两粒子二维完全弹性碰撞问题的相对论力学分析

用相对论力学考察两个小球的二维完全弹性碰撞过程.通过比较相对论力学与经典力学所得到结果的差异,显示了相对论力学的特性.     

蛋白质对纳米铕岛膜表面荧光的增强作用

将经硫辛酸修饰的铕纳米颗粒和蛋白质固定在石英玻璃表面或胶原蛋白隔离的石英玻璃表面,研究蛋白质对纳米铕岛膜荧光的增强作用.研究结果发现,在275nm激发波长下,铕纳米岛膜的荧光光谱与铕纳米颗粒溶液的荧光性质相似,且微量蛋白质的加入可以使铕纳米岛膜的荧光强度增强,但被石英玻璃片吸附后,铕纳米岛膜以及铕-蛋白质体系的荧光发射峰的位置由378.8nm红移至420nm,且胶原蛋白隔离铕纳米岛膜和滴加微量BSA蛋白质的荧光光谱相似,但荧光强度没有发生明显变化.     

含色散介质的一维光子晶体微腔的透射谱

研究了含色散介质的一维光子晶体微腔的透射谱,对色散介质采用Lorentz振子模型,腔模的频率设置在光子晶体带隙中心。发现当吸收可以忽略时,色散效应将导致在腔模附近有很高的态密度,与此相应地在透射谱中出现一个较宽的透射带。当吸收存在时透射带中心的透射峰消失,但带尾的透射峰依然存在。     

基于高速肖特基二极管的100 ps瞬态取样门设计与仿真

 皮秒级瞬态取样门主要应用于激光聚变实验和高能物理实验中,对单次高速脉冲进行实时取样。提出了一种新颖的基于肖特基二极管桥的平衡取样门,给出其模型和具体电路设计。电路仿真结果表明,对称的选通设计保证了选通脉宽为100 ps时,取样间隔也为100 ps,取样门带宽为4.4 GHz,可应用于多路超短激光脉冲取样。     

介质加载环板慢波结构高频特性研究

 提出了一种适用于环板结构的计算等效相对介电常数的方法,利用变分法导出了介质加载环板慢波结构的色散方程和耦合阻抗表达式。计算结果表明,介质加载能够有效降低环板慢波结构的工作电压。计算结果与CST-MWS的模拟结果吻合良好,说明所提出的计算等效相对介电常数的方法和计算色散方程的方法对环板慢波结构是切实可行的。     

改进的时序多重稀疏贝叶斯学习冰下水声信道估计方法

针对时序多重稀疏贝叶斯学习信道估计方法计算复杂度高且在低信噪比时估计精度低的问题,本文提出了一种改进的时序多重稀疏贝叶斯学习正交频分复用冰下水声信道估计方法。首先,采用奇异值分解方法对接收导频矩阵进行去噪;随后利用去噪后的接收导频矩阵结合最小二乘信道估计方法获得时序多重稀疏贝叶斯信道估计的超参数矩阵、感知矩阵等先验知识;最后,利用冰下水声信道的稀疏特性和多途结构较为稳定的特点,采用时序多重稀疏贝叶斯信道估计对不同符号的冰下水声信道进行联合重建。仿真结果显示,在能量系数为0.03时,改进方法信道估计均方误差相比较于原始方法至少降低了约2.87×10^-5,运算时间至少下降了约为90%。第11次北极科学考察冰下试验结果显示,改进方法的平均原始误码率略微低于原始方法,平均运算时间降低约75%。研究结果表明,利用冰下水声信道的特点,改进方法可以实现高精度冰下水声信道估计,并且有效降低系统计算复杂度。     

Au-Nanoparticle-Array/Aligned-Ag-Nanowire-Based Flexible Dual Plasmonic Substrate for Sensitive Surface-Enhanced Raman Scattering Detection

The fabrication of flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrates for sensitive detection on uneven or irregular surfaces is challenging. In this study, a flexible dual plasmonic SERS (FDPS) substrate rationally constructed using Au nanoparticle (AuNP) arrays/aligned Ag nanowires (AgNWs) and elastic polyurethane (PU) is demonstrated. It exhibits high sensitivity (detection limit of 10⁻⁸ m for melamine and 10⁻¹⁰ m for malachite green) and excellent reproducibility. The well-designed structure of AuNP arrays/aligned AgNWs fabricated using block copolymer self-assembly and oil–water–air interfacial self-assembly successfully enhances the electromagnetic field through plasmonic coupling. In addition, the FDPS substrate retains a high SERS sensitivity after exposure to air at room temperature for 30 days because of the high stability of AuNP arrays and antioxidation characteristic of the PU covered on the aligned AgNWs. Even after undergoing stretching, bending, and twisting for 100 cycles, the FDPS substrate maintains a stable SERS activity owing to the introduction of the elastic PU. This study demonstrates a potential application of SERS detection under practical conditions for irregular surfaces and may be helpful in the development of flexible sensors.     

金属中声学等离激元的产生条件

本文从相互作用布洛赫电子气的介电函数出发,导出了金属中存在确定的声学等离激元的条件,并对A-15化合物是否满足这个条件作了讨论,认为在A-15化合物中声学等离激元的存在尚缺乏足够的证据。 关键词：     

基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析

噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术(NICE-OHMS)是目前世界上最灵敏的激光吸收光谱技术,其在低压环境中具有极高的探测灵敏度。然而当测量样品处于大气压时,NICE-OHMS系统的探测灵敏度会大幅下降。主要原因之一是大气压下获取最大NICE-OHMS信号幅度的条件与低气压下不同。通过对大气压NICE-OHMS理论进行分析,分析了影响信号幅度的参数,并通过数值模拟来寻找最佳的实验条件。本文着重讨论影响信号的主要参数包括光学腔腔长L,调制系数β,探测相位θ。其中,由于在NICE-OHMS中使用DeVoe-Brewer技术将调制频率ν_m锁定到Fabry-Parot(FP)腔的自由光谱区(FSR)。因此FP腔的腔长决定了ν_m,同时还作用于信号幅度S■。模拟结果显示,当腔长增大时,由于ν_m随之减小,载波和边带的光谱成分相互重叠部分增大,因此线型函数的幅度逐渐减小。而吸收信号幅度随着腔长的增加而逐渐增加,色散信号幅度先增大后减小,并且在腔长等于8 cm时达到最大值。调制系数β会影响频率调制后激光载波和边带的幅度大小,并且影响信号线型。随着腔长的增加,最大信号幅度对应的β值也随之增加。在相同腔长下,色散信号的最佳β值小于吸收信号,更容易使用电光调制器实现。最后分析了参数的可实现性,分析了不同种类激光器的频率调谐能力,压电陶瓷的扫描宽度等。以乙炔气体为例,大气压下NICE-OHMS的谱线半宽达到~3 GHz,而光谱覆盖范围大于10 GHz。分布反馈式半导体激光器(DFB)与外腔二极管激光器(ECDL)的频率调谐范围可以达到30 GHz以上,但是由于激光线宽宽,得到的PDH锁定性能欠佳。回音壁模式激光器(WGM)和掺饵光纤激光器(EDFL)线宽为百Hz量级,是目前高灵敏NICE-OHMS系统中常用的光源。但是WGM目前可以实现了5 GHz的激光频率调谐范围,而EDFL的外部电压可控制的调谐范围仅为3 GHz。使用精细度为55000的腔进行模拟,调制系数β=1,腔长大于8 cm时,可使用WGM激光器实现,腔长大于25 cm时,可以使用EDFL激光器实现。而对于在设计光学腔中常用的伸缩长度为25μm的PZT,随着腔长的增加,对应的腔模频移范围逐渐减小,在腔长为典型的40 cm时,扫描范围大于12 GHz。     

基于EKF的水下LD通信精对准控制算法

高速激光通信中接收机与光斑中心很难处于精对准状态,导致水下光通信链路难以稳定建立.首先采用蒙特卡洛仿真统计法分析激光光子在海水中传输的接收光强分布规律,再通过实验对接收端的光斑图像进行采样分析,利用曲线拟合得到接收器位置与接收光强的关系.仿真与实验结果表明:光束经过25 m的水下传输,接收光强分布仍近似为高斯分布.采用非线性估计算法(扩展卡尔曼滤波)与基本状态控制反馈理论,根据接收光强度估计接收器当前位置与最大光强处的距离,通过反馈算法实现接收端与光斑中心的主动跟踪对准.算法仿真结果显示,接收端对准误差在2 mm以下,稳定后接收效率超过98%.