空间光学的发展与波前传感技术

摘要：进入21世纪，国际上一些发达国家和有关部门都已制定了空间发展战略规划，如美国航空航天局（NASA）、欧洲空间局（ESA）和俄罗斯政府相关部门等都提出空间发展战略规划，这些规划提出了今后一段时间内空间科学要解决的问题和发展的方向，而解决这些问题并推进空间技术的发展很大程度上依赖于先进的光学和无线电望远镜及仪器设备。因此，本文介绍本世纪初国际上空间科学应用的大型天文望远镜的发展情况，重点描述了大口径光学望远镜的光学系统以及实现这类天文望远镜的关键技术之一一波前传感技术。     

自然性标准与大型强子对撞机物理

“每一件事都是自然而然的,否则的话,它就不会发生了。”一玛丽·凯瑟琳·巴狄森（美国著名作家和人类学家）     

大型强子对撞机（LHC）会导致世界末日的来临吗

2008年8月8日,建在欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机LHC被注入了第一束粒子,即将开始它在14TeV质心能量上的质子一质子对撞实验。粒子物理学家们对此翘首以待。尽管描述强、弱和电磁相互作用的标准模型已经取得了很大成功,但是它显然还不够完美。理论称,标准模型存在的漏洞应该由高能区的新物理来填补,这些新物理将得以通过LHC来研究。有些候选理论不过是对标准模型的简单修补,而我们最感兴趣是那些包含新时空观念的理论,这些新的时空正等着我们去发现。     

大型强子对撞机（LHC）开始运行

2008年9月10日,当地时间上午9：30,位于日内瓦附近的在法国与瑞士边界地下100m深处的迄今为止最强大的粒子加速器投入运行．这台花费50亿英镑建造的机器,像周长为27km长的跑道,两束质子在里面沿相反方向飞行,直至发生对撞,飞行速度可达光速的99．99％．每一束质子所携带的能量相当于以每小时90英里（1英里=1．609km）运行的欧洲之星（Eurostar）列车的能量．     

一种舰船光电装备光轴检测仪

为了在实验外场和装舰现场克服舰船光电装备多传感器光轴一致性标校中由于环境限制、舰船摇晃等造成的操作困难,提出一种舰船光轴检测仪方案。通过共光路和光谱转换技术实现激光光轴与可见光轴的耦合,激光像斑在可见光通道输出成像视频,依据像斑中心与装备十字刻线位置关系判断激光与可见光光轴的一致性。应用CAD/CAE技术对光轴检测仪的关键器件——光轴耦合单元进行仿真分析,得到-10℃~+40℃温度范围内的反射镜面平行性误差分别为13.576 332″和16.397 421;″整机环境实验结果表明,光轴检测仪本身精度误差小于20,″满足光电装备光轴的一致性要求。     

Hadron Multiplicities in Pb＋Pb Collisions at the Large Hadron Collider and Pomeron Loop Effects

We study the pseudo-rapidity distribution of hadron multiplicities of high energy Pb＋Pb collisions by using color glass condensate dynamics at LHC/ALICE in the fixed coupling case. It is found that after including the pomeron loop effects the charged hadron multiplicities at central rapidity are about 1500 for central Pb＋Pb collisions, which are significantly smaller than the saturation based calculations, ～ 1700 ÷ 2500 and compatible with that based on a study of multiplicities in the fragmentation region.     

大型强子对撞机上的CMS探测器

CMS探测器是大型强子对撞机(LHC)上的4个实验之一,它的设计思想是在质心能量为14TeV及积分亮度为1034cm-2s-1的条件下对质子-质子对撞进行研究.它的特点是非常紧凑,其μ子室几乎覆盖了4π立体角.另外,CMS探测器还有可提供超强磁场的超导磁铁和由超导磁铁环绕的径迹室以及电磁量能器和强子量能器.CMS探测器对于末态为电子、光子、特别是μ子的物理过程有很好的测量精度.     

爆破开挖振动下既有大型储油罐的动力响应

针对既有大型储油罐近区基础爆破开挖中的安全问题,采用ANSYS/LS-DYNA的隐式-显式顺序求解方法,结合流固耦合算法,研究了爆破振动下大型储油罐的动力响应规律。分析了罐壁不同位置的质点振速,由于质点振速分布情况较为复杂,不宜用局部质点振速判断罐壁危险点;总结了罐壁上应力的分布规律,结果显示爆破振动对储油罐的影响主要集中在迎爆侧下部,且在罐壁迎爆侧高度为3 m左右的位置最易发生象足屈曲;分析了不同频率爆破振动作用下满载储罐罐壁的质点振速,结果表明在爆破振动主频范围内,载荷频率远大于储罐固有频率条件下,罐壁上质点振速随着爆破振动频率的降低呈减小趋势;建立了储油罐罐壁质点振速与罐内液面高度的关系,结果表明降低液面高度可以有效提高储油罐的爆破振动安全阈值,爆破施工中邻近储罐储液高度不宜高于10 m。     

大型激光装置精密同步系统总体技术研究

提出了一种用于大型激光装置的精密同步系统总体架构技术。该技术采用时钟及数据恢复、光级联技术成功地实现了多数量、多种类同步触发信号的有序组合,保证了同步触发信号的精度,获得的ps级精密同步触发信号的时间间隔抖动为:峰峰抖动小于100ps,均方根值小于10ps。     

基于模糊控制的无人水面艇直线路径跟踪方法

针对直流电机驱动固定双桨的无人水面艇,提出一种基于模糊控制的直线路径跟踪方法;利用无人水面艇到目标路径的垂直距离以及无人水面艇的实际航向与给定路径方向的差值来确定无人水面艇的当前状态,根据模糊推理的方法实时调整左右两侧推进电机的输入电压,进而改变无人水面艇的运动状态,实现无人水面艇自主直线路径跟踪;模糊控制器采用双输入双输出的控制结构,无需建立精确的控制器模型,在无人水面艇初始位置相对于跟踪直线的不同位置关系情况下进行了仿真实验,并与PID控制器的性能进行了比较,仿真结果表明:在初始航向偏差角较大时,如2π/3、π时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,如π/4、3π/7、π/2时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。