, 监测链路中偏振模色散和偏振态变化引起的信道串扰的大小, 用改进的粒子群优化算法对偏振控制器进行自适应控制, 同时完成偏振模色散补偿与偏分解复用. 在112 Gb/s偏分复用-差分正交相移键控(PDM-DQPSK)传输系统中仿真验证了该方案的有效性. 结果表明该方案可以使112 Gb/s-PDM-DQPSK传输系统完成自适应偏分解复用的同时, 在1 dB的光信噪比代价下, 使系统对偏振模色散的容忍度提高20 ps. 关键词： 偏分复用系统 信道串扰 偏振模色散 偏分解复用     

离散式任意充磁角度Halbach永磁电机解析模型研究

Halbach电机因其自身优势在新型船舶推进、海洋洋流发电等方面受到广泛关注. 本文在假设铁磁材料线性和定子内表面光滑的条件下, 通过将任意充磁角度Halbach阵列等效为两组90° Halbach(或180° Halbach)阵列的矢量合成, 提出了一种分析离散式任意充磁角度Halbach永磁电机气隙磁场的解析方法; 通过对电机中磁标量势的傅里叶级数进行计算, 推导出了最简单的90° Halbach永磁电机在极坐标系下的气隙磁密表达式, 并在此基础上, 给出了任意充磁角度Halbach电机永磁体磁化强度在一个极下的表达式, 进而得出任意充磁角度Halbach电机气隙磁密的分布, 并分析了气隙磁密与电机极对数、永磁体厚度和充磁角度间的关系. 最后通过有限元和试验结果验证了本文方法的正确性. 关键词： 离散式Halbach电机 任意充磁角度 矢量等效 解析模型     

Simulation of pedestrian counter flow through bottlenecks by using an agent-based model

Considerable research has been conducted on the topic of unidirectional evacuations from exits. However, few studies aim at simulating counter flow through a bottleneck with complex conflict. This paper proposes an agent-based model to investigate bidirectional flow evacuation. Pedestrian speed is determined by the speed of the leading agent and the surrounding agents. The moving direction of pedestrian originates from four forces, namely, gradient force, repulsive force, resistance force, and random force. These four forces dominate the main stream of the pedestrian moving trajectory, the interaction between pedestrians and their local environment, the resistance or disinclination to movement, and the random variations and chaotic nature of pedestrian dynamics. The novelty of this research is in the agent-based model that combines the agent and forces while providing insights for the simulation of the pedestrian dynamic on the cognitive level. The experiment results show that the behavior that arises from this model is consistent with the observations from Guangzhou Metro and that this model could help capture the essence of pedestrian behavior near egresses.     

TiO2 Nanotube Array/Monolayer Graphene Film Schottky Junction Ultraviolet Light Photodetectors

Schottky junctions made from a titanium dioxide nanotube (TiO₂NT) array in contact with a monolayer graphene (MLG) film are fabricated and utilized for UV light detection. The TiO₂NT array is synthesized by the anodization and the MLG through a simple chemical vapor deposition process. Photoconductive analysis shows that the fabricated Schottky junction photodetector (PD) is sensitive to UV light illumination with good stability and reproducibility. The corresponding responsivity (R), photoconductive gain (G), and detectivity (D*) are calculated to be 15 A W^?1, 51, and 1.5 × 10¹² cm Hz^1/2 W^?1, respectively. It is observed that the fabricated PD exhibits spectral sensitivity and a simple power‐law dependence on light intensity. Moreover, the height of the Schottky junction diode is derived to be 0.59 V by using a low temperature I–V measurement. Finally, the working mechanism of the TiO₂NT array/MLG film Schottky junction PD is elucidated.