超宽带太赫兹时域光谱探测技术研究进展

太赫兹时域光谱(THz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术是一种非常有效的相干探测技术,具有信噪比高,探测带宽,可在室温下工作,可进行时间分辨测量等特点,广泛应用于材料、化学、生物、安检等领域。较早时期的THz-TDS系统受限于太赫兹辐射源的带宽和光谱探测手段,测量范围有限(<5 THz),较高频段的光谱信息无法得到。为了进一步扩大太赫兹时域光谱探测技术的应用范围,迫切需要发展超宽带(≥10 THz)的太赫兹时域光谱探测技术。本文回顾了太赫兹时域光谱探测技术的发展进程,综述了实现超宽带太赫兹时域光谱探测的主要技术方法,展示了不同测量方法的典型实验方案,同时总结了不同探测方法的优缺点,并追踪了主要研究小组的前沿成果以及最新的应用进展。     

基于非下采样双树复小波域的双变量模型去噪算法

提出一种基于非下采样双树复小波域的图像去噪算法.首先分析非下采样双树复小波变换同一方向实部与虚部小波系数之间的相关性,通过实例及统计规律得到其联合概率分布近似服从于椭圆边界的单峰各向异性二维非高斯分布.然后把双变量统计模型引入到非下采样双树复小波变换实部和虚部小波系数中,将实部与虚部小波系数的联合概率分布作为双变量先验模型,得到了非下采样双树复小波变换自适应各向异性双变量去噪模型.该模型可以很好地体现实部与虚部小波系数之间的相关性.运用最大后验概率来估计从含噪图像的小波系数恢复原图像的系数,达到去噪目的.最后根据该模型得到了一种具有闭式解的去噪算法.实验表明:该算法比经典算法提高了一定的峰值信噪比,且有良好的视觉效果,较好地保持了图像中的纹理特征.     

高分辨率Czerny-Turner光谱仪光学系统设计

为了克服光栅光谱仪分辨率低、像差较大、体积大的缺点,根据光谱仪工作原理和几何光学像差理论,设计了一种光谱范围为350~450nm的Czerny-Turner光谱仪光学系统.计算了光学系统各光学元件的特征参量和系统结构参量.运用光学设计软件Zemax对系统进行光线追迹与优化设计,并对设计结果进行分析.理论和实验结果均表明,该系统在350~450nm光谱范围内分辨率小于0.1nm,系统体积约为105×105×20mm3,整个光学系统具有结构简单、体积小、分辨率高、稳定性好等优点.     

光梳多波长绝对测距的波长选择及非模糊度量程分析

飞秒光学频率梳作为精密光学频率标尺,可以用来产生频率稳定度极高的单波长连续激光,利用其多个梳模制备理想的多波长光源用于绝对距离测量具有测量速度快、实时性强、非模糊度量程大、精度高等优点。以多波长测距的基本理论和光梳高频率稳定度为基础,提出了二次合成波长的方法,不仅扩展了非模糊度量程,同时为干涉信号的多波长解调创造了足够的波长间隔条件。结合光梳的波长特点,分析了基于光梳的多波长选择与非模糊度量程的关系,并阐述了具体的选择步骤及波长组合结构。利用小数重合解调算法,在0.01的小数相位测量精度条件下,仿真验证了四波长干涉测距的非模糊度量程为35.636mm,五波长干涉系统可以达到几百毫米的非模糊度量程,后者相对分辨力的动态量程达到109量级。     

基于双模接口的测试系统设计

为了对飞行设备进行各种性能参数的测试,同时避免因环境因素而带来的数据传输不稳定的问题,使用双模接口(以太网接口与USB接口)实现上位机与测试系统的通信,通过对采样电路进行优化产生多路高精度信号并实时监测接收返回的群信号。经实验证明,系统完全可以完成各种环境中的功能测试,并提高了系统测试精度与传输数据的可靠性。     

HIV蛋白酶多肽抑制剂的理论研究

艾滋病病毒的发现距今已有二十多年的历史了.它仍然以很快的速度在全球范围速蔓延.研发抗艾滋病药物是当代药学的重大课题之一.在以往研究的基础上,我们利用分子叠合和分子对接这两种分子模拟手段,把从PDB数据库中得到的与HIV蛋白酶结合的12个肽类分子和已经上市的抗艾滋病的药物Saquinavir做比较.根据结构相同或相近的分子具有相同的活性原理,运用分子叠合初部判断分子活性,特别是药效团的特征比对揭示了分子活性的原因,为进一步的药物设计奠定了良好的基础.进而采用分子对接的分子模拟方法对这12个肽类分子的活性构象进行了深入的分析,预测出了这12个分子对HIV病毒蛋白酶的不同抑制作用.研究发现:P01、P05、P09、P12可能与已知药物Saquinavir在与HIV蛋白酶结合时具有相似的活性,其中P9的活性最强,有望成为抗HIV药物的理想前体,为下一步的HIV药物的设计研究提供了理论依据.     

高触发信号和功率合成的高峰值功率皮秒脉冲源

对于目标的攻击、干扰和探测,超宽带时域脉冲源的幅值直接影响其攻击、干扰和探测的强度和效果。基于雪崩晶体管的Marx电路被广泛应用在产生此类信号源上,传统的Marx电路可以一定程度上提高输出电压的幅值,但由于雪崩晶体管功率容量较低等原因,雪崩晶体管的Marx电路输出电压幅度会随级数增加而达到饱和。针对此类问题,为了产生更高幅值的脉冲信号,综合采用提高触发信号和使用宽带功率合成器的手段。最终利用26级Marx电路作为触发信号,4路40级Marx电路进行功率合成的方法,实现了输出电压幅值为8.7 kV、上升沿约为180 ps的技术指标,并通过机理分析了高触发信号对雪崩晶体管Marx电路的影响,通过实验得到了印证。     

Epitaxial Bi2Sr2CuOy thin films as p-type transparent conductors

Development of p-type transparent conducting thin films is tireless due to the trade-off issue between optical transparency and conductivity. The rarely concerned low normal state resistance makes Bi-based superconducting cuprates the potential hole-type transparent conductors, which have been realized in Bi₂Sr₂CaCu₂O_y thin films. In this study, epitaxial superconducting Bi₂Sr₂CuO_y and Bi₂Sr_1.8Nd_0.2CuO_y thin films with superior normal state conductivity are proposed as p-type transparent conductors. It is found that the Bi₂Sr_1.8Nd_0.2CuO_y thin film with thickness 15 nm shows an average visible transmittance of 65% and room-temperature sheet resistance of 650 Ω/sq. The results further demonstrate that Bi-based cuprate superconductors can be regarded as potential p-type transparent conductors for future optoelectronic applications.