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一种基于机器学习的星-地激光通信信道均衡技术

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一种基于机器学习的星-地激光通信信道均衡技术

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：苏昱玮董涛杜艺杰殷杰航天恒星科技有限公司天地一体化信息技术国家重点实验室

本文针对自由空间光(FSO)通信易受大气湍流扰动的问题,提出了一种应用于星-地激光通信的基于机器学习的信道均衡技术。文章首先建立了关联海拔高度的信道模型,给出了归一化强度分布的概率密度密度函数(PDF)。其次,对神经网络进行训练和... 详细信息

本文针对自由空间光(FSO)通信易受大气湍流扰动的问题,提出了一种应用于星-地激光通信的基于机器学习的信道均衡技术。文章首先建立了关联海拔高度的信道模型,给出了归一化强度分布的概率密度密度函数(PDF)。其次,对神经网络进行训练和测试,并用于信道均衡效果验证。最后,通过仿真验证,对不同信噪比(SNR)下的信号恢复效果进行了分析。结果表明,该方法可以有效改善眼图质量。

关键词：信道均衡卫星通信自由空间光通信机器学习

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里德伯原子幻零波长

物理学报 2024年第13期73卷 85-92页

作者：刘智慧刘逍娜何军刘瑶苏楠蔡婷杜艺杰王杰英裴栋梁王军民山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006 山西大学物理电子工程学院太原030006 山西大学极端光学协同创新中心太原030006 航天恒星科技有限公司天地一体化信息技术国家重点实验室北京100095 中国船舶航海保障技术实验室天津300131 天津市量子精密测量技术重点实验室天津300131

原子极化率反映其对外场的响应特性,动态极化率等于零的外场波长称为零极化或幻零(tune-out)波长.里德伯原子的tune-out波长计算较为困难,本文设计室温气室里德伯原子测量装置,基于调幅电磁感应透明(amplitude modulation electromagnet... 详细信息

原子极化率反映其对外场的响应特性,动态极化率等于零的外场波长称为零极化或幻零(tune-out)波长.里德伯原子的tune-out波长计算较为困难,本文设计室温气室里德伯原子测量装置,基于调幅电磁感应透明(amplitude modulation electromagnetically induced transparency,AM-EIT)光谱技术实现tune-out波长测量.实验采用双光子级联激发制备铯原子里德伯态,利用阶梯型电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,EIT)光谱实现里德伯原子量子态检测;通过微波频率连续扫描测量里德伯原子AM-EIT信号;在tune-out波长处,邻近耦合能级对目标里德伯态的动态极化为零,原子动态Stark效应相消,AM-EIT信号极弱.我们建立简化三能级模型计算tune-out波长,理论与实验结果基本符合.

关键词：里德伯原子铯原子电磁感应透明光谱幻零波长

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基于原子天线的低频电场量子精密测量和应用

量子电子学报 2024年第5期41卷 701-712页

作者：杜艺杰吕子瑶胡伟东何军刘志慧董涛金世超航天恒星科技有限公司天地一体化信息技术国家重点实验室北京100095 北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006

基于原子系综的量子精密测量体系具有高准确和高稳定的特点,是未来先进测量体系的发展方向之一。其中,基于里德堡原子的电场测量具有高灵敏、超宽带以及优异的电气隔离等特性,近年来受到广泛关注。然而,当前基于里德堡原子的电场量子精... 详细信息

基于原子系综的量子精密测量体系具有高准确和高稳定的特点,是未来先进测量体系的发展方向之一。其中,基于里德堡原子的电场测量具有高灵敏、超宽带以及优异的电气隔离等特性,近年来受到广泛关注。然而,当前基于里德堡原子的电场量子精密测量研究多集中于微波频段,GHz以下的低频电场测量研究较少。鉴于DC~MHz频段电场的高灵敏探测在地球物理、生物传感、国防通信、太空探索等方面具有重要的科学意义和应用价值,本文梳理了DC~MHz频段的新型天线研究进展,综述了近年来原子天线技术的发展趋势,概述了基于里德堡原子的低频电场测量原理,并分析讨论了原子天线在灵敏度、瞬时带宽等关键性能指标方面的提升方案及在未来低频探测领域的潜在应用。

关键词：量子信息量子精密测量里德堡原子原子天线低频电磁场

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基于室温里德堡原子天线的太赫兹通信技术

基于室温里德堡原子天线的太赫兹通信技术

非金属掺杂氧化钛中光生载流子的红外光谱研究

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：杜艺杰吕子瑶何军苏楠刘瑶董涛金世超航天恒星科技有限公司山西大学光电研究所

目前,我国5G网络技术已经成熟并规模化商用,针对下一代6G通讯网络研发的战略布局已经全面展开。以太赫兹技术为基础的超高速网络是6G发展的关键环节。基于里德堡原子的太赫兹电场探测感知技术提供了一种全新的原子天线接收方式,其具有... 详细信息

目前,我国5G网络技术已经成熟并规模化商用,针对下一代6G通讯网络研发的战略布局已经全面展开。以太赫兹技术为基础的超高速网络是6G发展的关键环节。基于里德堡原子的太赫兹电场探测感知技术提供了一种全新的原子天线接收方式,其具有高测量准确度、高空间分辨率以及可溯源至基本常数等特点。本文提出了一种基于里德堡原子接收系统的调制信号接收方法,可以实现太赫兹信号的全光检测,具备优良的电气隔离特性。该工作对于复杂电磁环境下的太赫兹接收具有潜在应用价值。

关键词：太赫兹技术里德堡原子量子精密测量

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非金属掺杂氧化钛中光生载流子的红外光谱研究

作者：杜艺杰中国科学院大学(中国科学院物理研究所)

学位级别：硕士

揭示光催化剂中的电子态的结构对于深刻理解光催化反应过程至关重要。与此同时,电子态结构的改变又和半导体带隙中的缺陷态(局域态)密切相关。本论文从材料中缺陷态所产生的光生载流子为出发点,采用时间分辨红外光谱技术手段,研究了非... 详细信息

揭示光催化剂中的电子态的结构对于深刻理解光催化反应过程至关重要。与此同时,电子态结构的改变又和半导体带隙中的缺陷态(局域态)密切相关。本论文从材料中缺陷态所产生的光生载流子为出发点,采用时间分辨红外光谱技术手段,研究了非金属掺杂氧化钛光催化材料的一些基本物理化学性质。其中主要有以下两方面的工作:(1)利用瞬态红外吸收-激发扫描光谱技术对非金属硼掺杂的氧化钛进行了研究。实验发现,对核心含硼的氧化钛样品进行光解水实验,其产氢性能良好,而产氧效果不佳。当我们通过加热的手段将核心的硼移动到氧化钛表面后,其光解水产氧的效果优于核心含硼的样品,但是其产氢的性能大打折扣,不如前者。从红外光谱表征的结果看,是因为核心含硼的样品其价带上方含有大量的深束缚能级,这些能级的存在束缚了光生空穴,使其氧化能力下降。而在表面含硼的样品中其价带上方的深束缚能级被清除,空穴的氧化能力得以保留,但是在表面含硼的样品中表面的硼会成为光生电子的受体,阻止了电子与质子的反应,导致了产氢效果不佳。(2)利用瞬态红外吸收光谱对非金属氮掺杂的氧化钛样品的光生载流子行为进行了初步研究。发现随着掺氮浓度的增加,样品吸收可见光的范围和吸光系数会增加,但同时复合中心也随之增加,因此加快了光生载流子的复合。在硼氮共掺的氧化钛样品(红钛)中,红钛成功实现了可见光的吸收,即使在525nm光激发情况下仍有大量的光生载流子生成并伴有长时间寿命。在此光照条件下,未掺杂的氧化钛及单一掺杂的氧化钛(单纯硼掺杂或氮掺杂)样品产生的光生载流子的数量都没有红钛产生的量多,而且寿命也没有红钛长。

关键词：光催化非金属掺杂时间分辨红外吸收光谱二氧化钛

双嵌入家族抗肿瘤非核糖体肽的生物合成研究进展

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合成生物学 2024年第3期5卷 593-611页

作者：施鑫杰杜艺岭浙江大学基础医学院微生物系药物生物技术研究所浙江杭州310058

双嵌入家族(bisintercalator)非核糖体肽是一类由放线菌产生的C2中心对称的环状肽类化合物,能够通过其结构中两个独特的发色基团插入到DNA分子中,因此具有良好的抗菌和抗肿瘤等生物活性。这些家族化合物的结构多样性主要源于芳香杂环、... 详细信息

双嵌入家族(bisintercalator)非核糖体肽是一类由放线菌产生的C2中心对称的环状肽类化合物,能够通过其结构中两个独特的发色基团插入到DNA分子中,因此具有良好的抗菌和抗肿瘤等生物活性。这些家族化合物的结构多样性主要源于芳香杂环、氨基酸种类和数量以及修饰基团的不同。这些结构差异不仅导致其抗菌和抗肿瘤活性的强度和选择性的不同,还赋予了它们抗真菌、抗疟、抗病毒等其他活性。本文总结了双嵌入家族非核糖体肽的结构与活性和生物合成途径,展望了其未来发展方向以及面对的挑战。双嵌入家族非核糖体肽的分子结构复杂,化学合成非常具有挑战性,微生物发酵是生产此家族化合物的主要方法。近年来,双嵌入非核糖体肽类家族的生物合成途径得到了较为系统的研究,该家族主要代表性分子的肽链骨架组装、起始单元的生物合成以及后修饰过程已被基本阐明。这些研究成果不仅揭示了一系列微生物次级代谢中新颖的生物合成酶家族和酶催化机理,也为通过合成生物技术对该家族分子进行分子结构创新提供了珍贵的生物催化组件。这些生物合成的理论知识将进一步推动这一具有前景的天然产物家族的精准发现与后续的药物开发研究。

关键词：非核糖体肽双嵌入家族天然产物抗肿瘤化合物生物合成

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非金属硼掺杂氧化钛中缺陷态对光催化分解水的影响

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非金属硼掺杂氧化钛中缺陷态对光催化分解水的影响

基于原位观测法研究超临界二氧化碳与水影响煤储层矿物和孔裂隙结构的新方法

第十五届全国化学动力学会议

作者：杜艺杰王专刘岗翁羽翔北京凝聚态物理国家实验室(筹)中国科学院物理研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室中国科学院金属研究所

光催化分解水反应被认为是解决能源危机的潜在途径之一。近年来,研究人员投入大量精力开发高效的光催化材料并探寻光催化机理。光催化的最终效率是由材料的吸光率,光生载流子的产生及分离效率和表面的化学反应效率共同决定的。对于提高... 详细信息

光催化分解水反应被认为是解决能源危机的潜在途径之一。近年来,研究人员投入大量精力开发高效的光催化材料并探寻光催化机理。光催化的最终效率是由材料的吸光率,光生载流子的产生及分离效率和表面的化学反应效率共同决定的。对于提高材料的吸光率而言,掺杂往往是拓宽材料吸光范围的主要手段。但是,因为光生载流子的产生与分离过程往往发生在非常快的时间尺度上(100s),一般的探测手段很难捕捉到其动力学行为。此外,光催化材料通常是半导体材料,半导体中有大量的缺陷态存在,缺陷态的存在往往会对材料的性质产生重要影响。本工作主要利用纳秒(带隙扫描激发-瞬态红外吸收光谱,Transient IR absorption-Excitation energy scanning spectroscopy,TIRA-ESS)[1-2]和飞秒时间分辨光谱技术(Femtosecond time-resolved IR absorption spectroscopy)[3]对非金属硼掺杂的主要含有{001}面的锐钛矿相氧化钛微米球[4]进行了研究,主要根据表面无硼(B-free surface)和表面含硼(B-containing surface)两种样品的光生电子的动力学行为讨论了其对光催化分解水的影响。使人们对硼掺杂氧化钛光解水的认识更加深入,为日后理性设计高效的光催化材料提供了参考依据。

关键词：二氧化钛缺陷态光解水硼掺杂

来源： cnki会议评论

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天然气工业 2024年第10期44卷 93-104页

作者：杜艺吕春阳严世杰付常青徐伟丰桑树勋西北大学地质学系陕西省西安市710069 二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心大陆动力学国家重点实验室·西北大学西安科技大学地质与环境学院中国矿业大学碳中和研究院

CO_(2)提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)技术能够在封存CO_(2)的同时增产煤层气,兼具碳减排和能源开发的双重效益。在深部储层高温、高压、含水状态下,超临界CO_(2)(ScCO_(2))-H_(2)O-煤体系会发生一系列的地球化学作用,进而导致煤储层矿... 详细信息

CO_(2)提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)技术能够在封存CO_(2)的同时增产煤层气,兼具碳减排和能源开发的双重效益。在深部储层高温、高压、含水状态下,超临界CO_(2)(ScCO_(2))-H_(2)O-煤体系会发生一系列的地球化学作用,进而导致煤储层矿物与孔裂隙结构发生显著变化,并直接影响CO_(2)-ECBM的有效性。通过室内物模实验,充分利用全自动矿物分析系统(AM)具有提供大尺寸高分辨率背散射图像的优势,实现了原位观测,并结合图像处理方法,对反应前后矿物和孔裂隙的参数变化进行定量分析,由此揭示了不同尺度矿物和孔裂隙在数量、面积及分形维数上的变化规律,形成了研究ScCO_(2)-H_(2)O-煤地球化学作用下矿物变化对孔裂隙影响机理的新方法。研究结果表明:①ScCO_(2)-H_(2)O对煤中碳酸盐矿物的溶解作用最为显著,而对长石、磷灰石和黏土矿物的影响相对较弱;②碳酸盐矿物的溶解和煤体的溶胀作用促进了新的孔裂隙和裂缝的形成,尤其是在直径大于10μm的孔裂隙;③碳酸盐矿物部分溶解可增加孔裂隙形态的复杂性,而晶胞型充填碳酸盐的完全溶解则会降低孔裂隙的分形维数。结论认为,该研究方法可更直观和科学地揭示ScCO_(2)-H_(2)O-煤地球化学作用下,矿物变化对孔裂隙的影响机理,还可应用于其他研究背景中储层物性原位改造的机理分析,如压裂液作用、微生物作用、酸化作用等。

关键词：全自动矿物分析系统原位观测 ScCO_(2)-H_(2)O-煤反应原位定量表征孔裂隙结构地球化学作用

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大功率履带越野车用液力变矩器循环工况构建

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 83-91页

作者：闫清东杜艺舟刘城魏巍北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 车辆传动重点实验室(北京理工大学) 北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12... 详细信息

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12个统计特征参数和10个比例特征参数,利用主成分分析法对工况数据进行了降维处理,通过无监督学习中的K均值聚类算法完成了数据片段的聚类分析,使用动态规划方法整合闭锁工况,获取典型工况片段用于循环工况重构,利用汉宁窗对片段进行平滑连接。以循环工况与总体数据主要特征值平均误差、连接处转速差值总和及斜率差值总和为目标,借助模拟退火和多目标粒子群算法进行优化,构建基于实车数据、契合液力变矩器实车运行特征的循环工况。结果表明,最终所得工况由叶轮转速——时间和闭锁信号——时间组成,主要特征参数平均相对误差为2.92%,与实车数据的工况特征表现一致。本研究成果为设计液力变矩器的可靠性试验工况提供了一种新的思路和途径。

关键词：液力变矩器液力传动实车数据工况分析循环工况

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