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基于介质超表面的光场调控和光子自旋霍尔效应的研究

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基于介质超表面的光场调控和光子自旋霍尔效应的研究

作者：孙志通浙江科技学院

学位级别：硕士

光学超表面通过结构共振或人工双折射,在亚波长距离上改变振幅、相位和偏振,为操纵光场提供了新的手段。近年来,因超表面的独特物理性质,它受到了越来越多的关注;与超材料相比,它具有平面化、超轻薄等特点,且由超表面设计的微纳器件的... 详细信息

光学超表面通过结构共振或人工双折射,在亚波长距离上改变振幅、相位和偏振,为操纵光场提供了新的手段。近年来,因超表面的独特物理性质,它受到了越来越多的关注;与超材料相比,它具有平面化、超轻薄等特点,且由超表面设计的微纳器件的尺寸更小,集成化程度更高。光学超表面作为最常见、应用最广的一种超表面类型,研究人员能够人为地设计合适的亚波长超表面结构,实现对入射光的相位、振幅以及偏振等参量的任意控制,它是一种结合了光学与微纳米技术的新兴产物。因此,光学超表面在超薄透镜、偏振转换、全息成像及特殊光束产生等光场调控领域具有巨大的应用潜力。光子自旋霍尔效应(PSHE)是指光束入射在界面处发生折射或反射时,具有相反自旋的光子的分离,是光传播中自旋-轨道相互作用(SOI)的结果;PSHE可以被视为电子自旋霍尔效应(SHE)的直接光学类比。对于光子来说,具有相反的自旋角动量(SAM)的偏振态对应于光束的左右圆偏振,并且波矢方向与轨道角动量(OAM)密切相关;因此,PSHE能够为光在SAM和OAM之间架起了一座桥梁。通过在光与物质相互作用中引入可控的PSHE,可以自由地控制光子的自旋和轨道。本文主要对超表面在光场调控领域(如光束聚焦、光束涡旋聚焦的产生以及光束的复振幅调控)及其产生PSHE做了研究,具体研究工作内容如下:1、我们基于传播相位设计了一种圆柱形的单元结构,并构建了两种超表面来实现光束聚焦和光束涡旋聚焦;其中,光束聚焦的效率约为80%以上,这表明该超表面具有高效聚焦的能力。然后,在光束聚焦的基础上引入了OAM用于产生光束涡旋聚焦,我们设计了拓扑荷数分别为2、3、4的涡旋聚焦光束超表面,其聚焦效率均大于60%。最后,由于圆柱形结构具有完美对称性,通过入射线偏振光(LP)和圆偏振光(CP)的结果比较得出:此时设计的结构具有偏振不敏感的性质。相关研究成果发表在《Nanomaterials》上。2、超表面对光场的多分量控制是其目前的发展趋势。我们提出了一种基于全相位调制光束复振幅的超表面,它能够将独立的振幅和相位信息编码到一组正交的偏振态上,在偏振光学、信息编码、光数据存储和安全等方面具有广泛的应用前景。通过几何相位与传播相位相结合的方法,并利用四原子结构中各单元之间的偏振相关干涉作用,实现了正交圆偏振态上独立的振幅与相位联合且独立的调控,丰富了超表面光场调控维度。相关研究成果已投稿在《Results in Physics》上。3、我们提出了一种超表面高效产生PSHE并能对其进行二维操纵的方法。利用广义斯涅尔定律和偏振器件的琼斯矩阵表示方法分析了超表面单元结构应满足的参数条件;通过结合传播相位和几何相位,选用了合适的矩形纳米柱对目标超表面进行构建;最终引入斯托克斯参数对结果进行验证,证明了该方法的可行性。相关研究成果发表在《Optik》上。

关键词：超表面光束聚焦涡旋聚焦光束复振幅调控光子自旋霍尔效应

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煤炭输出港口煤尘防治技术研究

企业导报 2013年第16期 181-182页

作者：孙志通沧州市渤海新区神华黄骅港务公司

本文主要介绍了港口煤尘污染和治理的现状,在分析总结以前研究成果的基础上,就目前港口煤尘污染的防治方法进行了研究,总结了主要煤尘防治技术的防治原理和主要特点,分析了各种防治技术的优缺点。

关键词：港口煤尘防治除尘方式防风网

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地方政府推动工业企业开展节能工作的研究

资源节约与环保 2010年第5期25卷 1-3页

作者：孙志通天津经济技术开发区公用事业局天津300457

首先论述了工业企业在开展节能工作中存在的问题及政府推动的必要性；然后以天津经济技术开发区为例，提出了地方政府推动工业企业开展节能工作可采取的政策和措施；最后对政策和措施实施后的效果进行了分析。

关键词：政府工业企业节能泰达

基于多域冗余的车载时间敏感网络时间同步增强方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：罗峰周杰王子通张晓先孙志鹏普华基础软件股份有限公司同济大学汽车学院南昌智能新能源汽车研究院

构建高可靠性的时间同步系统是车载通信应用领域的一项重要挑战。本文介绍了车载时间敏感网络的时间同步机制以及多域冗余特性，并对采用多域时间同步实现链路冗余的方法进行了简要分析。在明确指出多域时间选择的关键问题后，我们建立... 详细信息

构建高可靠性的时间同步系统是车载通信应用领域的一项重要挑战。本文介绍了车载时间敏感网络的时间同步机制以及多域冗余特性，并对采用多域时间同步实现链路冗余的方法进行了简要分析。在明确指出多域时间选择的关键问题后，我们建立了时间误差数学模型，用于深入分析误差来源。基于该模型，本文提出了一种全新的多域时间同步协议栈系统架构，并设计了交替同步域选择算法和基于时间窗的最小跳数优先域选择算法。此外，我们借助网络仿真平台构建了仿真实验环境，对所提出的设计和算法进行了评估。仿真结果表明，提出的算法不仅确保了链路冗余，而且有效提高了时间同步的性能。

关键词：时间敏感网络时间同步多域冗余链路故障车载网络

基于顾客等待厌恶的可插队服务系统的定价策略研究

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系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2339-2351页

作者：张怡通徐秀丽燕山大学经济管理学院秦皇岛066004 燕山大学理学院秦皇岛066004

为限制顾客的插队行为,许多服务商考虑为顾客设置插队费用和入场费用,该措施能有效规范顾客的排队秩序,使得服务系统的运营机制高效有序.本文基于可插队排队系统,通过设置等待厌恶心理参数来反映普通顾客排队等待时的心理负效用,探讨策... 详细信息

为限制顾客的插队行为,许多服务商考虑为顾客设置插队费用和入场费用,该措施能有效规范顾客的排队秩序,使得服务系统的运营机制高效有序.本文基于可插队排队系统,通过设置等待厌恶心理参数来反映普通顾客排队等待时的心理负效用,探讨策略性消费者平均等待时间的纵向差异化和有限理性行为规律.数值实验表明并不是插队概率越高社会收益越大,合理的服务定价决策可以减少顾客的插队乱象从而实现社会利益最大化.厘清消费者的插队行为、服务商的定价策略和顾客插队行为下收益增量之间的交互作用机制,不仅为可插队排队系统的定价费用研究提供管理学启示,更重要的是帮助企业和社会消除消费者排队等待时产生的心理不公平感知,提高整体服务效率,确保社会经济可持续发展.

关键词：插队行为等待时间均衡行为等待厌恶定价策略

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基于多指标动态优先级的无人机协同路径规划

航空学报 2024年第4期45卷 256-269页

作者：王祝张梦通张振鹏徐广通华北电力大学(保定)自动化系保定071003 浙江大学湖州研究院湖州313002

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定... 详细信息

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定制组合规避策略以处理局部冲突,更好地权衡协同规划效率和路径质量。针对无人机个体路径规划,在Lazy Theta*算法基础上引入拥堵权值地图,引导无人机避开拥堵区域,降低冲突发生可能性。对比仿真试验表明:提出的个体规划算法可以减少拥堵区域和降低拥堵持续时间,提出的多指标动态优先级协同规划算法相比于飞行时间驱动的动态优先级,能够提高规划效率和结果最优性。

关键词：多无人机系统协同路径规划多指标动态优先级 Lazy Theta*算法拥堵权值地图组合规避策略

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基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化算法

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 555-564页

作者：李博群孙志锋浙江大学电气工程学院杭州310027

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更... 详细信息

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更新中加入差分变异与漫反射变异策略,分别用来增强全局寻优个体之间的交流与群体多样性,从而提高算法的全局搜索能力.对于局部寻优个体,在其位置更新中引入一种自适应快速收敛策略:基于增量法进行精英预测,并加入一种自适应收敛系数使局部寻优个体能快速收敛至精英解,以提升算法的局部搜索能力.数值实验表明:SD-CHIO能够有效提高原算法的收敛速度与精度,并表现出明显优于其他元启发式算法的全局与局部搜索能力以及一定的工程价值.

关键词：冠状病毒群体免疫优化算法群体划分自适应快速收敛差分变异漫反射变异

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模块化FTIR测定FCV用氢气痕量杂质

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 853-858页

作者：袁蕙刘丹徐广通中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCH... 详细信息

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCHO等多种痕量级别杂质。考察了各含氢杂质分析的影响因素,精选了杂质物种定性区域,优化了定量方法,提出了实用性强的定量检出限,在降低了背景气和空白气纯度的要求也能确保限值浓度准确测定。九种杂质的计算方法检出限达到ASTM D7653-18参考值,其定量限也均低于ISO 14687:2019相应的限值,定量线性范围约2个数量级,相关系数均大于0.999,准确度和精密度均不高于10%,通过ISO 21087:2019规定的方法适用性验证规则,满足ISO 14687:19相应的质控标准。根据不同场景需求,样品模块、气体净化控制模块、配气模块、红外分析模块和尾气处理模块可以有机结合并具有良好的实用性和扩展性,尾气处理后氢气浓度可降至100μmol·mol^(-1)以下排放,满足安全绿色环保的要求。与实验室其他参考方法测定值有较好的一致性,并已在FCV氢气工业生产样品质量检测中得到应用,它将从实验室离线方法逐步发展成为适用于工业不同场景的在线方法,这对燃料级氢气品质体系的建立、纯化技术的推广应用及燃料电池催化剂新材料开发均具有意义。

关键词：傅里叶变换红外光谱氢气痕量杂质

中国自主知识体系建构视域下学术期刊编辑培育路径探析

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科技与出版 2024年第10期 27-35页

作者：孙志成《山东社会科学》杂志社

高品质的学术期刊是建构中国自主知识体系的重要主体，而打造高品质的学术期刊离不开高素质的编辑人才队伍。从概念上看，中国自主知识体系强调要凸显中国在全球哲学社会科学事业发展进程中的主体性和主动性，强调在知识的科学性基础上... 详细信息

高品质的学术期刊是建构中国自主知识体系的重要主体，而打造高品质的学术期刊离不开高素质的编辑人才队伍。从概念上看，中国自主知识体系强调要凸显中国在全球哲学社会科学事业发展进程中的主体性和主动性，强调在知识的科学性基础上建构全面性、系统性的知识体系。在建构中国自主知识体系的过程中，学术期刊是展示高水平研究成果、支持优秀学术人才成长和促进中外学术交流的重要平台，发挥着引领学术价值导向、知识创新和学术风气的作用。打造高品质的学术期刊，需要从思想、业务和道德三个层面培育德才兼备的高素质编辑人才。

关键词：学术期刊编辑培育路径中国自主知识体系

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