High-Power CO2 Laser System with Repetition Rate Operation for High Current Multicharged Heavy Ion Generations

Experimental and numerical calculation results devoted to development of an optical system for an ion source based on a repetition rate CO₂ laser are described. The laser chain consists of a master oscillator, gas absorber cells, and a four-pass amplifier. The optical system provides smooth laser pulses with variable duration and high spatial quality that ensures efficiency for plasma heating and ion generation. The parameters of the plasma ion component measured in the CERN laboratory are applied for a lead target illumination.     

基于LVDT的新型信号调理电路的设计研究

LVDT线性可变差动变压器,其输出信号为两个线圈的差动电压信号,能够实时的、高准确性的将机械位移信号转化成电信号。传统LVDT信号调理电路存在不易散热、检测修复困难、性价比低、适用范围窄等问题,本文设计了一种新型LVDT信号调理电路,该信号调理电路由驱动电路、整流归一化电路和滤波放大电路组成,测试结果能够匹配LVDT的输出信号特性,达到LVDT信号调理的各项指标要求,实验结果表明本设计具有一定的可行性。     

多重分形降趋波动分析法和移动平均法的分形谱算法对比分析

多重分形降趋波动分析法(MFDFA)和多重分形降趋移动平均法(MFDMA)是用来估算一维随机分形信号多重分形谱的两种算法, 已被拓展应用于二维和高维分形信号的分析. 本文简要介绍了MFDFA和MFDMA算法及其在一维时间序列中的应用. 首次系统地从算法模型、计算统计精度、样本量的敏感性、无标度区选取的敏感性、矩选择的敏感性和计算量这六个方面对两种算法进行了对比分析, 以典型多重分形信号BMC信号为例, 分析两种算法的适用性和优劣性. 为实际应用中, 针对具体信号如何选用MFDFA或MFDMA算法, 以及两种算法的参数设置提供了有价值的参考.     

多峰离子源的三维数值模拟优化与设计

本文理论计算了多峰离子源永磁体, 采用二体碰撞模型处理电子之间的库仑碰撞, 运用空碰撞方法处理电子与氢元素相关粒子碰撞, 开发了全三维粒子模拟-蒙特卡罗模拟算法, 并采用此软件对热门多峰离子源JET-60U的两种优化设计模型进行数值模拟研究, 探索了两种离子源空间分布特性和体积负氢离子产率相关问题, 提出了负氢离子源设计的基本思想: 适当调整离子源多峰磁场分布情况可以输出均匀离子束; 适当调整引出磁场大小和离子源结构, 可以达到离子束空间均匀性和高产率兼顾的效果.     

光学元件损伤在线检测图像处理技术

针对光学元件损伤图像中损伤区域的高精度检测问题,对内全反射照明下光学元件损伤图像的处理技术进行了研究。根据在线检测图像中损伤区域中心峰值的信号强度高于局部背景的信号强度这一特点,利用高斯滤波器生成待检测图像的局部信号强度比图像,实现了对损伤区域的低漏检率自动定位;根据CCD的成像原理,利用辐射标定的方法建立起损伤区域的尺寸与其在图像中总灰度的关系方程,实现了损伤区域的亚像素高精度尺寸测量。实验结果表明,与传统的光学元件损伤图像处理算法相比,本文提出的算法在保持低漏检率的同时大大提高了损伤区域的测量精度。     

基于维纳滤波的同轴电缆脉冲信号传输畸变补偿研究

由于同轴电缆的低通传输特性,脉冲信号在同轴电缆中传输时不可避免地会出现畸变,并且畸变程度会随着脉冲信号频率、带宽以及传输距离的增加而增大。创新性地将图像处理领域中的一种图像复原方法——维纳滤波法应用于脉冲信号同轴电缆传输畸变补偿,仅利用同轴电缆的S参数和输出信号即可完成输入信号的重构。并以10 m同轴电缆为对象,采用该方法分别对双指数脉冲信号、高斯调制脉冲信号、调制方波信号进行传输畸变补偿。结果表明：对于不同样式的信号,该方法均具有优异的补偿性能;并且,与工程上常用的衰减补偿法相比,该方法不仅补偿精度高,还具有高的计算效率,在同轴电缆脉冲信号传输畸变补偿中具有很好的实用价值。     

无相移滤波技术用于分析化学信号处理

把无相移滤波技术引入了分析化学信号处理领域。其方法为：先将输入序列按顺序滤波，然后将所得结果逆转后反向通过滤波器，再将所得结果逆转后输出。通过对色谱信号的实验研究表明，与普通的数字滤波方法相比较，无相移滤波不但具有普通数字滤波的优点，而且不会产生滤波前后的相位偏移，具有良好的应用前景，尤其对于需要准确计算保留时间的场合，用此预处理方法非常适合。     

一种基于二进小波变换的自适应滤波方法

根据信号和噪声经小波变换后在不同尺度上有不同的特征，将相邻尺度二进小波变换值的相关量进行归一化处理并与小波变换值比较来判断信号与噪声，以噪声在各尺度的方差作为终止迭代的标准，提出了一种基于二进小波变换小波域选择噪声的自适应滤波方法。研究了模拟信号的去噪过程、半峰宽和信噪比对去噪结果的影响，并对模拟含噪信号和含噪毛细管电泳信号去噪前后的结果进行了比较。实验结果表明：由于该方法具有良好的自适应性和显著的滤波效果，必将得到广泛的应用。     

一种适合于听觉神经刺激的可编程双相恒流脉冲发生器

正向设计了一种适合于听觉神经刺激的可编程双相恒流脉冲发生器，它可根据耳聋患者的要求和不同的语音信号，控制刺激电流脉冲的幅度和宽度，以及脉冲之间的间隙。本文阐述了电路的设计要求和方法，并给出了实验结果。采用标准３μｍｐ阱ＣＭＯＳ工艺，在上海贝岭微电子制造有限公司流片。目前已成功地用于多道人工电子耳蜗接收刺激器中。     

The sandwich-type electrochemiluminescence immunosensor for α-fetoprotein based on enrichment by Fe3O4-Au magnetic nano probes and signal amplification by CdS-Au composite nanoparticles labeled anti-AFP

A novel and sensitive sandwich-type electrochemiluminescence (ECL) immunosensor was fabricated on a glassy carbon electrode (GCE) for ultra trace levels of α-fetoprotein (AFP) based on sandwich immunoreaction strategy by enrichment using magnetic capture probes and quantum dots coated with Au shell (CdS-Au) as the signal tag. The capture probe was prepared by immobilizing the primary antibody of AFP (Ab1) on the core/shell Fe₃O₄-Au nanoparticles, which was first employed to capture AFP antigens to form Fe₃O₄-Au/Ab1/AFP complex from the serum after incubation. The product can be separated from the background solution through the magnetic separation. Then the CdS-Au labeled secondary antibody (Ab2) as signal tag (CdS-Au/Ab2) was conjugated successfully with Fe₃O₄-Au/Ab1/AFP complex to form a sandwich-type immunocomplex (Fe₃O₄-Au/Ab1/AFP/Ab2/CdS-Au), which can be further separated by an external magnetic field and produce ECL signals at a fixed voltage. The signal was proportional to a certain concentration range of AFP for quantification. Thus, an easy-to-use immunosensor with magnetic probes and a quantum dots signal tag was obtained. The immunosensor performed at a level of high sensitivity and a broad concentration range for AFP between 0.0005 and 5.0 ng mL⁻¹ with a detection limit of 0.2 pg mL⁻¹. The use of magnetic probes was combined with pre-concentration and separation for trace levels of tumor markers in the serum. Due to the amplification of the signal tag, the immunosensor is highly sensitive, which can offer great promise for rapid, simple, selective and cost-effective detection of effective biomonitoring for clinical application.