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一种小型化超宽带双极化天线

微波学报 2024年

作者：陈松旻庞晨周坚刘萌瑶赵梓彤李高升湖南大学电气与信息工程学院国防科学技术大学电子科学学院

本文设计了一种小型化超宽带双极化天线。为实现小型化，Vivaldi天线设计了契合模拟能量密度波纹的拟合曲线槽缝，从而大大拓展带宽。在未增大尺寸的同时设计超表面透镜，在实现小型化的基础上提高了增益。通过将设计的单极化Vivaldi天... 详细信息

本文设计了一种小型化超宽带双极化天线。为实现小型化，Vivaldi天线设计了契合模拟能量密度波纹的拟合曲线槽缝，从而大大拓展带宽。在未增大尺寸的同时设计超表面透镜，在实现小型化的基础上提高了增益。通过将设计的单极化Vivaldi天线十字交叉镶嵌得到最终的双极化天线。实测结果表明，双极化天线带宽为2.17GHz-13.7GHz，空间体积仅0.1442λl3(mm3)(λl为带内最低频波长)，最高增益达到12.32dBi，隔离度大于30dB。该天线可应用于雷达侦察系统等对极化敏感度高要求的应用场景。

关键词：小型化双极化天线拟合曲线槽缝超表面透镜 Vivaldi天线

n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制

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自动化学报 2024年第1期50卷 42-53页

作者：张骄阳丛爽匡森中国科学技术大学自动化系合肥230027

研究了n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制的问题.对于连续弱测量(Continuous weak measurement, CWM)过程存在高斯噪声的情况,基于在线交替方向乘子法(Online alternating direction multiplier method,OADM)推导出一种适用于... 详细信息

研究了n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制的问题.对于连续弱测量(Continuous weak measurement, CWM)过程存在高斯噪声的情况,基于在线交替方向乘子法(Online alternating direction multiplier method,OADM)推导出一种适用于n比特随机量子系统的实时量子状态估计算法,即QSE-OADM (Quantum state estimation based on OADM).运用李雅普诺夫方法设计控制律,实现基于实时量子状态估计的反馈控制,并证明所提控制律的收敛性.以2比特随机量子系统为例进行数值仿真实验,通过与基于QST-OADM (Quantum state tomography based on OADM)算法和OPG-ADMM (Online proximal gradient-based alternating direction method of multipliers)算法的量子反馈控制方案的性能对比,验证了所提控制方案的优越性.

关键词：随机量子系统量子反馈控制在线交替方向乘子法李雅普诺夫控制方法

基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法

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导弹与航天运载技术（中英文） 2024年第1期 46-50页

作者：金玲张程卞亚东陈克刘轩秀中国运载火箭技术研究院北京100076 国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073

为了实现轻质化、低成本、精细化防热设计,提出基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法,使用烧蚀机理初步计算出涂层烧蚀碳层厚度,从而建立烧蚀精细化热仿真计算模型,并计算得到较为准确的防隔热仿真结果,该方法的应用可为舱段涂... 详细信息

为了实现轻质化、低成本、精细化防热设计,提出基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法,使用烧蚀机理初步计算出涂层烧蚀碳层厚度,从而建立烧蚀精细化热仿真计算模型,并计算得到较为准确的防隔热仿真结果,该方法的应用可为舱段涂层防热方案论证提供科学有效的理论分析手段,指导防热方案设计,并达到降低设计成本、缩短研制周期的目的。

关键词：烧蚀机理涂层防热结构精细化设计方法

低对称性二维过渡金属硫族化合物的化学气相沉积法制备

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化学进展 2024年第4期36卷 537-555页

作者：陈芸张辉罗政毛卫国潘俊安王珊珊湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 国防科学技术大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室长沙410073 长沙理工大学材料科学与工程学院长沙410114

低对称性二维材料是一类晶格对称操作少,纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物(Transition metal dichalcogenides,TMDs)体系中,1T’-MoTe_(2)、1T’-WTe_(2)、1T’-ReS_(2)和1T’-ReSe_(2)是典型低对称性成员... 详细信息

低对称性二维材料是一类晶格对称操作少,纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物(Transition metal dichalcogenides,TMDs)体系中,1T’-MoTe_(2)、1T’-WTe_(2)、1T’-ReS_(2)和1T’-ReSe_(2)是典型低对称性成员。独特的晶格对称性为它们带来了丰富的各向异性理化性质,因而在微纳光子学、触觉传感器、各向异性逻辑器件等领域具有特殊应用前景。低对称性二维TMDs材料的基础研究和应用开发依赖于对这类材料的高质量、大尺寸、稳定制备。本文以这4类材料为典型,首先按金属前驱体进行分类,综述了近年来有关低对称性二维TMDs材料的化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)制备方法;其次,针对制备过程中1T’-MoTe_(2)容易发生相转变,1T’-ReS_(2)、1T’-ReSe_(2)与基底间相互作用力弱等特点,介绍了1T’-MoTe_(2)制备过程中的相调控机制,以及1T’-ReS_(2)、1T’-ReSe_(2)制备过程中的基底工程研究;最后,本文对低对称性二维TMDs材料未来的挑战与机遇进行了展望。

关键词：二维材料低对称性化学气相沉积相调控基底工程

一种提高光纤水听器解调系统噪声传递系数稳定性的多相相位生成载波解调算法

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光学学报 2024年第2期44卷 135-143页

作者：侯庆凯姚琼陈虎熊水东国防科技大学气象海洋学院深海科学技术研究所湖南长沙410073

相位生成载波(PGC)调制解调是干涉型光纤水听器常用的解调方法。首先,分析并建立了PGC解调系统的噪声传递模型,研究了光源强度噪声对PGC解调输出噪声的影响机理,分析了调制深度和工作点两个参数对PGC解调噪声稳定性的影响。然后,提出了... 详细信息

相位生成载波(PGC)调制解调是干涉型光纤水听器常用的解调方法。首先,分析并建立了PGC解调系统的噪声传递模型,研究了光源强度噪声对PGC解调输出噪声的影响机理,分析了调制深度和工作点两个参数对PGC解调噪声稳定性的影响。然后,提出了一种基于3×3耦合器的多相PGC解调方案,即在传统PGC解调架构中引入3×3耦合器进行多相检测,利用3×3耦合器的相移特性对三路干涉信号进行融合处理。在不同的调制深度条件下,该方案可以降低水听器工作点变化所引起的光源强度噪声传递系数波动范围。实验结果显示,在常用的调制深度范围(1.7~3.4)内,工作点变化导致的噪声传递系数波动峰谷值小于0.5 dB,噪声稳定性相比传统PGC解调系统显著提升。

关键词：干涉型光纤水听器相位生成载波解调噪声稳定性 3×3解调

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等离子体刻蚀建模中的电子碰撞截面数据

物理学报 2024年第9期73卷 1-25页

作者：陈锦峰朱林繁中国科学技术大学近代物理系合肥230026

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工... 详细信息

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工艺因此面临巨大的挑战.基于低温等离子体处理技术的干法刻蚀工艺是高精细电路图案刻蚀的首选方案,借助等离子体仿真模拟,人们已经能够在很大程度上缩小实验探索的范围,在海量的参数中找到最优工艺条件.电子碰撞截面是等离子体刻蚀模型的关键输入参数,深刻影响着模型预测结果的可靠性.本文主要介绍了低温等离子体建模的基本理论,重点强调电子碰撞截面数据在数值模拟中的重要作用.与此同时,本文概述了获取刻蚀气体截面数据的理论与实验方法.最后总结了刻蚀相关原子分子的电子碰撞截面研究现状,并展望了未来的研究前景.

关键词：电子碰撞截面干法刻蚀低温等离子体等离子体建模

机器学习指导相和硬度可控的AlCoCrCuFeNi系高熵合金设计

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材料工程 2024年第1期52卷 153-164页

作者：李亚豪叶益聪赵凤媛唐宇朱利安白书欣国防科技大学空天科学学院材料科学与工程系长沙410073

采用机器学习辅助高熵合金设计,致力于解决传统试错实验方法时间周期长、成本高的问题。以经典的AlCoCrCuFeNi系高熵合金为研究对象,采用机器学习方法,分别构建高熵合金的相结构预测模型和硬度预测模型。其中支持向量机模型(SVM)在两个... 详细信息

采用机器学习辅助高熵合金设计,致力于解决传统试错实验方法时间周期长、成本高的问题。以经典的AlCoCrCuFeNi系高熵合金为研究对象,采用机器学习方法,分别构建高熵合金的相结构预测模型和硬度预测模型。其中支持向量机模型(SVM)在两个任务中均有最好的训练表现,最佳的相分类准确率达0.944,硬度预测模型的均方根误差为56.065HV。进一步串联两种机器学习模型,基于样本数据集上下限的成分空间,对AlCoCrCuFeNi系高熵合金同时进行相和硬度的高效预测和筛选,实现新型合金成分的快速设计。实验验证5种新合金符合相预测结果,测试硬度与预测硬度值的RMSE为12.58HV,表明建立的机器学习模型实现对高熵合金相和硬度的高效预测。

关键词：机器学习高熵合金相预测硬度预测成分设计

高光束质量保持的(6+1)×1泵浦/信号合束器研制

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中国激光 2024年第6期51卷 48-56页

作者：王嘉伟李智贤付敏田鑫饶斌裕陈子伦王泽锋国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

研制了一款输入输出均为50μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光... 详细信息

研制了一款输入输出均为50μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中,使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能,泵浦耦合效率大于98.5%,无主动制冷情况下温升小于10℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形,并通过光束质量因子反馈对准熔接,实现了高光束质量保持的合束器的研制,光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件,应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中,实现了4.1 kW近单模输出,拉曼抑制比为40.5 dB。

关键词：泵浦/信号合束器高功率光纤激光光束质量

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倾斜可控阵列光场的二维扫描技术研究

中国激光 2024年第2期51卷 84-96页

作者：殳博王张雨秋常洪祥常琦马鹏飞冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

以19路、127路和919路激光相干阵列为模型,通过倾斜波前调控技术对阵列光场的子阵元施加倾斜相位控制,对倾斜可控阵列光场的大角度二维扫描特性进行了理论和实验研究。结果表明,所提出的方法可实现大视场范围内任意位置的单点扫描,同时... 详细信息

以19路、127路和919路激光相干阵列为模型,通过倾斜波前调控技术对阵列光场的子阵元施加倾斜相位控制,对倾斜可控阵列光场的大角度二维扫描特性进行了理论和实验研究。结果表明,所提出的方法可实现大视场范围内任意位置的单点扫描,同时得到能量分布均匀的二维连续扫描路径,实现特殊光场图案定制。此外,该方法具有扫描范围不受限制、扫描模式准连续以及衍射效率高等特点,在提升输出功率和扫描精度等方面具有优势。

关键词：激光光学激光阵列相干合成倾斜调控二维扫描光场定制