基于柔性电路板单纤双向光纤组件的以太无源光网络单元研制(英文)

随着宽带接入技术的发展,以太无源光网络是光纤到户的一种备选方案.而光网络单元数量众多,其成本成为限制以太无源光网络技术实施的重要影响因素.本文提出了一种低成本以太无源光网络单元实现方式:采用带柔性电路板的单纤双向光纤组件直接安装在光网络单元的电路板上.为了验证弯曲柔性电路板的高速性能没有恶化,采用有限元方法仿真了弯曲柔性电路板的小信号响应.由于该方式没有独立的光收发模块,无法采用比特误码分析仪进行测试,因此提出了采用网络测试仪搭建光网络单元的光信号性能测试系统的方案并实现了对光信号的性能测试.结果表明:对于发射机,在0℃~70℃的范围内得到了超过10dB的消光比和1dBm的平均发射功率;对于接收机,估算灵敏度为-27dBm.     

Experimental validation of domain-level gradient-based and hierarchical PCE-based routing and control in heterogeneous optical networks

A domain-level gradient-based routing （DLR） algorithm for heterogeneous optical networks with syn- chronous digital hierarchy and optical transport network domains is proposed and experimentally vali- dated. This algorithm classifies domains into groups with incremental levels on the basis of domain-level partitioning, and guides paths level by level along a gradient on the basis of interdomain routing tree evolution. The proposed algorithm is implemented in the hierarchical path computation element-based control architecture for connection provisioning. Testbeds with commercial and emulated nodes are es- tablished to verify the feasibility and performance of the algorithm. Experimental and emulation results show that DLR effectively performs in terms of network blocking probability, real time characteristics, and scalability.     

V掺杂二维MoS_2体系气体吸附性能的第一性原理研究

以芥子气和沙林为代表的毒剂具有毒性强、扩散快的特点,是一类杀伤力强、难以防护的化学战剂,对其快速高效检测是一项具有挑战性的课题.本文基于第一性原理计算方法研究了V掺杂对二维MoS_2气敏性能影响的机理,发现V原子向二维MoS_2的掺杂过程为自发的放热反应, V原子可以稳定掺杂于二维MoS_2超胞结构中的S空位上.掺杂进入二维MoS_2体系的V原子作为施主中心向周围Mo原子给出电子,从而提高了材料的导电能力.吸附能、吸附距离和吸附过程中的电子转移计算结果表明V的掺杂提高了二维MoS_2对气体分子的吸附能力,增强了吸附质分子与基底表面的电子相互作用,从而提高了二维MoS_2的气敏性能.     

Controlling a sine wave gating single-photon detector by exploiting its filtering loophole

GHz single-photon detector(SPD) is a crucial part in the practical high speed quantum key distribution(QKD) system.However, any imperfections in a practical QKD system may be exploited by an eavesdropper(Eve) to collect information about the key without being discovered. The sine wave gating SPD(SG-SPD) based on InGaAs/InP avalanche photodiode,one kind of practical high speed SPD, may also contain loopholes. In this paper, we study the principle and characteristic of the SG-SPD and find out the filtering loophole of the SG-SPD for the first time. What is more, the proof-of-principle experiment shows that Eve could blind and control Bob's SG-SPD by exploiting this loophole. We believe that giving enough attention to this loophole can improve the practical security of the existing QKD system.     

2020年高考数学全国Ⅱ卷的评价与教学建议

2020年高考全国Ⅱ卷理科数学试题,依托真实的情境和富含思维的问题,对学生的"核心价值、数学素养、关键能力、必备知识"进行全面考查;情境选择源于中国传统文化、疫情防控、通信技术、垃圾分类、沙漠治理等真实素材;问题设计体现了"基础性、综合性、应用性、创新性";试题设计坚持立德树人,落实"五育并举"的教育方针.提出了如下教学建议:突出理解数学,夯实"四基"基础;重视数学阅读,掌握数学语言;强化理性思维,落实核心素养.     

低过偏压下高增益单光子雪崩二极管的设计与验证

单光子雪崩二极管(SPAD)可以检测到异常微弱的光信号,可广泛应用于目标跟踪、自动驾驶、荧光检测等领域。本文基于180 nm标准双极-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺,设计了一种低过偏压下具有高光子检测概率(PDP)的SPAD器件。该器件在440～740 nm范围内具有良好的光谱响应。采用半径为10μm的N+/P阱形成PN结作为感光区域,由N阱形成一个能有效防止边缘击穿的保护环。应用计算机技术辅助设计(TCAD)软件对SPAD的基本工作原理进行了定性分析,并通过建立的测试平台获得了设备的实际电气参数。测试结果表明,在1 V的过量偏置电压下,在480～660 nm的波长范围内,该器件可达到30%以上的PDP。在560 nm时,PDP峰值为42.7%,暗计数率为11.5 Hz/μm²。最后通过设计VerilogA混合模型验证了器件的模拟结果和实测结果之间具有良好一致性。     

扫描电化学显微镜定量分析反应动力学的方法

扫描电化学显微镜是结合了电化学检测技术、超微电极技术以及三维操纵技术发展起来的一种微区电化学研究方法,其显著的优势在于较高的时间分辨、空间分辨以及独有的化学反应活性分辨,广泛应用于电极过程动力学、电化学成像、电化学微纳制造、电分析、生物化学等领域.然而,如何利用实验数据进行分析得到定量、可靠的待研究界面反应的动力学数据,在很多教材以及教学过程中并没有很明确的描述,导致多数初学者在学习和科研中有一些困惑.针对以上问题主要介绍了几种常用的利用SECM实验定量分析动力学参数的方法.同时,提出了一种基于COMSOL和MATLAB联用的非线性拟合方法,可快速获得反应动力学常数,以期对开展相关研究的人员和学生提供帮助.     

2-巯基-5-甲基苯并咪唑振动光谱的密度泛函理论研究

本文选用密度泛函理论中的B3LYP杂化泛函,在B3LYP/6-311++G(d, p)水平下,优化了2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子(MMBI)的结构,优化结果表明,2-巯基-5-甲苯并咪唑分子是一个近平面结构.通过频率计算,获得了2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子(MMBI)的拉曼光谱,并和实验获得的拉曼光谱图进行了对比,实验和理论计算获得的拉曼光谱图基本上是一致的,表明本文选取的DFT理论计算方法是可靠的.结合VEDA4软件对2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子的拉曼谱带简正振动模式进行了指认.此外,分析并讨论了2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子(MMBI)前线轨道,HOMO和LUMO轨道能级差为4.51 eV,电子有从HOMO跃迁到LUMO的趋势.采用含时密度泛函理论(time dependent density functional theory, TDDFT)对2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子(MMBI)的激发态进行了计算分析,计算结果表明乙醇溶剂中2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子(MMBI)理论计算的吸收波长为226 nm, 288 nm.对研究2-巯基-5-甲基苯并咪唑分子的性质,提供了理论...     

基于亚像素边缘检测方法的橡胶裂纹扩展实验研究

橡胶疲劳裂纹扩展实验中,通常采用光学方法测量裂纹扩展长度,但其精度受限于相机分辨率。本研究采用canny算子对拍摄的裂纹图片进行边缘检测,并对裂尖边缘进行线性插值得到亚像素级精度的裂纹尖端坐标,可在相机分辨率固定的情况下有效提高测量裂纹扩展长度的精度。在此基础上,首先开展了室温下合成橡胶的裂纹扩展疲劳实验,即采用恒幅加载方式对预制裂纹的矩形试件进行平面拉伸。然后使用亚像素边缘检测方法获得了更为精确的裂纹扩展速率,结合准静态拉伸实验得到的撕裂能数据,拟合得到了合成橡胶的疲劳裂纹扩展特性参数。最后将亚像素边缘检测方法与传统光学测试方法进行了对比,发现该方法所得数据稳定性更好,裂纹扩展速率的测算更为精确,在记录间隔循环次数较短的情况下具有明显的优势。