深空光通信中的图像信标捕获技术

为实现深空光通信链路建立过程中精确的对准,提出了一种深空光通信系统扩展信标的捕获方案。该方案以可视地球图像作为信标,在航天器上存储一幅信标图像作为参考图像,采用天线扫描的方式在各点对所瞄准的区域成像,利用像素扫描的方式,使参考图像和实际探测图像进行相关,在天线扫描完成以后,找出相关性最大的位置,即可认为在该点捕获到地球图像。在计算两图像相关系数的过程中,由于傅里叶梅林变换幅度谱具有伸缩及旋转不变性,因此利用傅里叶梅林变换即可消除两图像相关系数因为旋转和伸缩的影响。利用蒙特卡罗方法随机产生1000个视场,仿真结果表明,3σ内正确捕获到信标图像的概率为99.6%,表明这是一种可行的方法。     

安装偏差对光纤布喇格光栅应变测量的影响

通过理论推导和试验分析研究了安装偏差对光纤应变测量的影响,得到安装误差所带来测量误差的计算公式.发现光纤的轴向与预定安装方向的角偏差越大,测量误差也越大.用光纤光栅进行应变测量时,必须考虑光纤的安装偏差,它直接关系到测量结果的准确性.实际测量中要尽量确保传感器安装方位的准确.     

光谱色散匀滑技术与衍射光学器件联用性能的空间频谱分析

基于空间频谱分析方法,建立了光谱色散匀滑技术(SSD: Smoothing by Spectral Dispersion)与衍射光学器件(DOE: Diffractive Optical Element)联用性能的简化分析模型,为SSD与DOE联用时,SSD参量的优化提供了理论依据.数值模拟了SSD各参量,包括脉冲时间、调制频率、位相调制系数、光栅线色散系数等对束匀滑性能的影响.模拟结果表明,SSD参量经过优化选取,且波前畸变随时间快速变化时,能获得良好的束匀滑性能.     

大气光通信中大气闪烁时间平滑效应研究

利用大气闪烁的时间平滑效应,增加光电探测器曝光时间是克服大气闪烁对大气光通信的瞄准、捕获、跟踪链路影响的有效途径之一.基于科尔莫戈罗夫谱,导出了弱湍流起伏区无限平面波和球面波的大气闪烁时间平滑因子的一般表达式,并且用几何光学近似得到了在大孔径和小孔径接收情况下的时间平滑因子近似表达式.在孔径远大于菲涅耳区尺度时,平面波和球面波的时间平滑因子的近似表达式与精确表达式的误差分别小于6%和3%.分析结果表明,孔径越小,时间平滑效应越显著,并且菲涅耳区尺度对时间平滑效应影响的程度也随着孔径的增加而减弱.     

Lyapunov exponent calculation of a two-degree-of-freedom vibro-impact system with symmetrical rigid stops

A two-degree-of-freedom vibro-impact system having symmetrical rigid stops and subjected to periodic excitation is investigated in this paper. By introducing local maps between different stages of motion in the whole impact process, the Poincar'e map of the system is constructed. Using the Poincar'e map and the Gram-Schmidt orthonormalization, a method of calculating the spectrum of Lyapunov exponents of the above vibro-impact system is presented. Then the phase portraits of periodic and chaotic attractors for the system and the corresponding convergence diagrams of the spectrum of Lyapunov exponents are given out through the numerical simulations. To further identify the validity of the aforementioned computation method, the bifurcation diagram of the system with respect to the bifurcation parameter and the corresponding largest Lyapunov exponents are shown.     

Application of a broadband blue laser diode to trace NO2 detection using off-beam quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy

We applied for the first time, to our knowledge, broadband off-beam quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy (BB-OB-QEPAS) to trace NO2 detection using a broadband blue laser diode centered at 450?nm. A detection limit of 18?ppbv (parts in 10(9) by volume) for NO2 in N2 at atmospheric pressure was achieved with an average laser power of 7?mW at a 1?s integration time, which corresponds to a 1?σ normalized noise equivalent absorption coefficient of 4.1×10(-9) cm(-1)?W=Hz(1=2). An Allan variance analysis was performed to investigate the long-term stability of the BB-OB-QEPAS-based NO2 sensor.     

水溶性CdTe:Mn量子点的双光子吸收

采用激发波长800 nm、脉宽50 fs、重复频率1 kHz的Ti:sapphire放大飞秒激光器作为激发光源,利用开孔Z扫描技术研究了不同粒径的CdTe:Mn量子点的非线性吸收性质。理论计算结果表明,同一生长时间CdTe:Mn量子点的双光子吸收系数是CdTe量子点的1.1倍,其双光子吸收系数随量子点尺寸的减小而增大,这是由于CdTe:Mn量子点非线性吸收属于反饱和吸收,掺杂了Mn元素,减小了表面缺陷浓度,表明掺杂量子点具有很好的双光子吸收现象。     

反射率的数值反演

通过分析热流边界条件下的一维热传导过程,提出并实现了由后表面温度变化历史曲线反演前表面反射率变化历史曲线的数值方法。通过一维热传导的正向和反演计算过程,验证了反演程序的可靠性。对数值反演计算和实验测量两种方式得到的反射率曲线进行了对比,结果显示,两条反射率曲线在变化趋势上符合较好,初步验证了一维温度场中数值反演方法的可行性。     

Quantum Memory with Natural Inhomogeneous Broadening in an Optical Cavity

We propose an efficient quantum memory scheme with natural inhomogeneous broadening in an asymmetric optical cavity. The scheme uses the strong rephasing pulses like traditional photon echo techniques rather than spectral holeburning, which enables us to have the potential implementation in a much broader range of material systems. In the condition of impedance matching to an optical cavity, we find that the input light pulse can be completely absorbed by an atomic ensemble. We also show that the quantum memory efficiency can be equal to unity even for a small optical depth of the atomic system.     

金属Bi的卸载熔化实验研究

在火炮上利用金属铋(Bi)直接撞击单晶LiF窗口, 开展了金属Bi反向碰撞的冲击加载-卸载实验研究, 实验采用激光位移干涉测试系统, 获得了金属Bi在11—16 GPa压力范围内完整的卸载粒子速度剖面. 实验结果结合特征线方法计算表明, 金属Bi经冲击加载进入体心立方相, 并在11—16 GPa冲击压力作用下发生了卸载熔化, 界面粒子速度剖面的卸载拐点, 对应着金属Bi经冲击加载后发生的卸载熔化, 而这一结论同Cox的理论计算及一维流体力学程序计算结果基本一致. 本文报道的金属Bi卸载波剖面解读技术, 对于认识冲击加载下其他相似材料相变具有实用价值.