不同凡响的超宽带通信

UWB(UltraWideBand)即超宽带通信,是使用超带宽通过微弱的脉冲信号进行通信。UWB与现有的无线技术的显著区别是不需要使用载波,而是通过发送纳秒级脉冲来传输数据。UWB并不是一件新生事物,它已经有几十年的历史了。但是过去它主要应用在某些雷达和定位设备中,直到最近UWB才在世界家庭通信市场掀起巨浪。     

耗散孤子光纤激光器的研究进展和应用

光纤激光器以高光束质量、高效率、高集成、高可靠性等特点给科学研究和技术应用带来了巨大的影响.超短高能量脉冲光纤激光器在通信、传感、精密机械加工、材料处理、超快诊断、生物医学和国防军事等领域均有重要的应用.如何提高激光脉冲的功率和能量,掌握和利用超短脉冲光纤激光的复杂非线性,开展大功率、高能量、超宽带全光纤超短脉冲激光应用的关键技术研究,成为光纤脉冲激光新现象、新方法和实现技术体系突破的重大科学问题.本文简要总结了近年来国内外关于锁模光纤激光器研究的一些关键技术和重要成果,分析了各类激光器及所产生脉冲的优缺点,并介绍了过去几年中我们对如何提高光纤脉冲激光器性能和实现新型脉冲的研究成果.重点讨论了不同色散区内光纤激光器的典型行为特征,从理论与实验两方面揭示了传统孤子和多种耗散孤子的产生机理、输出特性及其演化规律.此外,还介绍了几种新型的高能量无波分裂脉冲.本文的成果可为进一步研究新型高能量脉冲提供有益的理论及实验基础.通过这些介绍和讨论,期望同行能够共同研究和探索基于新型锁模技术超短超强脉冲的新现象和新机理,并且在超短高能量脉冲的极端非线性科学问题上获得新认识.     

超高频38.5GHz半导体碰撞锁模皮秒光脉冲的产生

半导体超短光脉冲在长波长时分复用光纤通讯,超快数据处理,电光采样系统具有广泛应.常用的半导体短光脉冲产生方式有:增益开关技术、Q开关技术、锁模技术等.无论从理论上还是实践上,重复频率最高,宽度最窄的脉冲都是由锁模技术得到的.通过使用集成技术可以克服扩展腔结构中常见的机械稳定性不好,光路不易调整.而且存在复腔效应等缺点.在碰撞锁模激光器中,由于碰撞锁模效应和可饱和吸收体的吸收作用,脉冲前沿被吸收,后沿被光腔中的瞬间光栅散射,脉冲宽度得到大幅度削减.我们利用集成技术制备了1.5μm波长InGaAsP 碰撞脉冲锁模量子阱(CPM-QW)激光器(LD),测量得到脉宽5.1ps.     

中子星内部的超流涡旋运动

自1967年发现射电脉冲星以来,迄今已发现了三百多颗脉冲星.它们都发射短暂而规律的射电脉冲,脉冲周期短而稳定.不久,人们就认识到,它们是一种高速自转的中子星,其发射脉冲的周期正好等于它的自转周期。脉冲周期的稳定性反映了中子星自转周期的稳定性.至于观测上发现脉冲星的这种周期都在     

中低轨道卫星通信技术与应用

中低轨道卫星在通信领域有着相当广泛的应用 ,它是通信事业发展不可或缺的一个价值链 .总结近十年来小卫星发展经验 ,在频率问题上 ,技术上、特别是运行方面加以改进与完善 ,小卫星将有很好的前景 .通过建立一整套新型的商业模式 ,坚持产业化的过程 ,形成一个新兴的通信门类及行业 ,小卫星通信将会有长足的发展 .两三年后 ,小卫星通信行业将还会有新一轮的高潮 .     

IP电话面面观

IP电话是Voice over IP network的简称,它是指IP层上的话音传输,包括IP上的传真和多媒体。IP电话是随着Internet高速发展而出现的一种新颖的通信传输方式。它以计算机为基础,使用Internet作为连接通道,实现PSTN(普通电话交换网)与Internet互连,并转往远端的PSTN,使双方可以实现长途通话。 目前用户通过Internet网打IP电话主要有以 下3种形式: 1.通话双方均为网上用户,直接使用电脑通过网络电话软件实现Internet通讯。 2.通话的双方一方用电脑,另一方用普通电话的Internet通讯。     

超导纳米线单光子探测器件的单光子响应

单光子探测技术是量子通信系统中量子密钥分发实现的关键技术之一. 超导纳米线单光子探测技术是一种新型的单光子探测技术, 相对于传统的半导体单光子探测器件具有高计数率、低暗计数等明显的优势. 介绍了基于低温超导NbN超薄薄膜的超导纳米线单光子探测器件以及实验室超导单光子探测系统. 对超导纳米线单光子探测器件的单光子响应脉冲特性进行了细致的分析和研究, 讨论了测试系统带宽等参数与脉冲波形的关系. 并利用电路模拟对超导单光子探测电信号波形进行了分析, 模拟结果和实验结果具有很好的一致性. 通过这些工作进一步理解超导单光子探测机理, 为未来建立量子通信用超导纳米线单光子探测系统打下良好的基础.     

微型雷达

作为雷达家族的新成员,微型雷达将步入人们的日常生活中。目前美国科学家已经研制出一种安装在芯片上、成本不到10美元的微型雷达。与传统的雷达连续发送波不同,这种微型雷达使用的是能发现近处物体的短电磁脉冲,每个脉冲都不超过十亿分之一秒,每秒大约发射一百万个这样的超短脉冲。因为脉冲极短,所以它能在比常规雷达更宽的无线电频带工作,而且不易受其它雷达系统的干扰。并且,由于它是在低频带工作,所以具有很好的穿透能力,不仅能     

光孤波在线性色散介质中的传输

在忽略空间横向变量的1+1维波动方程里,光脉冲在含有群色散的线性介质中是不可能保持波形不变而传输的.在传输过程中脉冲宽度可能被压窄也可能被展宽,它取决于初始入射脉冲的状态.为了抑制群色散以达到高容量的光通信传输,人们已提出了几种方案.其中最有意义的并得到广泛应用的是Hasegawa等人建议的利用介质的非线性效应抵消群色散方案.这个理论已极大地推动了光通信以及超短脉冲研究的发展.另外,许多作者已经指出     

新型中微子通信系统

1978年12月底,美国在实验室成功地开发了完全新型的通信方式。它既不需通信卫星,也不要海底电缆,甚至能贯穿地球传送信息。这真是令人惊异,那么它究竟是一种什么样的通信方法呢? 已熟知的通信方式是,使用海底电缆传送的电信号,以及卫星通信和短波通信那样的电波。其中,电波随着技术的进步从长波发展到短波,进而发展到微波,开拓了各式各样的电波,并且利用这些电波     

光声光谱在分析化学中的应用

调制光脉冲在吸收介质中转变为声脉冲的过程,称为光声效应。这种效应的机理,就是在没有萤光或光化学反应时,试样所吸收的光量子通过非辐射过程衰变为热脉冲,并以声的形式出现。利用光声效应的检测方法是十分灵敏的,它可以分析气体、液体和固体中的痕量杂质。由于信号正比于被吸收的光功率,因此,光声检测法最好用激光激发,它是萤光检测法的补充。正象萤光分析法一样,这种方法在出现高功率激光器之后,才被充分应用。目前它在检测气体痕量元素     

激光诱导pH突变

美国洛斯阿拉莫斯科学实验室应用光化学部(APD)的研究者,已经能用超短脉冲的激光技术研究质子传递反应.这个研究,是根据已知的化学原理,即激发态分子与它的基态分子的pH值有很大的差异.使用这一技术,可产生一个pH突变,并且这个过程是在微微秒级的时间内发生的. 以前改变溶液pH的唯一方法是加入酸或碱,然而,这个过程是比较慢的,即使是在最佳的条件下,也需要一秒钟,因而不能用来研究快速反应.激光技术的使用之所以     

激光尾波场加速器中反向注入激光脉冲参数对电子注入的影响

通过数值模拟和理论分析, 研究了由两反向传播的激光脉冲在稀薄等离子体中的相互作用造成的向激光尾波场中注入电子的物理过程, 并讨论了两激光脉冲参数对注入电子数目的影响. 通常注入脉冲的强度可以远小于产生尾波场的主脉冲强度. 当注入脉冲为中等强度时, 注入电子数首先随注入脉冲宽度的增加而增加, 直到注入脉冲宽度达到某个临界值后, 注入电子数饱和. 当减小注入脉冲强度时, 为了产生电子注入, 相应的主脉冲强度应该提高. 此时注入脉冲仅能轻微地影响主脉冲的尾波场, 注入电子数随注入脉冲宽度的增加而持续增加, 直到尾波场能够承受的捕获电子数目极限.     

MALDI/MS法研究蛇毒蛋白的分离及分子量测定

基体辅助激光解吸电离质谱法(Matrix assisted laser desorption ionization/Massspectrometry,MALDI/MS)是近年来发展起来的一个最新的质谱学分支,目前已在肽、蛋白质、寡核苷酸、多糖等生物大分子的研究方面取得较大进展.这种方法首先由德国科学家Karas和Hillenkamp建立起来.它的出现对于生物大分子的研究具有重要意义.这种方法具有以下一些特点:(1)使用脉冲激光作为电离手段,由于激光和生物样品分子之间作用的     

利用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

提出了使用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动一维氦原子产生单个阿秒脉冲的方法. 通过数值模拟研究了氦原子在组合场驱动下发射高次谐波的特点, 谐波谱的截止位置可以拓展到I_p+12.6U_p, 对第二平台区域不同范围内高次谐波叠加均能得到单个阿秒脉冲, 最短脉宽达42 as, 尤其是对平台区域的前端进行叠加, 不仅可以得到单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比, 强度提高了3 个数量级. 经过经典和小波分析发现, 中红外场的加入不仅使高次谐波谱平台区域得到了扩展, 同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献.     

矩形磁滞回线的磁性瓷试制成功

磁性瓷是近几年来新发明的一种磁性材料,在许多地方它可以代替过去所使用的贵重磁性金属,在有线通讯、无线通信包括电视与微波等方面,它已广泛的被应用着。磁性瓷对于铁路通信信号,驼峰调车、自动控制方面提供了一系列新的发展方向,因此铁道科学研究     

一阶自相关法测量飞秒激光脉冲时间宽度

在飞秒(fs)激光技术研究过程中,激光脉冲时间宽度的测量是不可缺少的.通常用二次谐波自相关法间接测量激光的脉宽,在脉宽为几十飞秒量级时,所用的倍频晶体和聚焦透镜必须非常薄,否则会引起飞秒脉冲的展宽.且当脉宽为几飞秒时,必须使用干涉测量法(如测量6fs),但所使用的倍频晶体KDP的厚度为32μm,这么薄的晶体,其加工的难度可想而知.本文实现了用一阶相关法(即线性相关法)测量飞秒脉冲时间宽度,其中相关仪的控制及实验数据的采集均由计算机完成,其时间分辨率达0.3fs.当被测的激光脉冲中心波长位于那些难以找到信频等非线性光学晶体的光谱区时,一阶相关法就更是必不可少.     

石墨烯中热波传递的分子动力学研究

采用非平衡分子动力学模拟方法,通过向扶手椅型和锯齿型单层石墨烯施加持续时间为1 ps的局部热脉冲,研究了其瞬态导热规律和特性.模拟结果表明,热脉冲在石墨烯中激发出两道以不同速度传递的波,一道波具有宏观动量,传播速度等于声速,是系统受热膨胀形成的声波(第一声);另一道波无宏观动量,传播速度约为声速的1/3,是晶格无规则振动形成的热波(第二声).热脉冲激发的声波是纵波,能量传递只有纵向分量,而热脉冲激发的热波是由面内横向晶格振动形成,只有横向能量分量.热量传递表现出的各向异性说明,在热脉冲传递过程中系统处于非平衡状态.另外,统计得到热脉冲能量传递距离与时间的关系约为2 1.80????t,说明热脉冲能量在石墨烯中是以弹道-扩散的方式传递的,弹道输运越强,热波现象越显著.热波波峰区域的能量传递为弹道输运,而在高温扩散区和热波衰减部分的能量传递则为扩散输运.     

数字经济:引领高质量发展的核心引擎

<正>"数字经济"的概念源于20世纪90年代中期的美国。20多年来,由于互联网的普及,以计算机、网络、通信为代表的现代信息技术革命催生了数字经济。数字经济是以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素,以现代信息网络作为重要载体,以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力,是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态。它在短时间内爆发式增长,深刻影响并重构了世界经     

测量超紫外线阿秒脉冲时间结构的光电子能谱非线性比例变换方程方法

为了研究化学反应、原子分子发光等超快速过程中电子态的时间演化过程,需要能量越来越高、脉冲时间宽度越来越短、单色性越来越好的光脉冲作为激发和探测手段.但是,如何快速、精确地测量这些光脉冲具体细致的时间结构,一直是科学界的一个挑战.在过去的十多年时间里,人们在测量超紫外线阿秒脉冲方面作出了巨大的努力,取得了显著的成果.迄今为止,已经发展出了几种测量阿秒脉冲时间宽度和重建脉冲形状的方法,如阿秒光谱相位干涉直接电场重建法(SPIDER)和阿秒频率分辨光学快门法(FROG).然而,这些方法都是从传统的光学测量方法演变而来的,不仅需要当代最先进的实验装置,而且需要十分复杂的分析计算方法和实验数据拟合过程.为了推动阿秒计量学的发展,进一步开展阿秒测量、脉冲时域定位(定时)、实验数据评估、探测器刻度,以及对阿秒脉冲光源进行改进、优化和应用,我们提出一种直接、快速、精确的基于光电子能谱变换方程的解析方法,利用激光辅助超紫外线气体电离技术,精确地观测超紫外线阿秒脉冲.新方法利用参数化的计算公式确定每个测量得到的光电子的相关激光相位,利用解析性的光电子能谱解谱技术,一步重建脉冲的形状和具体的时间结构.新方法不需要大量的光电子能谱的时间分辨测量,也不需要冗长的迭代计算和实验数据拟合过程,能从每个测量得到的光电子能谱重建出超紫外线脉冲的时域特性.用参数化公式从脉冲的能量带宽值计算得到脉冲重建结果的时间不确定性(即时间误差).由于变换方程建立了超紫外线脉冲时间特性、重要的激光参数(峰值强度、电场包络形状、相位、载波-包络相位等)、原子或分子的电离能,以及光电子能谱之间的直接联系,可以用它从各个已知参数值计算出未知的参量.通过观测、分析某些参数和特定谱项的变化规律,可以研究超快速反应动力学过程中随时间变化的相关信息.