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离子共振跃迁中的阿秒拉曼时延

科学通报 2024年第17期69卷 2315-2317页

作者：王小伟赵晶赵增秀国防科技大学理学院物理系长沙410073

神秘的原子分子世界有着与宏观世界迥然不同的物理规律.那里的电子被原子核的强大势场束缚在埃米(1Å=1×10–10 m)量级的狭小空间,并以阿秒(1 as=1×10–18 s)量级的本征时间尺度绕核高速运动来抗衡原子核的吸引,最终与原子核达到稳定... 详细信息

神秘的原子分子世界有着与宏观世界迥然不同的物理规律.那里的电子被原子核的强大势场束缚在埃米(1Å=1×10–10 m)量级的狭小空间,并以阿秒(1 as=1×10–18 s)量级的本征时间尺度绕核高速运动来抗衡原子核的吸引,最终与原子核达到稳定的平衡.直到近代超强飞秒激光脉冲的出现,人们才有能力打破这一平衡.强激光脉冲的电场可与原子势场相比拟,足以瞬间将价电子剥离,这一多光子参与的极端非线性过程被称为强场电离[1,2]。

关键词：非线性过程物理规律狭小空间原子分子多光子

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准分布式声波传感系统瑞利散射串扰抑制技术

光学学报 2024年第1期44卷 442-450页

作者：路阳李俐凡黄秋阳王建飞胡晓阳陈默孟洲国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073

提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光... 详细信息

提出一种瑞利散射信号诱导串扰抑制技术。理论分析表明,采用相位调制器对高相干连续光施加余弦相位调制,可通过设置相位调制频率抑制瑞利散射信号和由其诱导产生的通道串扰,余弦相位调制的幅度越大,串扰抑制效果越好。以基于弱反射率光纤光栅的准分布式声波传感系统为例,开展了瑞利散射诱导通道串扰抑制技术实验研究,实验中串扰抑制了23.85 dB,实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：光纤光学光纤传感分布式光纤传感分布式声波传感光纤布拉格光栅

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航天器轨道追逃态势分析的水平集方法

国防科技大学学报 2024年第3期46卷 30-38页

作者：杨傅云翔杨乐平朱彦伟张乘铭国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

航天器轨道追逃是当前航天动力学与控制领域的研究热点。针对轨道追逃定性问题开展研究,提出了一种综合运用降维动力学模型和后向可达集的航天器近距离轨道追逃态势分析方法,以支撑任务可行性分析;通过在视线旋转坐标系下推导博弈系统... 详细信息

航天器轨道追逃是当前航天动力学与控制领域的研究热点。针对轨道追逃定性问题开展研究,提出了一种综合运用降维动力学模型和后向可达集的航天器近距离轨道追逃态势分析方法,以支撑任务可行性分析;通过在视线旋转坐标系下推导博弈系统降维动力学模型,建立近距离追逃定性问题模型,减少了状态空间维度;使用目标集的后向可达集描述捕获区并划分追逃状态空间,基于水平集方法建立可达集在降维动力学模型中演化的动态HJI(Hamilton-Jacobi-Isaacs)偏微分方程,并设计WENO-TVD求解器数值计算HJI方程终值问题粘性解,完成了追逃目标集的准确描述并避免了可能出现的终端奇异现象。通过不同推力构型的追逃场景数值仿真验证了方法的有效性,展现了一次计算批量化处理初始态势的功能。

关键词：航天器追逃博弈可行性分析水平集方法

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

电磁感应透明条件下里德堡原子系统的亚稳动力学

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物理学报 2024年

作者：夏刚张亚鹏汤婧雯李春燕吴春旺张杰周艳丽国防科技大学理学院量子信息研究所国防科技大学理学院物理系

开放量子系统是量子物理非常重要的研究领域，是新兴量子科技发展不可或缺的量子平台。但是完整描述开放系统的非平衡动力学过程往往具有一定的难度。例如，在某些情况下系统在弛豫至稳态之前往往会经历漫长的动力学过程，即亚稳动力学... 详细信息

开放量子系统是量子物理非常重要的研究领域，是新兴量子科技发展不可或缺的量子平台。但是完整描述开放系统的非平衡动力学过程往往具有一定的难度。例如，在某些情况下系统在弛豫至稳态之前往往会经历漫长的动力学过程，即亚稳动力学过程。完整描述这种复杂而又缓慢的动力学过程往往非常困难。针对该问题，本文研究了如何在刘维尔的慢变本征模式子空间中对亚稳动力学过程进行低维度的近似描述，从而简化计算难度。然后，针对电磁感应透明（EIT）条件下的里德堡原子系统，研究了其亚稳动力学过程的有效描述，并讨论了该有效描述和真实动力学之间的误差。本文的研究为建立开放多体系统动力学过程的有效简化描述提供了一种可行的思路和方法。

关键词：亚稳动力学弛豫电磁感应透明刘维尔超算子

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片上集成光学神经网络综述(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 403-418页

作者：符庭钊孙润黄禹尧张检发杨四刚朱志宏陈宏伟国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 清华大学电子工程系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注... 详细信息

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

关键词：集成光学光计算光学神经网络芯片人工智能

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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航空复合材料螺旋桨叶片制造工艺研究进展

航空材料学报 2024年第2期44卷 104-116页

作者：武珈羽杨金水陈丁丁郭书君尹昌平国防科技大学空天科学学院材料科学与工程系长沙410073

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶... 详细信息

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶片的研究成果进行回顾和总结,基于传统飞机螺旋桨叶片和旋翼桨叶,对航空螺旋桨叶片材料体系、结构设计和制造工艺进行分类阐述,重点总结复合材料螺旋桨制造工艺中的关键技术问题,概述桨叶制造工艺方面的仿真模拟研究,最后从健全材料体系、优化结构设计、深入工艺研究和加强数值模拟技术的工程化应用几个方面提出了国产化复合材料航空螺旋桨的未来发展方向。

关键词：复合材料螺旋桨叶片复合材料螺旋桨成型工艺

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基于自由曲面光学元件的大视场光学成像系统

光学精密工程 2024年第9期32卷 1261-1272页

作者：熊玉朋陈适宇黄铖路文文彭小强陈善勇赖涛欧洋国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室湖南长沙410073 超精密加工技术湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

面向机载探测系统大视场光学成像的需求,开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先,采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次,进行铝合... 详细信息

面向机载探测系统大视场光学成像的需求,开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先,采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次,进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索,并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测;最后,进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明,系统的视场角为30°×5°,全视场光学传递函数值大于0.7,接近衍射极限,最大像元均方根半径为2.075μm,自由曲面光学元件的面形精度均方根(Root Mean Square,RMS)值优于20 nm,位置精度优于1μm,装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求,同时具备稳定可靠和快响制造等特点。

关键词：光学超精密加工自由曲面计算全息补偿检测成像系统