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关键词： 表面等离激元   一维金光栅   二硫化钨   激子   强耦合  

摘要： 本文研究了金属光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合共振特性。利用时域有限差分法模拟了一维金光栅/单层二硫化钨混合结构的光谱响应及电场强度分布。结果表明,金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子耦合可产生光谱劈裂。当改变金光栅的结构参数时,混合结构的反射光谱出现了明显的反交叉现象。采用时域耦合模理论拟合了混合结构不同参数时的反射光谱,拟合结果与数值模拟符合较好。金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合作用满足强耦合判据。耦合振荡器模型分析结果表明,当金光栅周期为400 nm、宽度为300 nm时,混合结构强耦合光谱的拉比劈裂为54.6 meV,其与时域耦合模理论结果一致。该工作将为表面等离激元与激子强耦合作用的深入研究与器件开发开辟新途径。

关键词： 超声探头   损耗程度   快速检测   现场可编程门阵列   自动化系统设计  

摘要： 目的研制一套基于回波幅值信号的医用超声探头阵元快速检测系统,用以对超声探头性能进行评估与质量控制。方法运用现场可编程门阵列作为系统主控制芯片,以控制系统内部集成的电脉冲激励信号源,进而激励医用超声探头的阵元。阵元振动后产生超声波并在遇到空气后反射。基于超声脉冲回波测试方法,以回波幅值为主要检测参数,实现对超声探头阵元工作状态的检测与评估。结果选取同型号不同使用年限及故障状态的探头进行系统测试,并与所成超声图像进行对比:全新完好探头的回波幅值信号范围为550~575 mV,整体误差小于0.5 dB;使用1年的探头回波幅值信号范围为550~590 mV,较全新探头整体误差低0.6 dB左右;使用3年的探头回波幅值信号中存在十多个3 dB、6 dB及个别10 dB等不同程度的衰减;故障探头中存在三十多个成片连续衰减10 dB阵元。探头衰减位置及程度与所成超声图像缺损位置及程度相对应。结论本系统具有灵敏度高、稳定性好、操作简单快速等特点,在超声探头阵元性能评估方面具有很强的实际应用和推广价值。

关键词： 推荐算法   自编码器   注意力机制   协同过滤  

摘要： 为充分获取用户的个性化信息,提高推荐算法的准确性,提出了一种融合注意力机制的自编码器推荐算法。所提算法首先针对数据中蕴含的低阶特征和高阶特征,专门设计了相应的特征提取模块,增强传统编码器的泛化能力和记忆能力,然后利用注意力机制对特征进行融合,得到关于用户偏好信息的向量表示,并通过解码器预测用户对物品的购买意愿,最终实现个性化推荐任务。在ML-100K,ML-1M和Yahoo Music三个数据集上进行实验,并与主流个性化推荐算法进行对比,本文算法在Precision,Recall,F1值和归一化折损累计增益(NDCG)四个指标上均有较大的提升。在互联网推荐场景下,本文算法能够充分挖掘出用户的偏好信息,为用户提供高质量的推荐结果即给出合理的物品购买决策建议,从而最大化满足用户需求。

关键词： 光纤束   物镜   传像系统   电磁干扰  

摘要： 针对传统的传像系统易受电磁干扰的问题,设计并实现了在特殊环境下使用的光纤束传像系统。利用ZEMAX光学仿真软件,设计出了一个工作波段为可见光,全视场80°,焦距为5 mm的监控物镜。该物镜各视场光学调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)值在空间频率36 lp/mm处大于0.8,点列图最大弥散斑均方根半径(RMSradius)为3.031μm,接近衍射极限,因此具有较高成像质量。采用加工的物镜、选型转接镜及光纤束等核心器件,搭建了传像系统。通过测试光纤束图像传输系统的抗电磁干扰性能,采用高斯低通滤波结合DCT同态滤波算法有效去除图像的像素,获得了高质量的信息传输效果。

关键词： 播种监测   多播协同   红外光电传感器   霍尔传感器   气吸式播种机  

摘要： 针对传统的气吸式播种机在作业过程中常常因导种管堵塞、种箱缺种以及机械故障造成的漏播、重播等现象,设计并开发一套支持12条播行协同作业的精量播种监测系统。该系统包括红外光电监测单元、车速监测单元、控制器单元、中控仪表单元以及故障报警单元的设计。试验结果表明,所设计的监测系统可以实时监控12条播种行的协同作业情况,当出现漏播、重播现象时能够及时、准确地识别播种行行号并进行故障报警,报警成功率达到100%,且平均响应时间在0.5 s以内。且在4~12 km/h的正常作业速度下,系统对不同体积大小的农作物种粒播种数量监测精度平均值超过98.5%。能够实现对多路播行同时作业的实时监测需求,对提高播种质量、降低生产成本具有重要意义。

关键词： 测量   波面检测   剪切干涉   同步移相   相位复原与重构算法  

摘要： 针对在波前测试时,参考镜面自身面形误差、光能利用率不足、环境振动和空气扰动等对干涉测量结果的影响,提出一种基于偏振光栅(PG)分光的同步移相剪切干涉测量方法,通过将横向剪切干涉与同步相移技术相结合实现待测波面的准共光路相移测量。该方法采用1/4波片、PG和平面反射镜的组合作为横向剪切结构,可获得两束剪切的正交线偏振光,线偏振光经二维相位光栅、透镜、小孔光阑和相位延迟阵列构成的同步移相结构后,在CCD上可同时采集到4幅移相剪切干涉图。对x和y方向的剪切干涉图采用基于相位相关的图像配准算法、四步移相算法以及基于离散余弦变换法(DCT)的相位解包裹算法进行处理,得到差分相位分布,再用基于差分Zernike多项式的最小二乘波前重构算法对其进行重构,得到待测波面。通过搭建实验装置对一块透镜和凹面反射镜进行测量,结果表明,该方法的测量结果具有准确性和稳定性,该方法能够很好地应用于波前动态测量,对透射波前和光学元件的面形检测具有重要意义。

关键词： 地下工程   深部硬岩   隧洞   三维扰动应力   光纤光栅   原位测试  

摘要： 扰动应力及其演化是深埋隧洞围岩稳定性及灾变的最重要因素,目前对硬质围岩三维扰动应力的研究局限于解析解和数值模拟,缺乏可靠的原位测试技术与装备。考虑深部硬岩隧洞工程复杂地质环境,系统分析扰动应力的测试原理和理论基础,研发基于光纤光栅与空心包体的扰动应力综合传感技术,研制三维扰动应力单孔多点分布式原位测试系统;通过密封油压高精度标定设备,实现对空心包体单元光栅和传感器装置的整体精确标定,结合室内混凝土模型试验,验证了应力测试系统的准确性。以锦屏地下实验室二期隧洞工程为依托,开展扰动应力现场测试,首次原位测试获得深部硬岩隧洞开挖过程中不同深度的三维扰动应力变化,系统分析扰动应力大小、方向的演化特征、规律及其与施工活动的关系,并进一步验证光纤光栅空心包体应力测试系统的工程适用性和可靠性。研究成果为深部硬岩工程扰动应力测试和演化特性研究提供了科学方法和技术支撑。

关键词： 光纤通信   模分复用   少模光纤放大器   掺铒光纤放大器   增益   噪声系数  

摘要： 少模光纤放大技术是确保模分复用光纤通信系统远距离传输的关键技术,其增益、噪声系数及模式间增益差直接影响通信性能。为设计可用于模分复用的高增益、低噪声系数三模掺铒光纤放大器,建立少模掺铒光纤放大器理论模型,仿真设计其各项参数,之后结合实验结果进行参数优化,实现小信号增益大于30 dB,噪声系数小于6 dB,模式间增益差小于2 dB,并且各模式信号光在三模掺铒光纤放大器中稳定传输放大,光束轮廓无明显畸变。所设计的三模掺铒光纤放大器为进一步模分复用通信实验研究打下了基础。

关键词： 光纤布拉格光栅   工艺参数   残余应变   固化监测   复合材料  

摘要： 复合材料以其比强度、比模量高,具有较好设计性等优点,成为轻量化装备的重要材料。复合材料生产过程中产生的残余应变是制约其快速发展和应用的重要因素之一,因此研究成形过程中材料内部应变变化十分必要。本文采用内埋光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的方法,对T700/C11预浸料在不同工艺参数下成形时内部应变及温度进行实时监测,探究了工艺条件对其内部应变的影响,建立了预测层合板残余应变数值分析模型,从而优化复合材料固化工艺参数。结果表明,合理地降低升温速率、使用较低热膨胀系数和导热系数的模具材料以及避免铺放误差可以有效降低残余应变。

关键词： 光纤网络   时间同步   频率同步   光载射频   综合原子时  

摘要： 时间是人类目前测量和复现不确定度指标最高的物理量,代表了人类科技发展的最高水平。光纤时频同步技术经过几十年的发展,目前已广泛应用于量子计量、射电干涉测量、定位导航、现代通信、电力电网、高能物理、大地测量等诸多领域,成为人类社会高效运行的重要支撑。得益于光纤时频同步技术的高可靠性和高稳定度,综合原子时“分布式”和“实时性”这一长期存在的矛盾得到了解决。文章介绍了光纤时频同步技术的发展历史、各技术路径的研究现状,以及基于北京地区光纤时频同步网生成的分布式实时综合原子时。在此基础上,指出光纤时频同步的发展重点正从技术研究转为大规模网络化应用,开展基于光网络的多功能、多应用融合研究,实现一体化通信、感知、计算、测量、控制,将是未来的重要发展趋势。