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偏振不敏感窄带切趾光栅滤波器的研究与设计

光通信研究 2024年

作者：李涛蒲元茂郑少南邱阳赵兴岩钟其泽董渊胡挺上海市汽车智能网联交互芯片与系统重点实验室上海大学微电子学院

【目的】针对集成光子滤波器在密波分复用系统的应用，【方法】文章提出了一种基于绝缘衬底硅(SOI)上的偏振不敏感窄带切趾布拉格光栅滤波器。采用外脊布拉格光栅结构实现横电场基模(TE0)和横磁场基模(TM0)的相互耦合与转换，使光栅滤... 详细信息

【目的】针对集成光子滤波器在密波分复用系统的应用，【方法】文章提出了一种基于绝缘衬底硅(SOI)上的偏振不敏感窄带切趾布拉格光栅滤波器。采用外脊布拉格光栅结构实现横电场基模(TE0)和横磁场基模(TM0)的相互耦合与转换，使光栅滤波器在分别输入TE0和TM0模式时，输出的滤波谱线能达到一致。同时，引入高斯分布的互补光栅错位调制结构来抑制滤波谱线中的旁瓣。此外，设计了两种不同宽度的光栅波纹，并实现了窄带滤波。【结果】仿真结果表明，滤波器实现了偏振不敏感，旁瓣抑制比大于22.12 dB，3 dB带宽为1.16 nm，具有良好的偏振一致性。【结论】文章所提工作为硅基光子回路与系统提供了一种偏振不敏感窄带滤波方案。

关键词：偏振不敏感布拉格光栅切趾光波导

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陨石坑里早春芽——品海南白沙茶

茶道 2024年第4期 34-38页

作者：云泽林柳南(图) 不详

陨石与茶,这两个名词,放在一起,似乎是风马牛不相及,甚至有点“乱入”。但,在海南白沙黎族自治县,二者却发生了巧妙的关联。而且,正是陨石成就了白茶茶的独特品质。“仁风暗结珠排,先春抽出黄金芽。”在这个中国最南端的茶区,春茶要比... 详细信息

陨石与茶,这两个名词,放在一起,似乎是风马牛不相及,甚至有点“乱入”。但,在海南白沙黎族自治县,二者却发生了巧妙的关联。而且,正是陨石成就了白茶茶的独特品质。“仁风暗结珠排,先春抽出黄金芽。”在这个中国最南端的茶区,春茶要比其它茶区来得更早。早在11月底12月初,茶就已开采,有“华夏第一早春茶”之誉。

关键词：陨石坑白沙黎族自治县独特品质早春黄金芽茶

多芯绞扭Nb3Sn超导股线弹塑性损伤和临界电流不可逆退化的细观力学建模

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 49-60页

作者：景泽张雨 Institute of Extreme Mechanics and School of Aeronautics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an710072China

Nb_(3)Sn被广泛接受是实现高场超导磁体的关键材料.然而,Nb_(3)Sn是脆性材料且其超导性能具有应变敏感性.在强磁场应用中,Nb_(3)Sn股线会受到显著的弹塑性应变甚至损伤,导致其载流能力下降.本文基于细观力学方法建立了三维平均场均匀化... 详细信息

Nb_(3)Sn被广泛接受是实现高场超导磁体的关键材料.然而,Nb_(3)Sn是脆性材料且其超导性能具有应变敏感性.在强磁场应用中,Nb_(3)Sn股线会受到显著的弹塑性应变甚至损伤,导致其载流能力下降.本文基于细观力学方法建立了三维平均场均匀化模型,研究多芯绞扭Nb_(3)Sn超导股线的弹塑性损伤行为和临界电流的不可逆退化.计算股线在单调和循环载荷作用下的等效应力-应变曲线以及Nb_(3)Sn内部的应变分布.采用辅以损伤引起退化的应变不变量标度律来表征临界电流的不可逆退化.研究发现,绞扭对股线弹塑性损伤行为和应变导致的临界电流退化起着重要作用.随着绞扭节距的增大,复合股线的刚度增大,应变极限(超过该极限时芯丝开始损伤)急剧减小.累积残余应变和芯丝的损伤共同导致超导股线临界电流的不可逆退化.实验观察到的“断崖式不可逆退化”是由于Nb_(3)Sn芯丝的损伤造成的.从力学的角度,短绞节距是缓解应变引起超导股线临界电流不可逆退化的良好选择.

关键词：临界电流弹塑性损伤 Nb3Sn 弹塑性应变细观力学超导性能股线循环载荷

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波长可调谐氮化硅外腔半导体激光器

中国激光 2024年第13期 66-73页

作者：陈怡茗丛庆宇贾连希邱阳赵兴岩郑少南董渊钟其泽胡挺上海大学微电子学院

波长可调谐外腔半导体激光器在片上全光通信和片上光子器件互连集成中发挥着至关重要的作用。采用两个半径不同的微环谐振器和两种不同结构的马赫-曾德尔干涉仪，设计了一种基于厚度为700 nm的氮化硅波导的外腔反射镜，并采用大马士革... 详细信息

波长可调谐外腔半导体激光器在片上全光通信和片上光子器件互连集成中发挥着至关重要的作用。采用两个半径不同的微环谐振器和两种不同结构的马赫-曾德尔干涉仪，设计了一种基于厚度为700 nm的氮化硅波导的外腔反射镜，并采用大马士革工艺制作了外腔反射镜。结合Ⅲ-Ⅴ族反射型半导体光放大器和可调谐氮化硅外腔反射镜，通过对移相器热电极电压、可调耦合器热电极电压和微环谐振器热电极电压等参数进行调节，获得了最大调谐范围为55 nm、边模抑制比超过40 dB的外腔半导体激光器。

关键词：激光器外腔半导体激光器微环谐振器马赫-曾德尔干涉仪大马士革工艺

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基于改进NCC算法的大尺寸原位风机叶片可见光图像拼接

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：王洪金刘香怡何赟泽文灿彭一誉王彦鑫王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南大学深圳研究院

风机叶片的原位检修与维护对保证风电机组的安全运行起着至关重要的作用，目前主流的无人机巡检方式需要对风机叶片图像进行全景拼接以进一步定位分析叶片的微小缺陷和评估叶片的整体状态。针对风机叶片结构单一纹理稀疏难以拼接的问题... 详细信息

风机叶片的原位检修与维护对保证风电机组的安全运行起着至关重要的作用，目前主流的无人机巡检方式需要对风机叶片图像进行全景拼接以进一步定位分析叶片的微小缺陷和评估叶片的整体状态。针对风机叶片结构单一纹理稀疏难以拼接的问题，提出一种改进归一化互相关NCC算法的图像拼接技术，利用Canny边缘检测算法提取叶片边缘并进行筛选去重得到边界坐标，将NCC算法沿叶片边界坐标搜索匹配以简化搜索路径加快运算速度，同时增加关键信息的权重提高拼接准确率，并结合图像金字塔粗-精匹配思想对算法进行进一步加速，最终根据得到的最佳匹配位置获取空间对应关系实现图像拼接。实验结果表明，所提方法的匹配耗时约为原始NCC算法的6%，其他经典灰度匹配算法的3%～10%，同时也低于其它改进的NCC算法。其拼接成功率为94.74%，高于所有对比方法，最终成功获取了风机叶片可见光全景图像，表明该方法对大尺寸风机叶片可见光图像全景拼接具有良好的稳定性。

关键词：风机叶片图像拼接改进NCC算法模板匹配边界搜索

基于激光联动扫描的单目动态三维主动热成像研究

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 50-60页

作者：邓堡元何赟泽王洪金邓群王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

为了满足对非平面碳纤维复合材料无损检测的需求,文中提出了一种仅使用一台热像仪对运动试件进行主动三维热成像的系统,称为单目动态三维主动热成像。该系统融合了检测对象的三维轮廓与和主动热成像检测,能够对具有复杂几何形状的复合... 详细信息

为了满足对非平面碳纤维复合材料无损检测的需求,文中提出了一种仅使用一台热像仪对运动试件进行主动三维热成像的系统,称为单目动态三维主动热成像。该系统融合了检测对象的三维轮廓与和主动热成像检测,能够对具有复杂几何形状的复合材料试件进行检测,并给出直观的热成像缺陷检查结果。不同于传统的三维主动热成像检测方法需要额外的三维相机获取检测对象表面轮廓信息;该系统不需要独立的三维传感器,而热像仪同时作为三维传感器与温度传感器。为了实现这一功能,在线激光联动扫描热成像的基础上,文中提出了一个统一联动扫描模型和针孔相机投影模型的数学模型,将线激光作为主动热成像的热激励和三维重建的空间编码。在算法中,该模型实现了对重构热图序列和三维形状点云的无特征配准,该配准方法工作快速、稳健,不需要关键点。标准高度试件标定实验结果表明:在1~150mm的高度测量范围,平均误差0.16mm,最大误差不超过0.25 mm。碳纤维进气管实验表明,该方法具有大尺寸碳纤维复合材料三维温度场重建与检测检测能力。文中提出的单目三维动态热成像系统结构简单、工作稳定,可用于在生产线的三维测量、缺陷检测和质量控制。

关键词：红外无损检测缺陷检测激光联动扫描热成像三维热成像图像配准

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定量核磁共振氢谱法测定肺炎球菌荚膜多糖中C多糖杂质的含量

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分析化学 2024年第5期52卷 735-742页

作者：王丽娟马庆华张秀扶晖北京大学化学与分子工程学院北京大学分析测试中心北京智飞绿竹生物制药有限公司

建立了核磁共振氢谱（1H NMR）法测定肺炎球菌荚膜多糖中C多糖杂质（C-polysaccharide,C-Ps）含量的方法。通过二维1H-15N异核多键相关（HMBC）谱确定δH3.24为C-Ps的特征峰。以3种血清型肺炎球菌荚膜多糖6A、6B和10A为样品、二甲基亚... 详细信息

建立了核磁共振氢谱（1H NMR）法测定肺炎球菌荚膜多糖中C多糖杂质（C-polysaccharide,C-Ps）含量的方法。通过二维1H-15N异核多键相关（HMBC）谱确定δH3.24为C-Ps的特征峰。以3种血清型肺炎球菌荚膜多糖6A、6B和10A为样品、二甲基亚砜为内标物，建立了C-Ps绝对定量分析方法，并进行了方法学验证。结果表明，C-Ps浓度在2.5～198μg/m L范围内线性关系良好（R2>0.999），检测方法的定量限为2.5μg/m L；加标回收率在102%～109%之间；重复性相对标准偏差（RSD）小于3%,5 d内稳定性RSD小于1%。本分析方法操作简单，重复性和普适性良好，可作为肺炎球菌荚膜多糖研发和生产中C-Ps杂质的检测方法，为质检控制提供了新方法和新思路。

关键词：定量核磁共振氢谱肺炎球菌荚膜多糖 C多糖杂质磷酸胆碱质量控制

来源：博看期刊

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AI助力打造科学研究新范式

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 10-16页

作者：鄂维南北京大学北京100871 北京科学智能研究院北京100084

科学研究的目的是发现基本原理和解决实际问题。尽管人类在发现基本原理和解决实际问题上已经取得了巨大成就,但有效工具和有效科研组织模式的缺乏仍然是制约科研效率的主要瓶颈。人工智能(AI)的迅速发展为改变这种状况提供了新的可能... 详细信息

科学研究的目的是发现基本原理和解决实际问题。尽管人类在发现基本原理和解决实际问题上已经取得了巨大成就,但有效工具和有效科研组织模式的缺乏仍然是制约科研效率的主要瓶颈。人工智能(AI)的迅速发展为改变这种状况提供了新的可能。近年来,深度学习方法在科学研究领域大放异彩,不仅助力解决了一些核心科学问题,扩展了科学方法,也开始带动科学研究从传统的“作坊模式”转向“平台模式”。目前,我国已在人工智能驱动的科学(AI for Science)领域打下良好基础,应把握机遇,争取引领科技创新,为人类的科技发展作出贡献。

关键词：人工智能驱动的科学研究科学计算安卓模式

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基于Riemann-Liouville分数阶模型的Buck变换器改进分数阶互补滑模控制

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控制与决策 2024年第8期39卷 2647-2655页

作者：蔡中泽孙谷昊曾庆双哈尔滨工业大学航天学院

主要研究分数阶Buck变换器的互补滑模控制(CSMC)方法.首先,基于电子元件实际非整数阶的特性与Riemann-Liouville (R-L)定义相比, Caputo定义更能准确描述Buck变换器模型的结论,建立基于R-L定义的分数阶Buck变换器数学模型.然后,将参数... 详细信息

主要研究分数阶Buck变换器的互补滑模控制(CSMC)方法.首先,基于电子元件实际非整数阶的特性与Riemann-Liouville (R-L)定义相比, Caputo定义更能准确描述Buck变换器模型的结论,建立基于R-L定义的分数阶Buck变换器数学模型.然后,将参数不确定性和外部扰动统一为匹配干扰和不匹配干扰,建立两个分数阶干扰观测器(FDOB)分别实现对干扰及其分数阶导数的跟踪.进而,设计新型分数阶互补滑模面,利用CSMC的高精度和分数阶微积分的记忆特性提升滑模运动的鲁棒性和稳态精度;设计新型趋近律,提升趋近速度的同时保证滑模面邻域内的鲁棒性.最后,基于Mittag-Leffler稳定性理论证明滑模控制器的稳定性.仿真结果验证了所提出FDOB的优越性,控制器相比传统滑模方法能够得到更好的动态性能和更低的稳态误差.

关键词：分数阶微积分 Riemann-Liouville Buck变换器不匹配干扰干扰观测器分数阶互补滑模控制 Mittag-Leffler稳定性

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