利用互易性电路设计降低超声流量测量的零点误差和温度漂移

超声流量测量系统中,严重影响时间差检测的准确度和稳定性的“零点误差”和“温度漂移”问题可以通过对测量系统互易性的改善加以改进。本文通过对测量系统等效电路模型的分析阐述了系统互易的成立条件,并提出了一种通过对激励和接收电路等效阻抗进行对称性设计提高测量系统互易性的测量电路。这一电路设计易于在仪表中实现,其中换能器的负载阻抗能够根据需要灵活设定。在实际测量管道上进行的实验证明,使用这样的电路设计进行流量测量,能够大幅降低零点误差并抑制温度漂移,使得流量测量结果更加准确稳定。     

工科基础物理实验课程教学改革与实践

提出了模块化教学体系的新思路及具体实施方案。在教学上将传统内容与现代高新技术相互结合;教学方法上将程序式与多元式相结合,注重了基本技能、实验总结能力和创新精神的培养。总结了试点以来取得的教学经验和体会,并对不足之处进行了分析。     

热囚禁离子系统中的两量子比特条件相位门的简单方案

提出了一个实现两离子量子逻辑门的简单方案。本方案使用了两个囚禁于线性阱的三能级离子。本方案不使用振动模作为数据总线,仅需要激光与离子的单个相互作用,因而相互作用时间变短,这点从退相干的角度看是很重要的,而且本方案对振动模的加热不敏感。     

便携式表面等离子体共振传感器温度特性

采用美国德州仪器公司开发的Spreeta系列小型化SPR传感模块,实验研究了环境温度变化对便携式表面等离子体共振传感器工作特性的影响.发现随着温度的升高,共振角度向小角度方向移动,并提出了完整的理论分析模型.该模型讨论了环境温度变化对金属薄膜、棱镜、待测物的物理性质的影响,模拟结果与实验测量结果吻合得很好.     

Dependence of Nanofluid Viscosity on Particle Size and pH Value

We investigate the viscosity of silicon dioxide nanofluid at different particle sizes and pH values considering nanoparticle aggregation. The experimental and simulation results indicate that nanoparticle size is of crucial importance to the viscosity of the nanofluid due to aggregation. As the nanoparticle size decreases, the viscosity becomes much more dependent on the volume fraction. Moreover, when the nanoparticle diameter is smaller than 2Ohm, the viscosity is closely related to the pH of the nanofluid, and fluctuates with pH values from 5 and 7.     

Upper Critical Fields and Anisotropy of BaFe1.9Ni0.1As2 Single Crystals

Temperature dependence of the upper critical magnetic field （Hc2） near Tc of 20 K in a BaFe1.9 Ni0.1 As2 single crystal is determined via magneto-resistance measurements, for the out-plane （H ⊥ab） and in-plane （H ｜｜ ab） directions in magnetic fields of up to 8 T. The upper critical fields at zero temperature estimated by the Werthamer-Helfand- Hohenberg （WHH） formula are μ0H^｜｜ c2（0） = 137 T and μ0H⊥c2（0） = 51 T, both exceeding the weak-coupling Pauli paramagnetic limit （μ0Hp = 1.84Tc）. However, the WHH formula could overestimate the μ0H^｜｜12（0） value. The anisotropy of upper critical fields is around 3 in the temperature range close to Tc. The result is very similar to the Co-doped 122 superconductor BaFe2-x Cox As2, indicating that electron-doped 122 superconductors exhibit similar superconducting properties.     

反演波段对DOAS测量大气中O3的性能影响研究

臭氧(O3)浓度通常被认为是一个地方污染水平的基准,所以其绝对值的准确性至关藿要.在差分光学吸收光谱技术(DOAS)对O3的测量过程中,光谱反演波段的选择可直接决定O3浓度的测量准确度.文章主要研究了在不同光谱波段O3特征吸收结构和差分光学厚度(D')的不同,在不同光谱波段O3浓度反演的干扰来源以及影响程度,确定了实际检测时大气消光对不同波段光强的影响,最后通过对多种污染物标准气体进行了同时临测,计算出标准气体在不同光谱分辨率不同O3浓度时的测量误差,确定了对O3的最适用光谱波段范围.在此波段既能够实现对痕量气体的准确定性定量,又能达到测量所需要的高灵敏度,强选择性和适用的时间分辨率.     

钛钒铁间吸收增强效应研究及其校正

利用X射线荧光分析方法,采用电制冷Sic(PIN)探测器,对配制的Ti-V,Ti-Fe,V-Fe三种伪二元体系样品进行测量,得到了元素计数率归一系数(RK)与含最(WK)之间的关系曲线,对各组元素间的吸收-增强效应程度进行了定性分析.结果表明,Ti-V二元系中所表现的吸收增强效应较明显,Ti-Fe,V-Fe两种二元系中吸收增强现象不明显.同时,采用指数拟合的数学校正方法,对RK-WK关系曲线进行了拟合,从而获得元素X射线荧光计数率与含垦的函数方程.利用三组Ti-V二元系样品对此方法进行检验,与实际结果相比,对Ti,V元素的相对分析误差均在0.2%以内.     

基于XGBOOST的恒星光谱分类特征数值化

恒星光谱分类是研究恒星的基础性工作之一,常用的光谱分类是基于20世纪70年代Morgan和Keenan建立起来的并逐步完善的MK分类系统。然而基于MK规则的交互式决策分类系统对处理海量天文光谱数据存在着一定的困难。目前光谱巡天一般采用的自动化分类则是模版匹配方法而忽略对谱线特征的测量。怎样自动、客观地提取海量光谱中的分类特征并应用这些特征进行分类可以对天体的物理化学性质的统计分析至关重要。针对此问题,通过机器学习和计算光谱的谱线指数结合的方法,提取光谱特征,并通过大数据分析定量地确定对光谱特征谱线的分类判据（数值化）,确定每一类光谱具有物理意义的特征谱线的强度分布。首先对LAMOST DR4恒星光谱测量其谱线指数作为输入,光谱的分类标记采用官方发布的分类结果。使用XGBoost算法进行自动分类及特征排序,从而获得已知或未知的对于分类决策最为敏感的谱线。首先,选取高信噪比（S/N>30）、被LAMOST标记为B,A,F和M的恒星光谱数据,总计约414万个。然后,对光谱数据计算谱线指数从而使其得到降维处理,过滤冗余信息。其次,将处理后的恒星光谱数据随机划分为训练集和测试集,通过适当调整算法参数,用训练集得到所需要的分类决策树模型,用测试集测试其稳定性和可用性,以防止出现过拟合,同时使用算法自带函数进行提取分类特征。最后,输出并整理实验中算法所得的决策树模型,并挑选其概率比较大的分支作为最终的决策树模型。通过实验,可以发现在固定参数下,XGBoost所得的模型有一定的自适应性,较少受数据集影响,总体准确率可达88.5%;同时其所输出的分类决策树与已知的特征较为吻合,而且可以获得基于大数据的、数值化的特征谱线对应分类的范围,为完善基于特征的分类提供定量的规则。     

Security of continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with imperfect state preparation

The state preparation operation of continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution (CV-MDI-QKD) protocol may become imperfect in practical applications. We address the security of the CV-MDI-QKD protocol based on imperfect preparation of the coherent state under realistic conditions of lossy and noisy quantum channel. Specifically, we assume that the imperfection of Alice's and Bob's practical state preparations equal to the amplification of ideal modulators and lasers at both Alice's and Bob's sides by untrusted third-parties Fred and Gray employing phase-insensitive amplifiers (PIAs), respectively. The equivalent excess noise introduced by the imperfect state preparation is comprehensively and quantitatively calculated by adopting the gains of PIAs. Security analysis shows that CV-MDI-QKD is quite sensitive to the imperfection of practical state preparation, which inevitably deteriorates the performance and security of CV-MDI-QKD system. Moreover, a lower bound of the secret key rate is derived under arbitrary collective attacks, and the upper threshold of this imperfection tolerated by the system is obtained in the form of the specific gains of PIAs. In addition, the methods presented will improve and perfect the practical security of CV-MDI-QKD protocol.