換熱器性能分析新方法
柳雄斌,過增元
物理學(xué)
換熱器性能分析新方法
柳雄斌,過增元
鑒于以加熱或冷卻為目的的熱量傳遞過程,其不可逆性應(yīng)以火積 的耗散率來度量,為此可以用換熱器中的火積 耗散率定義換熱器的當(dāng)量熱阻,它既包含換熱器中的傳熱熱阻,還包含了由非逆流形式和非平衡流引起的附加熱阻。換熱器當(dāng)量熱阻的倒數(shù)稱之為換熱器的當(dāng)量熱導(dǎo)。通過火積 耗散定義的換熱器當(dāng)量熱阻建立了傳熱不可逆性與有效度的聯(lián)系,并導(dǎo)得了換熱器有效度與當(dāng)量熱導(dǎo)(熱阻)和熱容量流比的統(tǒng)一函數(shù)關(guān)系式,它適用于不同流程布置的換熱器。因此,有效度-熱導(dǎo)(熱阻)方法能更方便于不同類型換熱器性能的分析和比較。
換熱器;熱阻;NFDA;火積 耗散;熵產(chǎn)
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2009, 58(7): 4766-4771
入選年份:2013
構(gòu)造變系數(shù)非線性發(fā)展方程精確解的一種方法
套格圖桑,斯仁道爾吉
摘要:給出構(gòu)造變系數(shù)非線性發(fā)展方程精確解的一種函數(shù)變換,并和第二種橢圓方程相結(jié)合,借助符號(hào)計(jì)算系統(tǒng)Mathematica,以帶強(qiáng)迫項(xiàng)變系數(shù)組合KdV方程為例,得到了該方程新的類Jacobi橢圓函數(shù)精確解以及退化后的類孤子解和三角函數(shù)解。
關(guān)鍵詞:輔助方程;函數(shù)變換;變系數(shù)非線性發(fā)展方程;精確解
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2009, 58(4): 2121-2126
入選年份:2013
一類廣義非線性擾動(dòng)色散方程孤立波的近似解
莫嘉琪,陳賢峰
摘要:采用了一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的技巧,研究了一類非線性擾動(dòng)色散方程,首先引入求解相應(yīng)典型方程的孤立波解。然后利用同倫映射方法得到了原非線性擾動(dòng)色散方程奇異孤立波的近似解。
關(guān)鍵詞:孤立波;擾動(dòng)色散方程;同倫映射
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(3): 1403-1408
入選年份:2013
離子束濺射Ge量子點(diǎn)的應(yīng)變調(diào)制生長(zhǎng)
楊杰,王茺,靳映霞,等
摘要:采用離子束濺射技術(shù)制備了單層和雙層 Ge量子點(diǎn),通過原子力顯微鏡對(duì)比了不同Si隔離層厚度和不同掩埋量子點(diǎn)密度情況下表層量子點(diǎn)的尺寸和形貌差異,系統(tǒng)研究了掩埋 Ge量子點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)變對(duì)表層量子點(diǎn)的浸潤(rùn)層及形核的影響,并用埋置應(yīng)變模型對(duì)其進(jìn)行解釋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,覆蓋Ge量子點(diǎn)的Si隔離層中分布著的應(yīng)變場(chǎng),導(dǎo)致表層量子點(diǎn)浸潤(rùn)層厚度的降低,從而增大點(diǎn)的體積;應(yīng)變強(qiáng)度隨隔離層厚度的減小而增加,造成表層量子點(diǎn)形狀和尺寸的變化;此外,應(yīng)變還調(diào)控了表層量子點(diǎn)的空間分布。
關(guān)鍵詞:Ge量子點(diǎn);埋層應(yīng)變;離子束濺射
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2012, 61(1): 016804
入選年份:2013
基于微分同調(diào)和混沌分析的集成三相變流電路的降階方法
查曉明,張揚(yáng),孫建軍,等
摘要:本文針對(duì)兩單元并聯(lián)集成三相交直流變流電路,推導(dǎo)出其在正弦脈寬調(diào)制(SPWM)下的一般仿射方程。通過微分同調(diào)原理得到了降階化簡(jiǎn)的判定條件和主要等值參數(shù)算法。通過混沌分析的軌跡圖描述了系統(tǒng)參數(shù)與不同條件的關(guān)系,并針對(duì)該電路進(jìn)行特征值計(jì)算,證實(shí)該方法可以回避特征值的直接求解而降階系統(tǒng)。最后,根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了近似化簡(jiǎn)方法的有效性和適用范圍。
關(guān)鍵詞:微分同調(diào);混沌分析;降階方法;集成三相變流電路
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2012, 61(2): 020505
入選年份:2013
一種新型的雙向長(zhǎng)距離光纖混沌保密通信系統(tǒng)性能研究
劉宇然,吳正茂,吳加貴,等
摘要:基于兩個(gè)在驅(qū)動(dòng)混沌信號(hào)注入下的響應(yīng)半導(dǎo)體激光器之間的混沌同步,提出了一種新型的可實(shí)現(xiàn)信息雙向、長(zhǎng)距離保密傳輸?shù)南到y(tǒng),并建立了相應(yīng)的理論模型。利用該理論模型,研究了系統(tǒng)的雙向傳輸性能、安全性能以及系統(tǒng)性能隨傳輸距離的變化。結(jié)果表明:兩個(gè)響應(yīng)激光器在受到發(fā)自同一驅(qū)動(dòng)混沌激光器的混沌光注入下,其混沌輸出雖然與注入混沌信號(hào)相差很大,但兩個(gè)響應(yīng)激光器的混沌輸出卻能實(shí)現(xiàn)非常好的無(wú)時(shí)間延遲的等時(shí)同步;對(duì)竊聽者可能獲取信息的各個(gè)途徑進(jìn)行了考察,結(jié)果顯示該系統(tǒng)具有很好的安全性;采用普通單模光纖作為傳輸信道,信息經(jīng)過50 km傳輸后,解調(diào)信息Q因子可達(dá)到6以上;采用色散位移光纖,信息經(jīng)過200 km的傳輸,解調(diào)信息Q因子還可達(dá)6以上。
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體激光器;混沌同步;雙向通信;光纖
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2012, 61(2): 024203
入選年份:2013
基于負(fù)氫離子源的全三維PIC/MCC模擬算法研究
楊超,劉大剛,王小敏,等
摘要:在分析負(fù)氫離子源中等離子體物理機(jī)理基礎(chǔ)下,研究并優(yōu)化粒子模擬算法,設(shè)計(jì)高效的粒子存儲(chǔ)方法。研究并運(yùn)用粒子碰撞蒙特卡羅方法,考慮等離子體勢(shì)以及帶電粒子間庫(kù)侖碰撞,研制了全三維粒子模擬/蒙特卡羅算法(PIC/MCC)。采用磁荷模型,運(yùn)用時(shí)域有限差分方法計(jì)算多峰磁場(chǎng),并結(jié)合國(guó)外負(fù)氫離子源JT-60U,考慮負(fù)氫離子源中主要反應(yīng),對(duì)全三維 PIC/MCC模擬算法模擬驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞:負(fù)氫離子源;粒子模擬;蒙特卡羅
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2012, 61(4): 045204
入選年份:2013
中國(guó)近58年溫度極端事件的區(qū)域特征及其與氣候突變的聯(lián)系
龔志強(qiáng),王曉娟,支蓉,等
摘要:運(yùn)用動(dòng)力學(xué)自相關(guān)因子指數(shù)Q分析中國(guó)溫度的時(shí)空變化特征,得到8個(gè)不同的動(dòng)力學(xué)溫度變化特征區(qū):準(zhǔn)噶爾區(qū)、東北區(qū)、西北區(qū)、西南東區(qū)、西南西區(qū)、華北區(qū)、東南區(qū)和中南區(qū)。初步討論了這些特征區(qū)的年均溫度變化和極端溫度年出現(xiàn)天數(shù)及其與溫度突變的關(guān)系,以及不同溫度段對(duì)中國(guó)近58年增暖的可能影響。研究結(jié)果表明:1)準(zhǔn)噶爾區(qū)、東北區(qū)等 7個(gè)溫度特征區(qū)近 58年的年均溫和極端高溫的年出現(xiàn)天數(shù)均表現(xiàn)為增長(zhǎng)趨勢(shì),極端低溫天數(shù)則為降低趨勢(shì),極端高溫的變化與溫度增暖呈正相關(guān),與極端低溫則呈負(fù)相關(guān)。同時(shí),北方濤動(dòng)、南方濤動(dòng)、北太平洋濤動(dòng)和ENSO與中國(guó)北方及西南各區(qū)域溫度變化相關(guān)性較顯著,El Ni?o與中國(guó)東南區(qū)和中南區(qū)溫度變化的相關(guān)性較顯著;2)對(duì)中國(guó)各區(qū)域(除東南區(qū)外)的溫度增暖起主要作用的溫度段為極端/相對(duì)高溫段年發(fā)生天數(shù)的增加和極端/相對(duì)低溫段年發(fā)生天數(shù)的減少,而常溫段的作用相對(duì)較?。徽沁@種兩頭變化較大,中間變化較小的蹺蹺板現(xiàn)象導(dǎo)致了中國(guó)各區(qū)域的增溫;3)極端高溫/低溫突變發(fā)生的時(shí)間較溫度突變的時(shí)間晚 3~4年,即溫度突變的過程可能是極端溫度事件由一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)向另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)演變的過程。
關(guān)鍵詞:Q指數(shù);溫度段;極端溫度;溫度突變
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2009, 58(6): 4342-4353
入選年份:2014
一個(gè)新的超混沌系統(tǒng)
劉明華,馮久超
摘要:基于一個(gè)新三維混沌系統(tǒng),通過引入非線性控制器,構(gòu)造出一個(gè)新的四維超混沌系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)的動(dòng)
力學(xué)行為進(jìn)行了研究,包括它的 Lyapunov指數(shù)譜、分岔圖等。分析表明,新的四維系統(tǒng)隨著新引入的參數(shù)變化呈現(xiàn)周期、復(fù)雜周期、混沌及超混沌動(dòng)力學(xué)行為;設(shè)計(jì)的硬件電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了相關(guān)結(jié)果。
關(guān)鍵詞:超混沌;Lyapunov指數(shù);分岔圖;混沌電路
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2009, 58(7): 4457-4462
入選年份:2014
滑動(dòng)去趨勢(shì)波動(dòng)分析與近似熵在動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)突變檢測(cè)中的性能比較
何文平,吳瓊,張文,等
摘要:近似熵(ApEn)被認(rèn)為是一種有效的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)突變檢測(cè)方法。將一種新的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法-滑動(dòng)去趨勢(shì)波動(dòng)分析(MDFA)與ApEn的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,檢驗(yàn)了新方法的性能。結(jié)果表明,新方法的檢測(cè)結(jié)果幾乎不依賴于子序列的長(zhǎng)度,而ApEn雖然能在一定程度上識(shí)別系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)突變,但其檢測(cè)結(jié)果依賴于子序列長(zhǎng)度,且不能準(zhǔn)確地檢測(cè)出突變點(diǎn)的位置。因此,相對(duì)于ApEn方法而言,MDFA方法更適合于動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)突變檢測(cè),其優(yōu)越性是顯而易見的。
關(guān)鍵詞:滑動(dòng)去趨勢(shì)波動(dòng)分析;近似熵;動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)突變
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2009, 58(4): 2862-2871
入選年份:2014
氮鐵共摻銳鈦礦相TiO2電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究
張學(xué)軍,高攀,柳清菊
摘要:本文采用基于密度泛函理論的平面波超軟贗勢(shì)方法研究了N,F(xiàn)e共摻雜TiO2的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。研究表明,N,F(xiàn)e共摻雜TiO2的晶格體積、原子間的鍵長(zhǎng)及原子的電荷量發(fā)生變化,導(dǎo)致晶體中產(chǎn)生八面體偶極矩,并因此光生電子-空穴對(duì)有效分離,提高TiO2的光催化活性;N,F(xiàn)e共摻雜同時(shí)在導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂形成了雜質(zhì)能級(jí),使TiO2的禁帶寬度變窄,光吸收帶邊紅移到可見光區(qū),這些雜質(zhì)能級(jí)可以降低光生載流子的復(fù)合概率,提高TiO2的光催化效率;與Fe摻雜TiO2的態(tài)密度相比,共摻雜位于價(jià)帶頂?shù)碾s質(zhì)能級(jí)的態(tài)密度峰明顯增大,導(dǎo)致電子從雜質(zhì)能級(jí)躍遷到導(dǎo)帶的概率增加,使其對(duì)太陽(yáng)能的利用率提高;在不考慮雜質(zhì)能級(jí)的情況下,與純TiO2相比,N,F(xiàn)e共摻雜TiO2的帶邊位置只有微小變化,因此N,F(xiàn)e共摻雜TiO2的強(qiáng)氧化還原能力得以保持。
關(guān)鍵詞:第一性原理計(jì)算;氮鐵共摻雜銳鈦礦相TiO2;電子結(jié)構(gòu);光學(xué)性質(zhì)
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(7): 4930-4938
入選年份:2014
量子粒子群優(yōu)化算法的收斂性分析及控制參數(shù)研究
方偉,孫俊,謝振平,等
摘要:通過分析粒子群優(yōu)化算法的特點(diǎn),將粒子放在量子空間來描述,建立粒子的量子勢(shì)能場(chǎng)模型,并結(jié)合群體的群集性推導(dǎo)了量子粒子群優(yōu)化(QPSO)算法。在隨機(jī)算法全局收斂定理的框架下,討論了QPSO算法的收斂性,證明QPSO算法是一種全局收斂的算法。針對(duì)QPSO算法的唯一控制參數(shù),提出了三種控制策略,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)的仿真結(jié)果給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的控制參數(shù)選擇方法。
關(guān)鍵詞:量子系統(tǒng);勢(shì)阱;全局收斂;粒子群優(yōu)化
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(6): 3686-3694
入選年份:2014
基于改進(jìn)混合蛙跳算法的認(rèn)知無(wú)線電協(xié)作頻譜感知
鄭仕鏈,樓才義,楊小牛
摘要:提出了一種改進(jìn)的混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algoritbm,SFLA),并提出了基于改進(jìn)SFLA的認(rèn)知無(wú)線電協(xié)作頻譜感知方法,通過仿真對(duì)改進(jìn) SFLA算法性能與傳統(tǒng)SFLA算法性能進(jìn)行了比較,并對(duì)本文提出的基于改進(jìn)SFLA的協(xié)作感知方法與已有的基于修正偏差因子(modified deflection coefficient,MDC)的協(xié)作感知方法性能進(jìn)行了比較。結(jié)果:表明改進(jìn) SFLA算法性能優(yōu)于傳統(tǒng)SFLA;基于改進(jìn)SFLA的協(xié)作感知方法比MDC方法能獲得更大的檢測(cè)概率,驗(yàn)證了基于改進(jìn)SFLA的協(xié)作感知方法的優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞:認(rèn)知無(wú)線電;頻譜感知;混合蛙跳算法
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(5): 3611-3617
入選年份:2014
對(duì)稱型單負(fù)交替一維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)
張正仁,隆正文,袁玉群,等
摘要:構(gòu)造了(AB)N(BA)N對(duì)稱型兩種單負(fù)材料交
替一維光子晶體,利用傳輸矩陣法進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果:表明:這種單負(fù)交替對(duì)稱型一維光子晶體具有一種特殊帶隙結(jié)構(gòu),該帶隙不敏感于入射角和晶格的無(wú)序性。在該帶隙內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)隧穿模,該隧穿模不敏感于入射角的改變和晶格的無(wú)序性,但能帶及帶隙內(nèi)的隧穿模卻敏感于晶格標(biāo)度和周期數(shù)的變化;隨著入射角的改變,帶隙兩側(cè)的隧穿模趨于簡(jiǎn)并。這些特性對(duì)在利用此結(jié)構(gòu)光子晶體設(shè)計(jì)雙重超窄帶濾波器時(shí),具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:光子晶體;單負(fù)材料;光子帶隙
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(1): 587-591
入選年份:2014
黃土高原地表能量不閉合度與垂直感熱平流的關(guān)系
張強(qiáng),李宏宇
摘要:地表能量不平衡問題一直是陸面過程研究的一個(gè)重要科學(xué)難題。本文利用在隴中黃土高原觀測(cè)的陸面過程資料,分析了氣候地表能量不閉合度和短期地表能量不閉合度的分布特征,研究了地表能量不閉合度與垂直速度之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)地表能量不閉合與垂直速度具有很好的相關(guān)性。并且,估算了近地層垂直感熱平流通量,分析了考慮垂直感熱平流后的地表能量平衡的特征,發(fā)現(xiàn)引入垂直感熱平流輸送對(duì)地表能量不閉合度有明顯的改進(jìn)。
關(guān)鍵詞:黃土高原;非均勻性;垂直感熱平流;能量不閉合度
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2010, 59(8): 5888-5895
入選年份:2014
的微觀表述
程雪濤,梁新剛,徐向華
摘要:在近獨(dú)立粒子組成的系統(tǒng)中,Boltzmann發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)熵與其微觀狀態(tài)數(shù)的對(duì)數(shù)之間的正比關(guān)系,為熵這一物理概念提供了微觀解釋,Planck將其總結(jié)為著名的Boltzmann熵公式S=k lnΩ。與此對(duì)應(yīng),給出了單原子理想氣體系統(tǒng)中火 積 的微觀表達(dá)式,證明了火 積 為廣延量。分析討論了孤立系統(tǒng)從不平衡態(tài)發(fā)展到熱平衡態(tài)過程中系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)、熵、火 積 的變化情況,結(jié)果表明在該過程中系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)、熵向著增加方向發(fā)展,而火 積 則向著減小方向發(fā)展,從而在微觀角度證明了火 積 減原理。微觀狀態(tài)數(shù)是度量系統(tǒng)無(wú)序度的基本量,其增加是該過程不可逆的本質(zhì)原因,火 積 與熵既是微觀狀態(tài)數(shù)的單值函數(shù),又能反映系統(tǒng)在該過程中發(fā)生的狀態(tài)變化,因此均可反映該過程的不可逆性。
關(guān)鍵詞:微觀狀態(tài)數(shù);熵;火積;不可逆性
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2011, 60(6): 060512
入選年份:2014
研究一維摻雜聲子晶體缺陷模的解析方法
劉啟能
摘要:為了對(duì)一維摻雜聲子晶體的缺陷模進(jìn)行解析研究,利用多波束干涉原理和布洛赫定理,推導(dǎo)出一維摻雜聲子晶體的缺陷模頻率的解析公式。利用它對(duì)一維摻雜聲子晶體的缺陷模進(jìn)行了解析研究,得到了缺陷模頻率的變化規(guī)律。該方法克服了其他方法不能對(duì)缺陷模進(jìn)行解析研究的不足,是一種研究一維摻雜聲子晶體的缺陷模的精確、有效方法。
關(guān)鍵詞:聲子晶體;聲波;缺陷模;解析方法
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2011, 60(4): 044302
入選年份:2014
各向異性圓柱摻雜光子晶體的缺陷模及其量子效應(yīng)
劉啟能
摘要:利用光波在一維各向異性圓柱摻雜光子晶體中徑向受限的條件,研究了光波在其中出現(xiàn)的模式量子效應(yīng),并利用特征矩陣法計(jì)算了TE波和TM波各模式的缺陷模的變化規(guī)律,得出了一些一維各向異性圓柱光子晶體缺陷模的新結(jié)構(gòu)。缺陷模的頻率和透射角都隨模式量子數(shù)的增加而增大。同一模式缺陷模的頻率隨圓柱半徑的增加而減小。
關(guān)鍵詞:圓柱光子晶體;各向異性介質(zhì);量子效應(yīng);缺陷模
來源出版物:物理學(xué)報(bào), 2011, 60(1): 014217
入選年份:2014
幾種不同類型土壤的VIS-NIR光譜特性及有機(jī)質(zhì)響應(yīng)波段
紀(jì)文君,史舟,周清,等
摘要:利用高光譜遙感技術(shù)估測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求。本研究測(cè)量并分析了7組不同地
區(qū)不同類型共791個(gè)土壤樣品在350~2500 nm的光譜反射率及一階微分曲線,并對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量和光譜反射率進(jìn)行相關(guān)性分析,同時(shí)對(duì)前人研究中有關(guān)有機(jī)質(zhì)的光譜響應(yīng)波段進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)果:發(fā)現(xiàn),600~800 nm波段可以作為研究區(qū)域內(nèi)不同類型土壤共同的有機(jī)質(zhì)光譜響應(yīng)波段,這對(duì)進(jìn)一步建立不同土壤類型相對(duì)統(tǒng)一的有機(jī)質(zhì)預(yù)測(cè)模型具有一定意義。研究還發(fā)現(xiàn),有機(jī)質(zhì)含量高于 2%并不是高光譜預(yù)測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量必要的前提條件。
關(guān)鍵詞:高光譜;土壤有機(jī)質(zhì);響應(yīng)波段;相關(guān)分析
來源出版物:紅外與毫米波學(xué)報(bào), 2012, 31(3): 277-282
入選年份:2014
合成孔徑激光成像雷達(dá)(Ⅴ):成像分辨率和天線孔徑函數(shù)
劉立人
摘要:基于合成孔徑激光成像雷達(dá)(SAIL)二維數(shù)據(jù)收集方程和成像算法,研究了圓形孔徑和矩形孔徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡天線的方位向成像分辨率,導(dǎo)出了點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的解析表達(dá)式,分析了理想成像點(diǎn)尺寸及其光學(xué)足跡中心偏離、相位二次項(xiàng)匹配濾波失匹、空間采樣寬度、采樣周期等的影響;也研究了距離向成像分辨率并分析了非線性啁啾補(bǔ)償?shù)鹊挠绊?。?duì)于各種影響因素都給出了數(shù)學(xué)判據(jù),特別是發(fā)現(xiàn)了矩形孔徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可以產(chǎn)生適合于SAIL掃描方式的矩形光學(xué)足趾并消除方位向分辨率不均勻降低,可以設(shè)計(jì)最佳的矩形孔徑的尺度分別控制光學(xué)足趾在方位向及其垂直方向上的尺度,得到大掃描寬度和高方位向分辨率;也發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)外差延時(shí)必須盡量小以克服非線性啁啾和初始光頻不穩(wěn)定性相位誤差。
關(guān)鍵詞:合成孔徑激光成像雷達(dá);圓形孔徑;矩形孔徑;點(diǎn)日標(biāo)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)收集方程;方位向分辨率;距離向分辨率;點(diǎn)擴(kuò)展甬?dāng)?shù);外差接收方向性函數(shù);光束發(fā)散度函數(shù)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(5): 1408-1415
入選年份:2014
尺度縮小合成孔徑激光雷達(dá)的二維成像實(shí)驗(yàn)
周煜,許楠,欒竹,等
摘要:在尺度縮小的合成孔徑激光成像雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室裝置上,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)二維圖案目標(biāo)的同時(shí)方位向和距離向的二維成像,達(dá)到掃描條帶寬度≤10 mm和分辨率約為1.2 mm×2 mm。
關(guān)鍵詞:合成孔徑激光成像雷達(dá);二維成像;方位向;距離向
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(7): 2030-2032
入選年份:2014
角譜衍射公式的快速傅里葉變換計(jì)算及在數(shù)字全息波面重建中的應(yīng)用
李俊昌
摘要:從取樣定理出發(fā),對(duì)角譜衍射公式及逆運(yùn)算的快速傅里葉變換(FFT)進(jìn)行了研究。基于研究結(jié)果。討論數(shù)字全息研究中物光通過一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)到達(dá) CCD探測(cè)器的波面重建問題。提出物光場(chǎng)的逆運(yùn)算追跡重建及像空間波面重建兩種方法。最后,通過數(shù)字全息實(shí)驗(yàn)及波面重建計(jì)算,對(duì)兩種波面重建方法的可行性作出證明。
關(guān)鍵詞:衍射計(jì)算;數(shù)字全息;波面重建
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(5): 1163-1167
入選年份:2014
基于傾斜刃邊法的調(diào)制傳遞函數(shù)計(jì)算及圖像復(fù)原
李鐵成,陶小平,馮華君,等
摘要:調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)是描述光學(xué)成像系統(tǒng)信息傳遞頻率特性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。在成像系統(tǒng)滿足線性和空間不變性的條件下,對(duì)于含有點(diǎn)、狹縫和邊緣等不同特征的圖像,可以使用相應(yīng)的方法計(jì)算得到成像系統(tǒng)的MTF。采用了傾斜刃邊法來計(jì)算得到成像系統(tǒng)的MTF,分析了成像器件和算法步驟對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的影響,進(jìn)行了相應(yīng)的校正,提高了汁算結(jié)果的準(zhǔn)確性。運(yùn)用MTF補(bǔ)償(MTFC)技術(shù),分別使用了鏡頭MTF的設(shè)計(jì)值、測(cè)量值和計(jì)算值對(duì)實(shí)際拍攝得到的圖像進(jìn)行了復(fù)原。通過對(duì)以上 3種復(fù)原圖進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了 MTF計(jì)算值的可靠性和用于降質(zhì)圖像復(fù)原時(shí)的有效性。
關(guān)鍵詞:圖像處理;調(diào)制傳遞函數(shù);傾斜刃邊法;邊緣擴(kuò)展函數(shù);線擴(kuò)展函數(shù)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(10): 2891-2897
入選年份:2014
艦船尾流激光后向散射特性研究
王向偉,周田華,陳衛(wèi)標(biāo)
摘要:根據(jù)尾流氣泡群的密度隨深度和時(shí)間的變化規(guī)律
以及尾流氣泡的浮升運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立了一種尾流氣泡分布模型。基于單個(gè)氣泡的米氏散射理論,利用多層介質(zhì)蒙特卡羅模擬方法,對(duì)I,IA,IB類海水下的尾流氣泡激光后向散射特性進(jìn)行了模擬。對(duì)激光發(fā)射深度分別位于海面以下20 m和30 m處,綜合考慮浮游植物影響的散射結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果:表明,沿尾流縱向,由尾流遠(yuǎn)區(qū)到艦船尾流中心區(qū)的激光后向散射逐漸增強(qiáng);海水中浮游植物對(duì)后向散射光有顯著影響。同時(shí)也證明了可利用尾流氣泡群的激光后向散射做為魚雷的引信。
關(guān)鍵詞:散射;艦船尾流;蒙特卡羅方法;氣泡群;浮游植物
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(1): 14-18
入選年份:2014
8~12 μm折-衍混合物鏡超寬溫度消熱差設(shè)計(jì)
陳瀟,楊建峰,馬小龍,等
摘要:介紹了一個(gè)大視場(chǎng)大相對(duì)孔徑紅外物鏡的消熱差設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)工作波段為8~12 μm,全視場(chǎng)角為40°,焦距為6 mm,相對(duì)孔徑為1.25,總長(zhǎng)為50 mm,后工作距為15 mm。系統(tǒng)采用三片式結(jié)構(gòu),僅使用了鍺和硒化鋅兩種材料。引入了一個(gè)衍射面和兩個(gè)二次非球面,使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化,輕量化,并很好地提高了成像質(zhì)量。在–80℃~200℃溫度范圍內(nèi)利用衍射元件實(shí)現(xiàn)了消熱差設(shè)計(jì),并給出了–80℃~200℃下系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。設(shè)計(jì)結(jié)果表明,在空間頻率為16 lp/mm處,各個(gè)溫度下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)(MTF)值均大于0.7,接近于衍射極限,成像質(zhì)量良好,實(shí)現(xiàn)了在超寬溫度范圍的消熱差設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:紅外光學(xué)系統(tǒng);消熱差;衍射元件;非球面;大視場(chǎng)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(7): 2089-2092
入選年份:2014
紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)中光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
薛慧
摘要:完成了紅外搜索與跟蹤(IRST)系統(tǒng)中光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),工作波段為8~12 μm。首先分析了IRST系統(tǒng)的特性,詳細(xì)介紹了其光學(xué)系統(tǒng)的組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用卡塞格林反射式,通過折/衍混合元件校正剩余像差,完成了二次成像。通過簡(jiǎn)單機(jī)電方式補(bǔ)償熱差,使系統(tǒng)在–40℃~+60℃溫度范圍內(nèi)性能均接近衍射極限。通過對(duì)主鏡和次鏡加遮光罩的措施抑制系統(tǒng)雜散光,使紅外探測(cè)系統(tǒng)的信噪比得以提高,圖像對(duì)比度得到增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此系統(tǒng)性能良好。
關(guān)鍵詞:成像系統(tǒng);光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì);卡塞格林;衍射光學(xué)元件;熱平衡;雜散光抑制
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(8): 2383-2386
入選年份:2014
大視場(chǎng)高分辨力星載成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
薛慶生,黃煜,林冠宇
摘要:大視場(chǎng)、高分辨力星載成像光譜儀已成為空間遙感的迫切需求。根據(jù)大視場(chǎng)、高分辨力的研究目標(biāo),提出了先視場(chǎng)分離分光再用分色片分光的設(shè)計(jì)方法,分析了視場(chǎng)分離分光的原理。設(shè)計(jì)了一個(gè)全反射式星載成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)由指向鏡、11.42°遠(yuǎn)心離軸三反消像散(TMA)前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)和4個(gè)Offner凸面光柵光譜成像系統(tǒng)組成,通過恰當(dāng)選擇4個(gè)光譜成像系統(tǒng)的變倍比來實(shí)現(xiàn) 2種探測(cè)器的匹配。運(yùn)用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CODE V對(duì)成像光譜儀調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了光線追跡和優(yōu)化,并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,光學(xué)系統(tǒng)在各個(gè)譜段的光學(xué)傳遞函數(shù)均達(dá)到0.7以上,完全滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求;同時(shí)證明了設(shè)計(jì)方法是可行的。
關(guān)鍵詞:光學(xué)設(shè)計(jì);成像光譜儀;離軸三反消像散;凸面光柵;Offner光譜成像系統(tǒng)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(8): 0822001
入選年份:2014
基于S變換的解相技術(shù)研究
蔣模華,陳文靜,鄭志平
摘要:S變換結(jié)合了窗口傅里葉變換和小波變換的優(yōu)點(diǎn),是一種很有應(yīng)用前景的時(shí)-頻信號(hào)分析技術(shù)。相比窗口傅里葉變換,S變換的窗口大小隨頻率調(diào)整,具良好的時(shí)-頻分辨能力;與小波變換相比,它的時(shí)-頻表示形式更加直觀,且與傅里葉頻譜保持聯(lián)系。在空間/時(shí)間方向上,所有位置S變換譜的疊加構(gòu)成完整的傅里葉譜,而小波變換并不具備頻譜的概念。討論了一維S變換在基于條紋投影的光學(xué)三維測(cè)量中的應(yīng)用,研究了基于濾波方式的S變換輪廓術(shù);嚴(yán)格推導(dǎo)了條紋圖的S變換表達(dá)式,完善了基于“脊”處理思想的S變換輪廓術(shù),利用表達(dá)式中的調(diào)制度信息,研究了基于調(diào)制度排序的可靠度相位展開算法在S變換輪廓術(shù)的應(yīng)用;討論了一維廣義S變換對(duì)條紋處理的影響。
關(guān)鍵詞:測(cè)量;光學(xué)三維測(cè)量;條紋時(shí)頻分析;S變換;相位計(jì)算
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(4): 0412001
入選年份:2014
聚焦函數(shù)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)及最優(yōu)函數(shù)選取
翟永平,周東翔,劉云輝,等
摘要:顯微鏡自動(dòng)聚焦其核心問題在于聚焦函數(shù)的設(shè)計(jì)及選取,針對(duì)目前自動(dòng)聚焦函數(shù)選取缺乏客觀定量標(biāo)準(zhǔn)的問題,在分析聚焦函數(shù)曲線特征的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了陡峭區(qū)寬度、清晰度比率、陡峭度、平緩區(qū)波動(dòng)量、局部極值因子和靈敏度等6個(gè)定量評(píng)價(jià)指標(biāo),這些指標(biāo)不僅能用于最優(yōu)函數(shù)的選取,還可以為新的聚焦函數(shù)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。然后,以這些指標(biāo)為依據(jù),對(duì)目前已經(jīng)提出的12種典型聚焦函數(shù)的性能進(jìn)行了定量評(píng)估,評(píng)估過程考慮了圖像內(nèi)容多寡對(duì)聚焦函數(shù)性能的影響。最后以兩階段聚焦過程為例給出了最優(yōu)函數(shù):在粗聚焦階段,方差函數(shù)為最優(yōu)函數(shù),在精細(xì)聚焦階段,Brenner函數(shù)為最優(yōu)函數(shù)。
關(guān)鍵詞:顯微術(shù);自動(dòng)聚焦;聚焦函數(shù);評(píng)價(jià)指標(biāo);圖像內(nèi)容密度;最優(yōu)函數(shù)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(4): 0418002
入選年份:2014
基于數(shù)字微鏡器件的壓縮感知關(guān)聯(lián)成像研究
陸明海,沈夏,韓申生
摘要:將數(shù)字微鏡器件(DMD)應(yīng)用于壓縮感知(CS)關(guān)聯(lián)成像,在該成像方案中,只需用無(wú)空間分辨能力的桶探測(cè)器,并結(jié)合相應(yīng)的算法就能得到物體的像;將此成像方案應(yīng)用于多光譜成像,僅需用線列探測(cè)器就能得到物體多光譜像,簡(jiǎn)化了多光譜成像探測(cè)的光電記錄過程。通過對(duì)關(guān)聯(lián)成像和CS理論的介紹闡明了成像原理。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭建演示裝置,分別用強(qiáng)度關(guān)聯(lián)算法和CS算法計(jì)算得到物體像,通過比較表明CS算法提取信息的效率更高;且實(shí)驗(yàn)表明在透鏡口徑足夠大時(shí),成像系統(tǒng)的分辨率由DMD面元大小決定。在原成像裝置上,對(duì)桶探測(cè)器接收的光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行譜分辨測(cè)量,線列探測(cè)器記錄各光譜信號(hào),利用CS關(guān)聯(lián)成像方法得到物體多光譜像。
關(guān)鍵詞:成像系統(tǒng);關(guān)聯(lián)成像;壓縮感知;多光譜成像;數(shù)字微鏡器件
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(7): 0711002
入選年份:2014
薄膜太陽(yáng)能電池異型布拉格背反射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作
周舟,周健,孫曉瑋,等
摘要:根據(jù)多光束干涉原理設(shè)計(jì)出用于薄膜太陽(yáng)能電池的異型布拉格背反射器(IDBR)。該異型布拉格背反射結(jié)構(gòu)由兩對(duì)非晶硅(36.5 nm)/二氧化硅(81 nm)分布式布拉格反射器(DBR)結(jié)構(gòu)與三對(duì)非晶硅(73 nm)/二氧化硅(162 nm)DBR結(jié)構(gòu)組合而成。討論了不同結(jié)構(gòu)的背反射器性能,分析了IDBR中心波長(zhǎng)與層數(shù)的選擇依據(jù)。采用迭代法計(jì)算了IDBR的反射性能。用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在硅襯底上生長(zhǎng)出具有5對(duì)α-Si:H/SiO2結(jié)構(gòu)的IDBR,并測(cè)試其反射光譜曲線。實(shí)驗(yàn)證明該反射器在420~1400 nm的光譜范圍內(nèi)設(shè)計(jì)反射率達(dá)到87%,在600~1300 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均反射率高達(dá)91.6%,從而具有顯著提高太陽(yáng)能電池的寬譜吸收效率的潛力。
關(guān)鍵詞:薄膜;薄膜太陽(yáng)能電池;異型布拉格背反射鏡;迭代法;等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(7): 0731002
入選年份:2014
大數(shù)值孔徑產(chǎn)業(yè)化極紫外投影光刻物鏡設(shè)計(jì)
劉菲,李艷秋
摘要:極紫外光刻技術(shù)(EUVL)是半導(dǎo)體制造實(shí)現(xiàn)22 nm及以下節(jié)點(diǎn)的下一代光刻技術(shù),高分辨投影物鏡的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高分辨光刻的關(guān)鍵技術(shù)。為設(shè)計(jì)滿足22 nm產(chǎn)業(yè)化光刻機(jī)需求的極紫外光刻投影物鏡,采用6枚高次非球面反射鏡,像方數(shù)值孔徑達(dá)到 0.3,像方視場(chǎng)寬度達(dá)到 1.5 mm。整個(gè)曝光視場(chǎng)內(nèi)的平均波像差均方根值(RMS)為0.0228 λ,不采用任何分辨率增強(qiáng)技術(shù)的情況下,75 nm光學(xué)成像的焦深內(nèi),25 nm分辨力的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)大于45%。在部分相干因子為0.5~0.8的照明條件下,畸變小于 1.6 nm,線寬變化小于1.6%。物面到像面的距離為1075 mm,像方工作距大于30 mm。該物鏡結(jié)合離軸照明或相移掩模等分辨率增強(qiáng)技術(shù),能夠在更大的焦深內(nèi)實(shí)現(xiàn)22 nm光刻分辨率的光刻膠成像,滿足半導(dǎo)體制造中22 nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)化極紫外光刻物鏡的需求。
關(guān)鍵詞:光學(xué)設(shè)計(jì);投影物鏡;高次非球面;極紫外光刻(EUVL)
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(2): 0222003
入選年份:2014
沙塵氣溶膠粒子群的散射和偏振特性
郝增周,龔芳,潘德爐,等
摘要:根據(jù)Mie散射理論,以對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)描述沙塵氣溶膠粒子群的粒徑尺度分布,計(jì)算了沙塵氣溶膠粒子群在 0.2~40 μm波段間對(duì)太陽(yáng)短波輻射和地球大氣長(zhǎng)波輻射的單次散射反照率、散射相矩陣函數(shù),揭示了不同相對(duì)濕度時(shí),沙塵粒子群對(duì)入射輻射的散射和偏振的特征。結(jié)果:表明,沙塵粒子群的單次散射反照率隨著入射波長(zhǎng)的增加有較大起伏,不同相對(duì)濕度條件下,變化趨勢(shì)基本一致;在可見光、近紅外波段單次散射反照率隨濕度增加而變大,濕度95%時(shí)非常接近于1;大于10 μm的熱紅外波段單次散射反照率隨相對(duì)濕度增加而減小,具有較強(qiáng)的吸收輻射能力。散射輻射強(qiáng)度受濕度影響較小,隨散射角的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì),且增大的趨勢(shì)隨著波長(zhǎng)的增加而減弱;不同波段上,線偏振和圓偏振隨散射角和相對(duì)濕度變化存在差異;在前向和后向僅對(duì)入射輻射為圓偏振輻射產(chǎn)生圓偏振散射;散射光的偏振特性及其濕度差異主要表現(xiàn)在后向散射區(qū),多以拱形形式體現(xiàn)。拱頂峰值散射角位置存在差異,且峰值散射角隨相對(duì)濕度的降低向后向漂移。
關(guān)鍵詞:大氣光學(xué);散射偏振;Mie理論;沙塵粒子群;單次散射反照率;相矩陣
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 32(1): 0101002
入選年份:2014
一維光子晶體的全反射隧穿效應(yīng)的解析研究
劉啟能
摘要:為研究一維光子晶體全反射隧穿效應(yīng)的解析理論,利用多光束干涉理論推導(dǎo)出一維光子晶體的全反射隧穿導(dǎo)帶頻率滿足的解析公式,從理論上解釋了一維光子晶體的全反射隧穿效應(yīng)產(chǎn)生的物理機(jī)理。利用頻率的解析公式對(duì)全反射隧穿導(dǎo)帶的頻率隨周期數(shù)、入射角以及周期光學(xué)厚度的變化規(guī)律進(jìn)行了解析研究。并與傳輸矩陣法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種方法得出的結(jié)論是吻合的,從而證明了解析理論的正確性。解析理論便于對(duì)各參量間的依賴關(guān)系進(jìn)行解析研究,彌補(bǔ)了一維光子晶體研究中數(shù)值計(jì)算方法的不足。
關(guān)鍵詞:光電子學(xué);光子晶體;全反射;隧穿效應(yīng);解析法
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 32(2): 0219002
入選年份:2014
實(shí)現(xiàn)均勻照明的LED系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
李林,王光珍,王麗莉,等
摘要:針對(duì)醫(yī)用無(wú)影燈的應(yīng)用要求,提出了一種利用非球面透鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)平面均勻照明的方法。基于能量守恒定律得到光源出射角與目標(biāo)面之間的關(guān)系,利用Zemax的宏語(yǔ)言編寫優(yōu)化操作數(shù)使透鏡優(yōu)化滿足上述關(guān)系,在非序列模式中對(duì)結(jié)果進(jìn)行模擬和優(yōu)化,并分別對(duì)透鏡的前表面三種情況進(jìn)行模擬,提出并模擬了LED球面陣列,并分析了角度及距離的偏移對(duì)照明均勻度的影響。結(jié)果表明,1 m距離處實(shí)現(xiàn)了直徑為25 cm的平面內(nèi)的均勻照明,均勻度(平均照度/最大照度)達(dá)到96%以上;球面陣列的設(shè)計(jì)可以滿足無(wú)影燈的光分布要求,照明深度達(dá)到1 m。
關(guān)鍵詞:光學(xué)設(shè)計(jì);非球面;均勻照明;無(wú)影燈;Zemax軟件
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 32(2): 0222002
入選年份:2014
基于斯托克斯參量的光彈性應(yīng)力分布及成像方法研究
李志誠(chéng),唐志列,陳萍,等
摘要:提出了一種基于斯托克斯參量測(cè)量的實(shí)時(shí)光彈性應(yīng)力測(cè)量及其成像的新方法,對(duì)該方法的原理及參量測(cè)量方法進(jìn)行了深入研究。根據(jù)分振幅斯托克斯參量測(cè)量原理設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用Equator-Poles(E-P)法定標(biāo)系統(tǒng),采用4個(gè)性能一致的光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)光束斯托克斯參量的快速實(shí)時(shí)測(cè)量。用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量單色平面偏振光通過光彈性樣品后的斯托克斯參量,求得出射與人射偏振光的相位延遲量,再求得樣品的應(yīng)力值。運(yùn)用該方法對(duì)有應(yīng)力分布的平板玻璃和軸向受壓有機(jī)玻璃進(jìn)行測(cè)量并掃描成像,得到它們的應(yīng)力分布圖像。結(jié)果:表明,該方法能夠準(zhǔn)確、快速和無(wú)損地測(cè)量光彈性樣品任意位置的應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力的實(shí)時(shí)測(cè)量。
關(guān)鍵詞:測(cè)量;光彈性應(yīng)力;分振幅斯托克斯參量測(cè)量法;應(yīng)力分布
來源出版物:光學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 32(5): 0512005
入選年份:2014
中國(guó)學(xué)術(shù)期刊文摘2016年22期