非对称空间外差光谱技术研究

传统空间外差光谱技术存在光谱分辨率、光谱范围与探测器象元数之间的制约关系。非对称空间外差光谱技术相比传统空间外差光谱技术主要区别在于增加单臂光栅到分束器的距离,能够在系统参数不变的情况下大大的增加光谱分辨率。首先阐述了非对称空间外差光谱技术的基本原理,并给出相应的系统参数计算公式推导结果,从理论上推导出单臂光栅偏置量增加和光谱分辨率增加之间的关系。偏置量作为非对称空间外差光谱技术的重要参数,受短双边象元数和光谱分辨率需求的制约。根据实验室现有实验平台参数,给出偏置量选择原则及结果。在元器件参数相同的情况下,分别计算了两种形式的理论光学性能参数,并且进行了仿真验证,得出非对称空间外差光谱仪与传统空间外差光谱仪光谱范围相同,但具有更高的光谱分辨率,并且分辨率提高与偏置量增加关系与理论计算相符。最后通过单色光扫描方法对非对称空间外差光谱仪实验室装置进行光谱范围和光谱分辨率的定标,定标结果与理论计算值吻合较好。     

小型球形脉冲氙灯光谱分析与实验测定

作为分析仪器和医疗仪器光源,脉冲氙灯的光谱特性直接影响着仪器的整体性能。为了研究脉冲氙灯放电回路参数及几何参数对其光谱特性的影响,利用气体放电理论分析了脉冲氙灯发光过程,设计了光谱检测系统,实验测定了脉冲氙灯在不同放电参数下的光谱特性。结果表明：脉冲氙灯光谱由连续谱和线状谱组成,连续谱有离子复合和韧致辐射产生,线状谱由电子能级跃迁产生。相对光谱辐射能量随着放电电压升高呈近似线性增长、并随着储能电容的变大而变大。在放电电压较低时,弧长较短时相对光谱辐射能量较大;在放电电压较大时,弧长越长相对光谱辐射能量越大。对于脉冲氙灯工作参数选取以及应用生产具有重要的意义。     

云环境下景区游客流量监控与推荐系统设计

设计了云环境下景区游客流量监控与推荐系统,包括CC3200流量监控与景点推荐两部分,流量监控由RFID电子门票统计游客数量,数据经Wi-Fi上行本地AP节点,由AP节点汇聚至云推荐服务器;当前游客流量、时间富裕度、游客满意度,经服务器解析计算得景点综合推荐指数,主动为游客推荐旅游景点,规划最佳游览路线。经测试,系统工作稳定、数据准确,适用于各类景区游客流量监控与推荐服务。     

基于SLAM的连续运动测量坐标转换算法研究

本文基于同步定位与地图创建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)原理,通过双目视觉系统的坐标转换方法,建立动态坐标系与静态基准点之间的关系,实现连续运动测量。通过实验,设计运动路线,验证坐标转换算法,并得到了建立在世界坐标系下的空间线形曲线。实验结果表明：转换后的坐标,x、y、z三个方向的最大误差不超过0.734mm。     

Analytic soliton solutions of cubic‐quintic Ginzburg‐Landau equation with variable nonlinearity and spectral filtering in fiber lasers

In fiber lasers, the study of the cubic‐quintic complex Ginzburg‐Landau equations (CGLE) has attracted much attention. In this paper, four families (kink solitons, gray solitons, Y‐type solitons and combined solitons) of exact soliton solutions for the variable‐coefficient cubic‐quintic CGLE are obtained via the modified Hirota method. Appropriate parameters are chosen to investigate the properties of solitons. The influences of nonlinearity and spectral filtering effect are discussed in these obtained exact soliton solutions, respectively. Methods to amplify the amplitude and compress the width of solitons are put forward. Numerical simulation with split‐step Fourier method and fourth‐order Runge‐Kutta algorithm are carried out to validate some of the analytic results. Transformation from the variable‐coefficient cubic‐quintic CGLE to the constant coefficients one is proposed. The results obtained may have certain applications in soliton control in fiber lasers, and may have guiding value in experiments in the future.

     

GaN-based LEDs for light communication

Rapid improvement in the efficiency of GaN-based LEDs not only speed up its applications for general illumination, but offer the possibilities for data transmission. This review is to provide an overview of current progresses of GaN-based LEDs for light communications. The modulation bandwidth of GaN-based LEDs has been first improved by optimizing the LED epilayer structures and the modulation bandwidth of 73 MHz was achieved at the driving current density of 40 A/cm² by changing the multi-quantum well structures. After that, in order to increase the current density tolerance, different parallel flip-chip micro-LED arrays were fabricated. With a high injected current density of ～7900 A/cm², a maximum modulation bandwidth of ～227 MHz was obtained with optical power greater than 30 mW. Besides the increase of carrier concentrations, the radiative recombination coefficient B was also enhanced by modifying the photon surrounding environment based on some novel nanostructures such as resonant cavity, surface plasmon, and photonic crystals. The optical 3 dB modulation bandwidth of GaN-based nanostructure LEDs with Ag nanoparticles was enhanced by 2 times compared with GaN-based nanostructure LEDs without Ag nanoparticles. Our results demonstrate that using the QW-SP coupling can effectively help to enhance the carrier spontaneous emission rate and also increase the modulation bandwidth for LEDs, especially for LEDs with high intrinsic IQE. In addition, we discuss the progress of the faster color conversion stimulated by GaN-based LEDs.     

DLA光源质量对光栅-外腔谱合成系统光束质量的影响

在二极管激光阵列(DLA)光栅-外腔谱合成系统中,由于DLA存在子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素的综合作用,将导致合成光束的光束质量降低。综合考虑DLA子单元光束发散角、“smile”效应等因素对谱合成系统中光束传输特性的影响,建立了DLA光栅-外腔谱合成系统的光传输模型,进而对谱合成系统中DLA子单元光束发散角、“smile”效应的位置偏差及指向性偏差等因素对合成光束的光束质量影响进行了定量分析。结果表明,DLA光源质量会明显影响合成光束的光束质量：DLA子单元光束发散角和“smile”效应引入的指向性偏差越大,合成光束的光束质量就越差;“smile”效应引入的位置偏差在合束方向上对合成光束的光束质量没有影响,而在非合束方向上引入的位置偏差将会明显降低合成光束的光束质量。在实际工作应用中,需要采取措施提高DLA光源质量,以减小对合成光束的光束质量影响。     

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利用SOLPS和DINA程序,对偏滤器的数值模拟进行综合研究。结合HL-2M装置,针对偏滤器的结构优化、脱靶物理过程、偏滤器送气与抽气、垂直位移事件(VDE)等问题进行了模拟研究。分析了偏滤器靶板位形以及脱靶对偏滤器靶板热载荷的影响,研究了偏滤器的送气位置、送气速率、抽气速率等因素对于偏滤器性能的影响;同时,利用DINA程序对HL-2M装置的VDE过程进行了预测分析,并给出了HL-2M装置发生VDE过程的等离子体电流剖面变化,从而为HL-2M装置的偏滤器结构设计和分析提供输入数据。     

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为了准确计算稠密等离子体电离平衡,在理想Saha方程的基础上,加入了压致电离理论和德拜理论相结合的修正。此电离模型可以描述稠密等离子体内电离机制随着密度的增加由热电离转变为压致电离的现象。压致电离理论结合德拜理论修正的 Saha 方程的计算结果与其它电离模型结果作了对比和分析。电离气体区域采用完全电离等离子体模型计算电子弛豫时间,而在凝聚态区域采用电子平均自由程计算电子弛豫时间。提出了将两个区域平滑连接起来的公式,从而建立了一种可以计算从理想等离子体态到凝聚态物质的半经验电导率模型,半经验模型计算结果与实验数据作了对比。     

一体化小卫星综合测试系统的设计

在卫星的研制测试过程中,现有的测试设备通用性不强、开放性和灵活性不够、设备集成化程度低、自动化和智能化程度不高;通过提出一种小型化、一体化的综合测试系统的设计方法,并结合现有的资源进行了具体的项目开发,为未来的小卫星提升测试效率,降低系统成本,缩减系统规模探索出一条新路;实践表明,该方案在满足现有测试要求的情况下,在研制成本、系统体积、组建时间和无故障运行方面等均有较大改善。