面向慕课学习者评估的认知反应模型

认知诊断模型从学习者的认知结构出发,建模学习者与试题之间的潜在关系,结合智能算法并根据试题作答结果可评估学习者的知识水平.大多数认知诊断模型是将学习者的高阶能力特征视为单维,忽视了后天努力的影响.为此,本文提出了一种考虑能力特征与努力特征相互补偿的具有二维高阶特征的新认知诊断模型——认知反应模型（Cognitive and Response Model,C&RM）.该模型通过设置能力特征与努力特征相互补偿机制来融合两高阶特征参数以精准建模学习者的知识水平.同时,还构建了知识点弱项特征参数,以综合考虑学习者的知识水平与不同知识点对作答试题的影响,进一步提高模型的解释性和预测精度.采用自建的HNU＿SYS数据集和Math1,Math2,FrcSub公共数据集,通过实验对比分析了C&RM模型、最新的认知诊断模型和经典诊断模型.当数据训练集为70%最佳比例时,C&RM在4个数据集上分别比次优方法提升了6.3%,4.3%,3.3%,5.2%,其预测性能最佳,验证了本文模型的可行性和有效性.     

石墨烯纳米片阵列的表面等离激元法诺共振

为了在中红外波段获得多阶表面等离激元法诺共振, 设计了结构简单、制备方便的非对称石墨烯纳米片二聚体阵列超表面。采用有限元分析方法, 对各阶法诺共振峰产生的物理机制, 费米能级、纳米片结构及相对位置等因素对法诺共振的影响进行了理论分析。结果表明, 随着费米能级的增加, 法诺共振发生蓝移; 表面等离激元共振效应增强, 同时增强了近场的局域效应; 随着纳米片二聚体的大小和位置的不对称性增加, 法诺线型的非对称性也随之增加; 这种结构简单的多阶表面等离激元法诺共振有望在生物传感及相关领域得到广泛应用。该研究为进一步的实验研究提供了理论参考。     

基于衍射色散原理的光谱共焦位移测量技术综述

位移检测技术是几何量精密测量的基础,在当代精密制造领域应用广泛。光谱共焦位移测量技术具有对环境杂散光、被测物倾斜、材料类型不敏感,测量频率高以及分辨率高等优点,可以检测位移量、表面粗糙度、三维形貌以及单层或多层透明材料的厚度,在精密位移测量领域中占据重要地位。近年来,利用衍射光学元件提高光学系统性能的光谱共焦测量技术被广泛研究。文章综述了基于衍射色散原理的光谱共焦位移测量技术的研究进展。首先,介绍了光谱共焦位移测量原理和衍射光学元件的色散特性;其次,阐述了基于衍射色散原理的光谱共焦位移测量技术的发展历史及研究进展;最后展望了该技术的发展趋势。     

飞秒激光在6H-SiC表面诱导偏振依赖纳米结构特性研究

激光诱导偏振依赖纳米结构是一种有效实现纳米图案化的技术,并且一直备受研究者的青睐。利用飞秒激光微加工技术,对6H-SiC晶体表面激光诱导偏振依赖纳米结构特性进行了研究。通过改变入射激光加工偏振态和延迟时间样品表面诱导产生了直径约为150 nm的球形纳米颗粒、椭圆形纳米颗粒和空间周期约为150 nm的高空间频率表面条纹结构。实验结果表明,入射激光偏振特性会直接影响诱导产生的微结构形貌,并且优先入射的飞秒激光对最终产生的表面微结构形貌有决定性作用。初步探讨了偏振依赖纳米结构形成的物理机制,表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)在表面微纳米结构的产生过程中扮演着重要角色,研究结果对激光诱导表面周期结构(laser-induced periodic surface structures, LIPSS)可控制备具有重要意义。     

非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控(特邀)EI北大核心CSCD

自由曲面光束强度与波前调控旨在借助多个自由曲面实现对光束强度与波前两个属性的精准调控,然而这一调控工作通常要求观测平面垂直于光轴,导致系统光路布局受限。针对这一问题,文中提出了一种可实现灵活光路布局的自由曲面光束强度与波前调控方法。首先设定一个垂直于光轴的虚拟观测平面,并建立目标离轴观测平面上的特定照明分布和该垂轴虚拟观测平面上相应照明分布之间的映射关系。结合斯涅耳定律、局部能量守恒定律和光程守恒约束,建立针对垂轴虚拟平面的带有非线性边界条件的光束调控Monge-Ampère(MA)方程,之后采用有限差分法求解该垂轴布局光束调控模型,进而得到非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控的数值解。采用该方法设计了一个用于调控点光源光束强度与波前的自由曲面透镜,借助蒙特卡洛光线追迹,验证了该方法在非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控中的有效性。     

黑磷纳米盘-层等离激元系统中的各向异性可调多阶强耦合

黑磷支持各向异性的表面等离激元,可用于设计具备更多功能的原理性器件。用时域有限差分法数值模拟了中红外到远红外波段基于黑磷的层-盘-层系统中不同等离激元模式之间的杂交行为。通过动态调节黑磷中的载流子浓度,可以实现两个晶格方向上强耦合现象的产生与控制。对不同模式间的耦合进行分析并计算,得到吸收光谱中的拉比分裂能最高可达42.9 meV。此外,还计算了偏振角度对各向异性强耦合的影响,其最高可以实现6个吸收频带。该模型可为构建未来在中远红外波段工作的基于二维材料紧凑型各向异性等离激元器件提供基础。     

自组装银纳米环等离激元生物传感器的制备与光学性质

在过去的十几年中,衍射耦合超窄共振已经发展成为一个独立的、快速扩展的研究领域。这种共振模式通常被称为表面晶格共振,具有体积小、易集成、低功耗等特点。设计了一种性能优异且可规模化生产的表面晶格共振折射率传感器。利用时域有限差分法进行了仿真,对结构的光学性能进行了研究。采用纳米球光刻技术以及纳米压印技术,制备出大面积、高质量的银纳米环阵列,结构的灵敏度为663 nm/RIU,品质因数为9.2。通过改变结构的几何参数,不仅能实现对共振波的调谐,同时还能提高折射率灵敏度。所提传感器在生物传感领域具有潜在的应用前景。     

机电一体化技术在工程机械中的应用

阐述工程机械中的机电一体化技术应用与发展措施,包括控制技术、电子监控、自动报警和缺陷诊断,从而提高作业的准确性和生产效率。     

基于结构诱导人工表面等离激元的宽带低耦合电路北大核心CSCD

实现超宽带传输和超高集成度设计是微波和太赫兹电路发展的终极目标。针对以上目标,本文提出了结构诱导人工表面等离激元的概念。基于此设计并验证了具有超高局附性和超小传输常数的结构诱导人工表面等离激元电路结构,打破了传统人工表面等离激元电路对传输常数和衰减常数的限制。理论分析和数值验证表明,相较于经典人工表面等离激元,具备优异的场局附性和传输特性的结构诱导人工表面等离激元具有明显的弱色散和低耦合特性,在电路设计中可以有效减少宽带信号传输的色散失真,同时提高布线密度。