弯曲衬底上应变异质外延薄膜形态失稳的相场模拟

本文旨在研究弯曲衬底上应变异质外延薄膜的表面非线性演化行为,研究采用了基于Eshelby等效方法的相场微弹性模型来模拟二维应变 薄膜/衬底系统的形态失稳。建立了关于等效特征应变和长程序参量的自由能泛函,数值求解了时间相关的Ginzburg-Landau动力学方程。系统自由能包括化学能,弹性应变能以及薄膜、衬底与真空相两两之界面能。跟踪了全时的形态演化过程,给出了指定时刻的量子点形态轮廓图。结果表明,量子点倾向于沉积在弯曲衬底的波谷处,波谷处是能量有利位置,量子点在此处比在波峰处更加稳定。本文所做的相场模拟可以用来预测量子点形成的轮廓、尺寸和位置,可以为控制和生成周期性自组装表面纳米结构提供理论指导。     

基于奇异值分解的运动模糊图像广义逆恢复方法

当线性模型应用于运动模糊模糊图像的恢复时,方程的最小二乘解是恢复图像的最优线性无偏估计。由于图像退化过程的不适定性,当观测值受到噪声干扰时,该解往往会远偏离真值。为了克服这个问题,通过对退化矩阵的奇异值分解,提取其不易受干扰的子空间,用该空间重构的逆矩阵具有良好抑噪能力,使图像在较长的运动模糊尺度内恢复时保持较低的失真。     

Mode decoupling in solid state ring laser based on stimulated Raman effect in polar crystals

In this paper we study the gain saturation induced mode-coupling control in solid state ring laser devices based on the stimulated Raman effect of the polar crystals in order to realize solid state ring laser gyroscopes.We theoretically investigate the mode coupling induced by gain saturation between clockwise (CW) and counterclockwise (CCW) propagating laser modes.Because the CW and CCW running waves are pumped with counter-propagating lasers respectively,the independent coexistence can be ensured.     

激光诱导熔石英表面损伤修复中的气泡形成和控制研究

基于熔石英材料在CO_2激光作用下的温度分布和结构参数变化的计算结果,对熔石英损伤修复中的气泡形成和控制进行了研究.针对损伤尺寸介于150—250μm之间的损伤点,提出了一种能够有效控制气泡形成的长时间低温预热修复方法.基于低温下熔石英材料结构弛豫时间常数较长的特点,该方法在不引起熔石英材料结构发生显著变化的同时,能够解吸附表面和裂纹处所附着的气体和杂质,可有效降低裂纹闭合过程中气泡形成的概率.实验结果表明,长时间低温预热修复方法的成功修复概率可达到98%.     

一种基于遗传优化的BP神经网络的测光红移估计算法

除了星系的光谱红移之外,星系测光红移的估计也对研究宇宙大尺度结构及演变有着重要的研究意义。利用斯隆巡天项目最新发布的SDSS DR13的150 000个星系的测光及光谱数据,在红移值Z<0.8范围内,先使用SOM自组织神经网络对星系样本进行早型星系和晚型星系的聚类,然后用遗传算法优化后的BP神经网络对星系的测光红移进行估算。估算结果与作为标准的已知星系光谱红移进行比对,早型星系的红移估计最小均方误差约为0.001 3,晚型星系最小均方误差约为0.001 7。实验结果表明,遗传优化的BP算法在精度上优于BP神经网络算法,且效率上优于K近邻、核回归等传统测光红移估计算法。     

光子晶体微纳传感技术的理论与实验研究进展

光子晶体(PC)微纳传感器具有体积小、易集成、响应时间快、控光能力强、可实现无标签检测以及设计灵活等优点,在工业生产、海洋探测、生物医疗检测及环境监测等领域展现出巨大的应用前景。针对基于一维纳米束PC与二维平板PC的微纳光子传感技术,从传感器结构设计和传感性能提升方面,分析了当前国内外PC微纳传感的关键理论和实验技术进展,并通过对比分析,探讨了PC微纳传感技术在未来应用中所面临的挑战及未来发展的趋势。     

A new ellipse fitting method of the minimum differential-mode noise in the atom interference gravimeter

Ellipse fitting is a useful tool to obtain the differential signal of two atom interference gravimeters. The quality standard of ellipse fitting should be the deviation between the true phase and the fitting phase of the interference fringe. In this paper, we present a new algorithm to fit the ellipse. The algorithm is to minimize the differential noise of two interference gravimeters and obtain a more accurate value of the gravity gradient. We have theoretically derived the expression of the differential-mode noise and implemented the ellipse fitting in the program. This new algorithm is also compared with the classical methods.     

Nanoforest-like CdS/TiO_2 heterostructure composites:Synthesis and photoelectrochemical application

In this study, TiO_2 nanoforest films consisting of nanotubes have been synthesized by a simple hydrothermal method and a subsequent sintering technique. The hydrothermal reaction time is important for the controlling of the nanotube diameter and the specific surface area of holistic TiO_2 films. When the hydrothermal process reaction time is up to 8 hours,the diameter of the nanotube is about 10 nm, and the specific surface area of TiO_2 nanoforest films reaches the maximum.CdS nanoparticles are synthesized on TiO_2 nanoforest films by the successive ionic layer adsorption and reaction(SILAR)technique. The transmission electron microscope(TEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy(EDX) mapping results verify that TiO_2/CdS heterostructures are realized. A significant red-shift of the absorption edge from 380 nm to 540 nm can be observed after the pure TiO_2 film is sensitized by CdS nanoparticles. Under irradiation of light, the current density of the optimal TiO_2/CdS photoanode is 2.30 mA·cm-2 at 0 V relative to the saturated calomel electrode(SCE), which is 6 times stronger than that of the pure TiO_2 photoanode. This study suggests that the TiO_2 nanoforest consisting of interlinked pony-size nanotubes is a promising nanostructure for photoelectrochemical.     

弹体对超高性能混凝土侵彻深度的研究

为了评估超高性能混凝土（UHPC）的抗侵彻性能,对UHPC靶板进行了侵彻试验与数值模拟。首先,利用Φ35 mm火炮对抗压强度为160 MPa的UHPC靶板开展了216～345 m/s速度下的弹体侵彻试验,结果表明：随着弹体速度的增加,侵彻深度与开坑直径皆有明显增加。随后在数值模拟过程中,确立了UHPC的RHT材料模型参数,为了验证材料模型的有效性,采用单轴压缩与霍普金森压杆试验结果对三维有限元模型进行了验证,模拟结果与实验结果吻合良好,表明参数选取科学合理。最后,对弹体侵彻UHPC的过程进行数值模拟,参数化分析了UHPC抗压强度、弹体质量、侵彻速度、弹径、弹头形状对UHPC侵彻深度的影响,并据此推导出弹体对UHPC侵彻深度计算公式。     

底表面光栅结构对于红外热探测器效率影响的研究

红外热探测器利用敏感材料的电学特性,将吸收的热量转化为电信号由检测电路检出,但其吸收效率并不理想.利用底表面光栅结构的大反射率特性,促进红外探测器结构的二次吸收,可有效提高探测器的吸收效率.基于电磁场理论,分析了结构参数对红外光学吸收的影响,利用数值模拟的方法,并通过结构参数的优化使吸收结构在整个波长范围内平均吸收效率提高了近一倍.