空间光通信的到达角起伏实验研究

 2006年上半年进行了距离为3 200 m的光束传输实验,对到达角起伏进行了24 h昼夜观测。实验中,每分钟进行一次连续测量,每次以1 kHz的信号采样频率连续采集10 s,得到10 000个到达角起伏实验数据,并反映了0.2~500 Hz频段的信息。根据高采样频率下的到达角起伏昼夜观测数据,分析了到达角起伏效应,并通过到达角起伏时间平滑因子,对曝光时间的平滑作用进行了研究。昼夜观测实验结果表明：在天气阴霾、能见度低的情况下,到达角起伏会显著减小;在强湍流区,到达角起伏出现饱和效应,在弱湍流区,到达角起伏的强度随着湍流强度的增加而增强;到达角起伏幅度随着曝光时间的增加而减小,由归一化协方差拟合关系得到的时间平滑因子计算结果与实验直接分析得到的结果一致。     

强湍流区的光束漂移

 基于修正Rytov理论,导出了适应于强湍流起伏区的光束漂移方差表达式,分析了湍流外尺度、有效散射区域尺度和光束束腰对光束漂移的影响,并与实验结果进行了比较。结果表明,相对于基于指数模型的光束漂移方差表达式,基于修正Rytov理论给出的表达式的计算结果能更好地与实验结果吻合。当光束束腰大于有效散射区域尺度时,不发生饱和效应,导出的表达式与传统理论给出的表达式一致;当光束束腰小于有效散射区域尺度时,光束漂移的幅度不随Rytov方差的增大而明显变化。     

非高斯畸变对星间光通信瞄准偏差的影响

 提出了一种针对星间激光链路反射式光学天线的非高斯畸变模型,利用该模型研究了波前畸变对系统瞄准偏差的影响,并且与高斯型波前畸变所得结果进行了对比。理论分析和仿真结果表明：对于高斯型和非高斯型畸变,系统的瞄准偏差都会随着畸变范围的增大而增大,随着畸变位置相对光束中心距离的增大先增大后减小。当畸变形状可以用其平均变化量来近似时,随着畸变深度的变化,瞄准偏差呈周期性变化趋势,振荡周期峰值的包络与畸变形状有关;对于不能简单用均值变化量代替其形状的畸变,随着畸变深度的增加,瞄准偏差的变化不具有周期性。仿真结果显示:对口径为0.25 m的反射式光学天线,当遮挡比为0.1时,如果畸变范围超过0.01 m×0.01 m,系统将会产生比较明显的瞄准偏差。     

氯化锂插层氮化碳材料的可控制备及吸附性能

近年来, 有机废水对环境造成的污染已经引起了广泛的关注. 吸附法操作简单, 已经被广泛用于处理染料废水.通过在类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)上用氯化锂(LiCl)插层制备了一系列Li/GCN-x复合材料, 并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N₂-吸脱附、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等对所得吸附剂的形貌和结构进行了表征. 测试结果表明, g-C₃N₄具有明显的层状结构, 使得LiCl在层间能够稳定地生长. LiCl的加入使得g-C₃N₄晶格膨胀, 层间距扩大, 表明LiCl成功插层. 此外, 插层后Li/GCN的比表面积远大于g-C₃N₄, 扩大的比表面积以及形成的 π 共轭体系使得Li/GCN在吸附方面具有较大的潜力. 通过控制实验条件, 研究了Li/GCN对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能. 结果表明, Li/GCN-5吸附剂在pH为6时, 5 min吸附量可达704 mg•g^–1. 通过动力学拟合, Li/GCN对MB的吸附过程是由准二级动力学模型占主导地位. 进一步通过Weber-Morris模型探究吸附控制过程, 结果表明MB的吸附由表面扩散和孔内扩散共同作用, 其中表面扩散占主导, 且新增官能团与MB分子间可形成氢键, 并通过π-π键相互作用增强吸附能力. 采用共混热聚合法所制备的Li/GCN吸附剂具有稳定、均一、比表面积大等优点, 且简单快速地实现对MB的吸附, 克服了常用吸附剂动力学缓慢的缺点, 为该材料的工业化应用提供一定的借鉴.     

孔径接收下大气闪烁频谱的理论和实验研究

基于孔径接收下的对数振幅时间相关函数,推导了弱湍流起伏条件下大气闪烁频谱的表达式,分析了接收孔径对大气闪烁频谱的影响。通过完成水平大气传输实验,实际测量了孔径接收下的大气闪烁频谱。实验结果验证了理论计算。结果表明,孔径接收下的大气频谱分为低频段和高频段两部分,低频谱为常数,高频谱呈幂指数关系变化,且幂指数为-11/3;随着接收孔径增大,频谱在各频率点上的幅值逐渐减小,其形状保持不变。     

二聚(2,5-噻吩乙烯撑)基态和激发态的电子结构:桥基和芳环取代的影响

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法, 在B3LYP/TZVP水平下, 研究了一系列给电子基团(—NH2, —OCH3和—CH3)和吸电子基团(—CCH, —CN和—NO2)在二聚(2,5-噻吩乙烯撑)(2TV)的桥基和芳环上取代对基态和激发态电子结构的影响. 结果表明, 取代基的给/吸电子能力和取代位置对衍生物的几何结构以及吸收发射光谱均有重要影响, 其中氨基(—NH2)和硝基(—NO2)取代对2TV电子结构的影响较为显著. 此外, 对于桥基和芳环取代, 随着取代基吸电子能力的增强, 衍生物的前线分子轨道HOMO和LUMO的能级均呈逐渐降低的趋势.     

初级相差对天线接收功率的影响研究

引入了畸变功率衰减因子,在此基础上研究了星间光通信中不同遮挡比条件下初级像差对天线接收光功率的影响。仿真结果表明,随初级像差均方根值的增加,天线的接收光功率逐渐减弱。初级像差对天线接收功率的影响随遮挡比的变化不大。在天线对准的条件下,像散对天线的接收光功率影响最大,离焦的影响最小。当像散、彗差、球差和离焦的均方根值rms分别约为0.25π,0.25π,0.30π和0.32π时,天线的接收功率降为无畸变时的1/2。所得结果对光学系统的设计和装调具有重要的指导意义。     

美国月球激光通信演示验证——实验设计和后续发展

针对2013年9月6日美国宇航局(NASA)发射的月球大气与尘埃环境探测器飞船上进行的月球激光通信演示验证(LLCD),从实验设计和后续发展方面进行综述。实验中,飞船上的LLCD太空终端与主要的月球激光通信地面终端或与欧洲空间局的月球激光通信地面系统完成双向通信,而与美国喷气推进实验室的月球激光通信"光通信望远镜实验室"(OCTL)终端仅进行下行链路通信。LLCD系统还进行了优于厘米精度测距的双向飞行时间测量。未来NASA的激光通信中继演示验证任务将基于LLCD系统的相关设计。最后对LLCD的启示进行了讨论。     

收发光波长差异产生的反常声光偏转器指向偏差

从求解描述反常声光相互作用几何关系的Dixon方程出发,得到了具体参数下的一组较优的入射角和衍射角.根据实际应用系统的需求,分析了包括TeO2晶体在PAT系统光路中的放置方向及其端面切割角度等在内的参数,设计了一种收发光波长均为800nm的反常AOD模型结构.基于此结构,分析了发射光波长取800～830nm时,由收发光...     

理想上的广义$(\theta,\phi)$-导子的正交性

In this paper,necessary and sufficient conditions concerning the orthogonality and the composition of a couple of generalized （θ,φ）-derivations on a nonzero ideal of a semiprime ring are presented.These results are generalizations of several results of Breˇsar and Vukman,which are related to a theorem of Posner on the product of two derivations on a prime ring.