智能涡轮流量积算仪的研制

主要叙述智能涡轮流量积算仪硬件和软件的设计。硬件电路除一般单片机扩展电路外,还设计了输入电路和掉电保护电路。软件设计,为了减少累积误差,对脉冲量处理采用取整存余的方法,为了保证在计数过程中不丢失脉冲,没有采用关闭计数门、取数、清零和打开计数门的传统采样方法,而是采用循环计数器,即采样是在计数不仃止的情况下进行的,这样就不会丢失脉冲。经几次试验,初步表明该样机可以用来作为工业流量计量仪表。     

基于单位脉冲响应的人造地震波模拟和结构抗震随机模拟分析

提出了基于单位脉冲解析响应的显式时域法,将其应用于模拟与我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中规定的反应谱吻合的人造地震波和建筑结构的抗震随机模拟分析.首先推导了单自由度和多自由度动力系统基于单位脉冲解析响应的显式时域表达式;然后将单自由度系统的显式时域表达式应用于求解地震动的随机动力方程,利用其能快...     

基于多通道计数器的单态氧发光检测技术

在分析现有光子计数技术的基础上,提出了基于多通道光子计数的单态氧(1O2)发光检测技术.利用光电倍增管H10330-45和多通道计数器MSA-300,成功开发了用于检测1O2发光的系统.实验测量了3种卟啉类光敏剂喜泊分、血啉甲醚和癌光啉在二甲基甲酰胺中的1O2发光时间分辨光谱,并得到了它们的1O2寿命分别为:11.31±0.06,10.88±0.06,11.65±0.07μs.结果表明多通道计数器可应用于检测1O2近红外发光.     

光子噪声受限的波前传感器的实验研究

以自适应塑远镜技术中应用最广的哈特曼(Hartmsnn)型波前传感器为例,利用光子计数技术对单孔径望远镜在光子噪声受限条件下所能探测到的目标星等极限、探测灵敏度极限以及探测速率极限等基本问题作了实验和理论研究。结果表明,利用文中所述的刀口式哈特曼波前传感器,在光子噪声受限条件下,在1ms探测时间内,在波前误差探测灵敏度为十分之一波长的情况下,可探测到八等星目标。为了在光子计数技术基础上准确标定实验目标的星等,研究分析了进入波前传感器的光通量与探测到的对应光电子通量之间的关系,给出了计算模式、计算机模拟结果和实验结果。     

孤子脉冲在光子晶体光纤中的传播特性研究

根据光脉冲在光子晶体光纤中传播的非线性薛定谔方程,分析了孤子传播基本原理,给出了光脉冲在光子晶体光纤中色散和非线性效应的表达式,对非线性薛定谔方程进行归一化处理并求解,获得光子晶体光纤中基态孤子解.在远大于光纤零色散波长区域,使色散和非线性效应达到平衡,在光子晶体光纤中就可以得到稳定的光学孤子.光子晶体光纤中产生的孤子可以作为光孤子通信的载波,是光子晶体光纤中高次谐波产生的泵浦源.     

室温单分子光场的光子统计特性

介绍了三能级结构室温单分子光学探测的工作原理,利用Hanbury-Brown-Twiss探测方法研究通过记录两个单光子探测器响应的单分子光场的每一个事件,分析单事件的光子统计概率P(n,n=0、1、2)与Mandel参数.研究利用单事件光子统计直接测量单分子光子源的信号背景比和快速判断单分子.     

时辨光子计数法测量单泡声致发光光谱

利用单泡声致发光光脉冲间期短以及与声场精确同步的特点,首次把高时辨的光子计数器用于单泡声致发光光谱的测量,极大程度地提高了信噪比,在较高的灵敏度下亦可达到较高的分辨率.利用该方法得到了稳态单泡声致发光的光谱曲线,并且对原始光谱曲线进行了校准.     

量子密钥分发系统中增益开关半导体激光器的时间抖动分析

.针对量子密钥分发系统中用于产生微弱激光脉冲的增益开关半导体激光器存在时间抖动较大的问题,首先建立了单光子探测的概率分布与光脉冲的能量分布的对应关系,采用速率方程和数值计算方法研究了时间抖动对增大单光子丢失概率的直接作用以及随激光器偏置电流变化的关系,并从降低时间抖动和减少单光子丢失概率的角度给出了合适的偏置条件.     

He-Ne激光器和准热源的单光子计数分布的测量

我们用M-1109型光子计数器测量了单模He-Ne激光器和准热源的光子计数分布。采用了L.Mande提出的新的死时间修正方法,得到无死时间效应的光子计数分布。实验装置如图1所示。实验中用的激光源是He-Ne稳频单模激光器,激光波长为6328(),频率稳定度为10~(-7),调节到激光最强以实现远在阈值以上的最佳工作状态。单模热光源是采用所谓的“准热源”方法。偏振片和滤色片是用来衰减光源和环境     

三能级系统的(1+1'+1')共振电离动力学的理论研究

根据三能级系统三光子共振激发过程,建立了求解各能级布居数和电离效率的速率方程组,通过拉普拉斯变换方法,得到了在多光子激发电离过程中各能级布居率和电离效率的解析表达式,并运用该表达式研究了铯原子在典型实验条件下,基态6s(S1/2)相继吸收2个光子到达共振态6p(P3/2)、7d(D3/2)后再吸收一个光子电离的(1 1' 1')过程中,各激发光强度以及激光脉冲宽度对各共振激发态布居率和电离效率的影响,并得到了各能级分别抽空时激发光强度必须满足的条件.     

激光-电子非线性康普顿散射中电子的特性研究

利用单粒子理论和电子与光子非弹性碰撞模型,对激光-电子非线性康普顿散射的电子的速度进行了研究.通过理论推导得出了电子的能量变化因子的表达式,同时讨论了电子与光子碰撞后的速度.结果表明,电子与光子碰撞后的速度不仅与碰撞之前电子的速度和n光子集团的频率有关,还与电子与n光子集团入射方向与散射方向间的夹角和光子的散射角有关.     

量子方法研究光子单缝和多缝衍射光强分布

结合量子方法研究光子在单缝和多缝中的衍射.首先利用光子满足的薛定谔方程得出光子在屏上光强表达式,然后通过基尔霍夫公式得出光强与缝宽、缝长、缝厚和光波长的定量关系.与实验和经典理论的对比结果表明,它们之间相互吻合很好.     

太赫兹单光子探测器

太赫兹波探测技术在天文、国防、安检以及生物等领域发挥着越来越重要的作用.随着技术的发展,太赫兹探测器的灵敏度在不断提高,目前已经发展到单光子探测水平.在太赫兹频段,由于光子能量低,传输损耗较大,太赫兹单光子探测器的研制开发面临极大的技术挑战.本文首先介绍了太赫兹单光子探测器的基本原理、主要指标和测试系统并提出了实现太赫兹单光子探测的基本要求.然后,介绍了几种常见的太赫兹单光子探测器,包括半导体量子点探测器、量子阱探测器以及超导量子电容探测器,并对这些器件的发展历史、工作原理和性能指标进行了概述.半导体量子点探测器以及量子阱探测器可以实现10-21W/Hz1/2量级的噪声等效功率,并且具有很大的电流响应以及动态范围,但是其量子效率较低.超导量子电容探测器目前已实现1.5 THz的单光子探测,其噪声等效功率优于10~(-20)W/Hz~(1/2)并且探测效率可达90%.此外,纳米测热辐射计等太赫兹探测器也展现了太赫兹单光子探测的前景,本文对其工作原理和发展现状进行了介绍.结合目前国际上的重大研究项目以及报道的应用实例分析了太赫兹单光子探测器在太赫兹成像、天文观测、量子信息等领域的应用前景,阐述了太赫兹单光子探测器在这些应用中的优势.最后,对太赫兹单光子探测器的性能指标进行了总结并对未来的发展趋势进行了展望.     

NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟

利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱, 与实验结果符合较好. 利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比, 结果与实验值相符, 验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟. 对不同能区γ射线的能谱进行模拟, 并分析了能谱的形成过程.      

便携式多功能体育计数器的设计

设计一款基于PSoC3的便携式多功能体育计数器.基于PSoC(Programable System On Chip)系列产品的便携式多功能体育计数器,采用加速度传感器(KXSC7-2050)进行角度识别,PWM提供脉冲,实现对多种运动形式的识别.产品具有计数、定时、水平测试、计时警告、姿势检测等功能.     

利用单原子囚禁的开放腔QED系统实现可控相位门

提出借助单原子囚禁的开放腔QED系统实现光子间的可控相位门的方案.该方案的优点是采用探测光与控制光处于不同的空间模式,避免了在实验上为了同时处理两光场而使用光分束器所导致的光子损失,这有利于实现可扩展的光量子网络.     

一种测量PMT单光电子脉冲响应宽度tw的新方法

单光电子脉冲响应宽度tw是光电倍增管(以下简称PMT)脉冲特性参数测量中的一大难题。本文提出了一种利用光子计数技术测量tw的新方法——光子计数法。文章重点介绍了此法的原理和方案,给出了初步的实验结果。并就tw的测量限和误差等问题进行了一些讨论。     

基于阶跃函数的故障树最小割集算法

运用阶跃函数表达故障树,提出了一种计算故障树最小割集的方法.通过对故障树中逻辑"与"门和"或"门的特点进行分析,推导出故障树逻辑关系与阶跃函数之间的转换规则,利用该规则可将故障树转化为便于编程求解的函数表达式.并对算法进行改进,从而大大降低了计算量.通过实例验证了该方法能快速准确地获得故障树的最小割集.     

复杂脉冲包络信号模糊函数的建立

建立复杂脉冲包络探测信号的模糊函数是外辐射源探测系统仿真分析的重要内容.将复杂脉冲包络分成多个单脉冲,分别建立其自模糊函数和互模糊函数,再相互叠加,即可得到包络脉冲完整的模糊函数.本文以电视信号为例,建立并推导出了行周期内同步及黑白电平信号自模糊函数和互模糊函数的通用表达式,根据电视图像信号的脉冲性建立黑白全电视信号的模糊图,证明了建立复杂脉冲包络信号模糊函数的可靠性.     

半导体激光器短电脉冲调制光脉冲的产生与控制

对半导体激光器短电脉冲调制增益开关法产生皮秒光脉冲动力学过程进行理论分析和实验研究 .基于单模数率方程 ,采用相图 ( Phase Portraits)法分析激光器激射皮秒光脉冲时载流子浓度和光子密度变化的对应关系 .探讨直流参数、调制脉冲参数和器件寄生参量等对产生皮秒光脉冲的影响 .在此基础上 ,研究 In Ga As P/ In P激光器短电脉冲调制产生单发激光脉冲最佳的实验条件