正弦振动控制系统仿真与算法改进

为了进一步认识正弦振动控制算法和分析试验中出现的控制问题：(1)固定带宽式跟踪滤波器低频段幅直识别精度较低；(2)正弦扫频遇尖峰或尖谷时，引起的控制谱超差，继2002年开展正弦振动控制算法研究和电动振动台建模研究的基础上，建立了正弦振动控制仿真系统。通过仿真，就固定带宽式跟踪滤波器幅值识别和常规正弦振动控制算法对具有高Q值尖峰模型的控制问题做出了原理性的剖析，并在此基础上提出了一种基于FFT的幅值识别方式和多种幅值修正控制算法改进策略。     

专用软件的硬件化技术

一个专用数据传输、处理系统的全硬件化实现，目标在于掌握基于可编程逻辑器件的硬件设计关键技术，探索用全硬件替代通用CPU加控制电路、软件的软硬结合系统的方法。研究的重点和难点在于怎样实现专用系统软件的逻辑功能的硬件描述，怎样实现软件算法的硬件演化，在计算机中的模拟和验证以及在FPGA中的实现。该系统主要由UART、RAM、积分算法模块和线性多项式计算模块组成。系统参数经由UART传输到RAM中存储以备后续模块取用。采样数据则直接传输到积分算法模块中关系统参数进行运算。线性多项式计算模块对积分模块的运算结，与从RAM中取得的相果和相关系统参数进行多项式运算，得出最终结果输出。     

色散平坦渐减光纤中色散特性对超连续谱的影响

从频域全场方程出发研究了色散平坦渐减光纤中超连续谱(SC)的产生。结果表明,色散平坦渐减光纤的初始色散和色散斜率对超连续谱的产生有重要影响,当超连续谱宽度小于某一特定阈值时,谱宽随初始色散或色散斜率显著变化;而当超连续谱谱宽大于此值以后,谱宽随这两个参量的变化较缓慢。并且发现色散递减曲线为凸型的光纤比色散线性递减的光纤更有利于产生宽的超连续谱;而色散递减曲线为凹型的光纤不利于形成宽的超连续谱。计算表明经过优化选择光纤的色散参量,可以得到谱宽达330nm的超连续谱。     

径向双折射滤波器的超分辨性能研究

超分辨技术因其可以超越经典的衍射极限而为人们所熟知．并且．在光存储和共焦扫描成像系统中有着广泛的应用。把由两个偏振器和一个圆对称的双折射元件组成的径向双折射滤波器引入超分辨技术,借助琼斯算法推导出其光瞳函数的表达式。由分析得出通过改变径向双折射滤波器中偏振器的偏振方向和双折射元件的主轴之间的夹角,即可实现光学系统的横向超分辨或轴向超分辨。同时对评价该器件超分辨性能的参量第一零点比、斯特尔比和旁瓣强度抑制比做了详细的讨论。该滤波器用于超分辨技术的优点在于其制作不涉及相位的变化而比较简单,且费用比较低。缺点是旁瓣能量过高,但可以通过采用共焦系统来抑制。     

介质膜滤波器色散特性的研究

采用信号处理的方法,对介质膜滤波器的滤波特性进行了详细的研究。介质膜滤波器是最小相位滤波器,它的幅度响应与相位响应之间存在希尔伯特变换规律,因此可以通过它的幅度响应重构它的相位响应,进而可以得到它的色散特性。为了验证理论分析,设计了射频调制法测试介质膜滤波器群速度延时的实验装置。实验测试了一个100GHz33信道的介质膜滤波器的群速度延迟。通过对实验结果与理论计算结果的对比分析,发现实验数据与理论分析吻合得比较好。最后,对介质膜滤波器的色散的特点进行了分析。     

探针尖带金属微粒的光子扫描隧道显微镜成像数值模拟

引入了色散介质的时域有限差分法散射场方程,并针对光子扫描隧道显微镜的带金属尖光纤扫描成像问题进行三维的数值模拟。在考虑了光纤和样品相互作用的情况下,采用等效入射波法设置入射波,探针扫描模式为等高扫描模式,从成像分辨力和灵敏度的角度,比较了不同入射角、不同的光纤一样品间距,不同金属类型,及不同金属尖大小的成像情况。数值模拟结果显示,带金属颗粒光纤探针尖的光子扫描隧道显微镜在成像分辨力和灵敏度上有显著的改进,而带不同类型金属颗粒情况下对分辨力影响不大,灵敏度是银最好。     

波导侧壁起伏对聚酰亚胺波导光学梳状滤波器串扰特性的影响及其改善方法

提出了一种结构模型来分析由工艺引起的波导侧壁起伏对于聚合物波导光学梳状滤波器的滤波特性的影响。含氟聚酰亚胺高分子聚合物制备多级马赫一曾德尔串联型光学梳状滤波器件的工作参量为中心波长1550nm,波长间隔为0．8nm,40通道的波长交错分离。模拟计算：表明,对由高分子聚合物材料制备的多级马赫-曾德尔串联型光学梳状滤波器件,其主要影响是增大了信道之间的串扰,中心波长1550nm处的信道串扰由理想情况下的-40dB降为-12dB,极大地影响了器件的性能。在此基础上,提出一种改善光学梳状滤波器串扰性能的新结构,该结构由多级马赫-曾德尔耦合器和微环共振滤波器串接构成,40个通道的串扰改善为-0dB以下。     

Thermodynamic properties of 3C-SiC

In the present paper, we report on the results of various thermodynamic properties of 3C-SiC at high pressure and temperature using first principles calculations. We use the plane-wave pseudopotential density functional theory as im- plemented in Quantum ESPRESSO code for calculating various cohesive properties in ambient condition. Further, ionic motion at a finite temperature is taken into account using the quasiharmonic Debye model. The calculated thermody- namic properties, phonon dispersion curves, and phonon densities of states at different temperatures and structural phase transitions at high pressures are found to be in good agreement with experimental and other theoretical results.     

Cubature Kalman filters: Derivation and extension

This paper focuses on the cubature Kalman filters （CKFs） for the nonlinear dynamic systems with additive process and measurement noise. As is well known, the heart of the CKF is the third-degree spherical–radial cubature rule which makes it possible to compute the integrals encountered in nonlinear filtering problems. However, the rule not only requires computing the integration over an n-dimensional spherical region, but also combines the spherical cubature rule with the radial rule, thereby making it difficult to construct higher-degree CKFs. Moreover, the cubature formula used to construct the CKF has some drawbacks in computation. To address these issues, we present a more general class of the CKFs, which completely abandons the spherical–radial cubature rule. It can be shown that the conventional CKF is a special case of the proposed algorithm. The paper also includes a fifth-degree extension of the CKF. Two target tracking problems are used to verify the proposed algorithm. The results of both experiments demonstrate that the higher-degree CKF outperforms the conventional nonlinear filters in terms of accuracy.     

色散光学模型中色散积分的解析和数值计算

利用解析和数值计算的方法计算了色散光学模型中色散积分的数值,并与Quesada等人的解析计算作了比较,结果显示两者结果基本一致。