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基于法布里-珀罗腔的可调谐连续域束缚态及应用

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物理学报 2024年第17期73卷 194-204页

作者：任洋李振雄张磊崔巍吴雄雄霍亚杉何智慧延安大学物理与电子信息学院光电信息与转换中心延安716000

优异的光学吸收器一直具备着高品质因数和完美吸收的特性,然而,这类吸收器通常会受到传统表面等离子体共振带来的欧姆损耗,制约其在实际应用中的吸收性能.本文提出了一种基于法布里-珀罗腔的可调谐连续域束缚态(bound state in the cont... 详细信息

优异的光学吸收器一直具备着高品质因数和完美吸收的特性,然而,这类吸收器通常会受到传统表面等离子体共振带来的欧姆损耗,制约其在实际应用中的吸收性能.本文提出了一种基于法布里-珀罗腔的可调谐连续域束缚态(bound state in the continuum,BIC),通过调整模型的参数,可将BIC可以转变为准BIC,在连续谱中实现了100%的完美吸收.在本文中,采用干涉理论探究了影响完美吸收的因素,用耦合模理论和阻抗匹配理论对准BIC进行理论计算,采用电场和磁场理论解释了吸收器完美吸收的物理机制.与传统吸收器相比,该吸收器具有优异的结构参数鲁棒性和广泛的BIC调控范围.更重要的是,该吸收器具有出色的传感性能,其最大灵敏度可达34 nm/RIU,最大品质因数为9.5.最后,该吸收器还实现了双频的开光性能,其中双频开关的最大调制深度和最小插入损耗分别为99.4%和0.0004 dB.这些研究结果在光子学、光通信、传感器技术等领域具有重要意义.

关键词：连续域束缚态完美吸收耦合模理论传感

融合外部注意力机制的序列到点非侵入式负荷分解

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 846-854页

作者：李利娟刘海刘红良张青松陈永东湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105 湖南国家应用数学中心湖南湘潭411105

非侵入式负荷分解可以深度挖掘用户电力消耗数据蕴含的信息价值,为电力设备故障监测、需求响应等决策分析提供重要参考.为有效解决非侵入式负荷分解算法训练时间成本与分解精度间的冲突,提出一种融合外部注意力机制的序列到点非侵入式... 详细信息

非侵入式负荷分解可以深度挖掘用户电力消耗数据蕴含的信息价值,为电力设备故障监测、需求响应等决策分析提供重要参考.为有效解决非侵入式负荷分解算法训练时间成本与分解精度间的冲突,提出一种融合外部注意力机制的序列到点非侵入式负荷分解算法.首先,将总负荷功率消耗序列进行数据清理、标准化等预处理,以固定窗口长度构建训练输入数据,输入数据通过编码层自动提取设备特征;然后,设计外部注意力机制增强重要特征权值;最终,输入到解码层得到负荷分解结果.利用REDD与UK-DALE两种公开数据集进行模型仿真计算,在信号聚合误差、平均绝对误差、标准化分解误差指标、模型分解曲线、特征图和用户耗能等方面进行对比分析,本文模型克服了卷积层注意力分散的缺点,增强了对有效信息的提取与利用能力,在未增加训练时间成本的前提下具有更高的分解精度.

关键词：非侵入式负荷分解外部注意力机制神经网络序列到点

基于准连续域束缚态的全介质超构表面双参数传感器

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物理学报 2024年第4期73卷 272-284页

作者：刘会刚张翔宇南雪莹赵二刚刘海涛南开大学薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院微电子工程系天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院电子信息实验教学中心天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、... 详细信息

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、品质因子、偏振依赖等表现出不同的特性.模拟计算表明,通过测量两个QBIC的谐振波长,能够实现折射率和温度的双参数传感;通过调节不对称参数,利用QBIC的品质因子依赖于不对称参数的二次方反比关系,理论上能够提高品质因子到任意的数值,从而实现传感性能的提升和调节.该超构表面的折射率传感灵敏度、品质因子和优值分别达到194.7 nm/RIU,45829和8197,其温度传感灵敏度达到24 pm/℃.

关键词：超构表面准连续域束缚态对称破缺折射率传感温度传感

元宇宙经济的要素重构、创新变革与系统性治理

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电子政务 2024年第1期 113-124页

作者：关乐宁单志广国家信息中心信息化和产业发展部

元宇宙经济是一种以数字技术关联耦合与集群突破为基础、推动虚拟与现实双重空间贯通互促的新型经济样态,呈现虚实互促、数智驱动等特征。在这一新型经济样态中,经济系统的基础要素“场、人、物”都将发生重构,“场”包括虚实融合的场... 详细信息

元宇宙经济是一种以数字技术关联耦合与集群突破为基础、推动虚拟与现实双重空间贯通互促的新型经济样态,呈现虚实互促、数智驱动等特征。在这一新型经济样态中,经济系统的基础要素“场、人、物”都将发生重构,“场”包括虚实融合的场域、虚实融通的市场,“人”包括虚拟数字人、数字化的人类劳动者,“物”包括数字化的虚拟商品、实体物的数字化。经济系统基本要素的重塑,将使得生产、流通、消费等经济活动各个环节演化出新的特征。在“技术迭代-要素重构-模式变革”的联动式反应下,元宇宙经济的创新效应十分显著,能形成经济发展的新动力、推动社会生产力的新跃迁,但前景的光明性与道路的曲折性构成了新业态发展的一体两面,元宇宙经济发展还需要解决技术根基不牢与市场存在泡沫、深度科技化时代虚实融合的风险弥散、传统模式之于新型业态的不适应性等多维度挑战。面对元宇宙经济引发的全面性变革,需要建立起政府与市场等多主体协同,伦理、技术、政策等多手段嵌合的系统性治理模式,方能实现元宇宙经济发展的行稳致远。

关键词：元宇宙元宇宙经济元经济智能治理数字资产

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改进一致性哈希优化存储邮政数据算法的研究

现代电子技术 2024年第6期47卷 43-48页

作者：李泽山国家林业和草原局信息中心北京100714

随着电子商务不断发展,邮政快递行业数据日益增多,传统方式对于邮政数据存储的理论与方法都已无法满足需求。基于此情况,使用一致性哈希算法来解决存储系统的横向弹性扩展,结合一致性哈希的虚拟节点与加权轮询算法优化Hadoop平台下分布... 详细信息

随着电子商务不断发展,邮政快递行业数据日益增多,传统方式对于邮政数据存储的理论与方法都已无法满足需求。基于此情况,使用一致性哈希算法来解决存储系统的横向弹性扩展,结合一致性哈希的虚拟节点与加权轮询算法优化Hadoop平台下分布式文件系统(HDFS)存储策略,实现集群在同构与异构条件下的数据均衡效果。同时介绍集群节点数据转移思想,设计负载因子与系统自检周期,实现了集群动态权重的负载转移,并进行实验验证。实验结果表明,文章提出的改进算法与HDFS、普通一致性哈希相比,在不同条件下集群负载差值均有不同程度的提升,证明了该策略可以有效降低集群节点间负载差值。

关键词：数据存储一致性哈希算法加权轮询算法分布式文件系统负载均衡异构集群分配策略

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基于星链信标信号的多普勒定位方法与实验

系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2535-2545页

作者：袁祎平易建新万显荣郝才勇武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 国家无线电监测中心深圳监测站广东深圳518000

未来十年全球将陆续发射数以万计的近地轨道卫星,组成巨型星座,这将为定位导航应用提供大量不同频段、带宽和制式的机会信号。为了便于利用卫星机会信号,设计一种轻量级模块化的通用型接收设备,率先观测到星链卫星下行信号频道间间隔中... 详细信息

未来十年全球将陆续发射数以万计的近地轨道卫星,组成巨型星座,这将为定位导航应用提供大量不同频段、带宽和制式的机会信号。为了便于利用卫星机会信号,设计一种轻量级模块化的通用型接收设备,率先观测到星链卫星下行信号频道间间隔中心处的信标信号(11.95 GHz/12.45 GHz)。基于该信标信号提出多普勒提取和定位方法,并开展外场实验,接收获得6颗星链卫星的信号,利用其实现接收站定位。接收机的三维定位误差为28.9 m,水平定位误差为11.8 m,验证了星链信标信号用于多普勒定位的实际有效性。

关键词：低轨卫星星链信标信号多普勒提取多普勒定位

基于低轨卫星机会照射源的无人机目标前向散射探测方法与实验

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信号处理 2024年

作者：周昕易建新万显荣袁祎平郝才勇武汉大学电子信息学院国家无线电监测中心深圳监测站

随着无人机技术的发展与普及，当下对无人机典型“低慢小”目标的高效监测需求逐渐凸显。针对无人机探测的难点，本文提出一种利用低轨卫星作为机会照射源的新式无人机低空探测方法，结合前向散射体制小型化、反隐身与卫星信号全天候、... 详细信息

随着无人机技术的发展与普及，当下对无人机典型“低慢小”目标的高效监测需求逐渐凸显。针对无人机探测的难点，本文提出一种利用低轨卫星作为机会照射源的新式无人机低空探测方法，结合前向散射体制小型化、反隐身与卫星信号全天候、易获取的特点，深入研究了卫星信号前向散射雷达在无人机探测领域的潜在应用。首先，本文详细分析了卫星信号前向散射雷达的几何结构，介绍了前向散射雷达信号处理流程，构建了基于目标水平基线距离的雷达评估模型，仿真了不同目标飞行高度下雷达可探测的最大水平基线距离，仿真结果表明：无人机飞行高度对前向散射探测距离的影响较小，当无人机飞行高度为100m时，雷达探测的最大水平基线距离为77.2m；同时分析了卫星运动与天线波束对无人机目标时频特征的影响，分析结果表明，低轨卫星运动对时频特征影响较小；当天线波束过于狭窄时，时频响应由“V”形图像变为“竖条”图像。随后，针对低轨卫星高速运动的特点设计了一套低轨卫星信号接收系统，开展了系统测试实验，测试实验结果表明所设计系统能够稳定、实时地接收低轨卫星信号。最后，利用所设计的接收系统，开展了低轨卫星前向散射雷达无人机探测实验，获得了无人机穿越基线时的前向散射时频特征，实验结果与仿真结果相吻合，证明了理论分析的正确性以及所提体制探测无人机目标的可行性。

关键词：低轨卫星前向散射雷达星链无人机探测

金红石TiO_(2)纳米线忆阻器的制备及阻变存储机制

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材料导报 2024年第13期38卷 43-49页

作者：余志强徐佳敏韩旭陈诚曲信儒唐锦孙子君徐智谋广西科技大学电子工程学院广西柳州545006 华中科技大学光学与电子信息学院武汉光电国家研究中心武汉430074

本工作采用简单高效的一步水热法工艺制备了具有一维有序结构的金红石TiO_(2)纳米线阵列,设计了Au/TiO_(2)/FTO器件结构的金红石TiO_(2)纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变存储特性和存储机制,构建了器件基于氧空位迁移的非线性阻变存... 详细信息

本工作采用简单高效的一步水热法工艺制备了具有一维有序结构的金红石TiO_(2)纳米线阵列,设计了Au/TiO_(2)/FTO器件结构的金红石TiO_(2)纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变存储特性和存储机制,构建了器件基于氧空位迁移的非线性阻变存储机制模型。结果表明,Au/TiO_(2)/FTO结构金红石TiO_(2)纳米线忆阻器具有非易失性的双极性阻变存储特性,器件的阻变开关比可以稳定地保持在10^(2)以上。此外,器件在低阻态时满足线性的欧姆导电特性,在高阻态时服从陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,而器件的阻变存储行为则遵循基于氧空位迁移的非线性离子迁移阻变存储机制,研究结果表明金红石TiO_(2)纳米线忆阻器在下一代非易失性存储器方面具有重要的应用潜力。

关键词： TiO_(2)纳米线忆阻器非易失性氧空位

面向差异化业务保障的自适应信道预约多址接入协议

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 84-91页

作者：刘泽李波杨懋闫中江西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

在无中心节点网络中可能存在不同类型的业务,部分高优先级业务具有严格的时延等服务质量(quality of service,QoS)需求。但当网络负载较重时,冲突概率明显提高,使得这些业务的需求难以得到保障,如何设计高效的多址接入协议以保证不同种... 详细信息

在无中心节点网络中可能存在不同类型的业务,部分高优先级业务具有严格的时延等服务质量(quality of service,QoS)需求。但当网络负载较重时,冲突概率明显提高,使得这些业务的需求难以得到保障,如何设计高效的多址接入协议以保证不同种类业务的服务质量是重要的研究方向。信道预约机制是保证QoS的重要方法,但现有信道预约机制对多种业务服务时,通常没有根据服务质量需求和网络状况精细调整预约参数。因此针对以上问题提出了一种面向差异化业务保障的信道预约MAC协议(differentiated service guarantee adaptive reservation mechanism,DSGARM),协议核心思想是针对每种业务的容忍时延需求和网络状况精细提供差异化服务,协议中通过建立的数学模型设计自适应算法,定量计算出满足时延需求的预约参数,能够根据网络状况自适应调整合适的预约参数以保障每一类业务的时延需求。仿真结果说明了提出协议的优势,具有较大的实际意义。

关键词： Ad Hoc网络信道预约机制差异化业务保障