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太赫兹金属线波导传输特性实验研究及模拟分析

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物理学报 2024年第11期73卷 155-163页

作者：徐振罗曼李吉宁刘龙海徐德刚天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 爱德万测试(中国)管理有限公司上海201203

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调... 详细信息

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调节式金属线波导传输特性测试光路,采集到通过不同半径、不同长度、不同端口状态的单/双铜线传输的时域信号,最后利用有限元方法对不同半径、不同形变程度的单/双根铜线在空气域的传输特性进行仿真.实验结果表明,传输损耗会随着铜线长度的增加而增加,金属线越细传输速度越慢,端口形态对传输特性的影响不如长度变化对传输特性的影响明显,双金属线越粗传输速度越快.仿真结果表明,太赫兹波在单根金属线上传输时,电场主要分布在金属线表面,金属线越细表面等离激元的模场面积越小;当金属线形变成椭圆时,模场主要分布在长轴两端;当太赫兹波在双金属线中传输时,模场主要分布在两根金属线中间,且距离越远模场面积越小.本研究结合实验与仿真分析方法对单、双金属线的太赫兹传输特性进行研究,为后续开发高效太赫兹金属波导提供参考.

关键词：太赫兹时域光谱金属线波导表面等离激元

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RIS辅助多用户波束跟踪系统与硬件试验

电信科学 2024年

作者：丁陈龙许文俊张鸿涛北京邮电大学“泛网无线通信”教育部重点实验室

可重构智能超表面（reconfigurable intelligent surface，RIS）通过智能调控电磁传播路径，有效提高了6G通信系统性能。然而，RIS集成大量反射单元使得多波束调控复杂度高、码本搜索空间大，导致实时调控能力不足，难以应用于多用户波... 详细信息

可重构智能超表面（reconfigurable intelligent surface，RIS）通过智能调控电磁传播路径，有效提高了6G通信系统性能。然而，RIS集成大量反射单元使得多波束调控复杂度高、码本搜索空间大，导致实时调控能力不足，难以应用于多用户波束跟踪。为提升RIS在多用户移动场景的适用性，创新基于逆衍射的场源迭代模型，快速生成近远场多用户调控码本，设计RIS辅助单基站定位方案，感知用户移动位置实时切换波束。研制RIS辅助多用户波束跟踪系统原型，实现多用户移动过程中快速波束对准。试验结果表明，通过毫秒级波束切换，可实现移动多用户的实时信息传输。

关键词：智能超表面多波束生成波束跟踪硬件试验

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太赫兹图像超分辨率重建方法的研究进展

计算机工程与应用 2024年

作者：蒋玉英江梦蝶葛宏义张元李广明陈心雨温茜茜陈浩河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南工业大学河南省粮食光电探测与控制重点实验室河南工业大学人工智能与大数据学院河南工业大学信息科学与工程学院

图像超分辨率是近几十年来图像处理领域的一个重要研究课题，旨在从低分辨率图像中重建出高分辨率图像。其突破了传感器和光学器件制造工艺和成本的限制，从算法方面提高图像分辨率，是一种简单、高效、低成本的方法。太赫兹(Terahertz... 详细信息

图像超分辨率是近几十年来图像处理领域的一个重要研究课题，旨在从低分辨率图像中重建出高分辨率图像。其突破了传感器和光学器件制造工艺和成本的限制，从算法方面提高图像分辨率，是一种简单、高效、低成本的方法。太赫兹(Terahertz， THz)图像受到THz波衍射和散射的影响，会产生图像模糊，纹理细节不清晰等问题，越来越多的学者致力于开发THz图像的超分辨率重建方法。首先，根据近年来THz技术与超分辨率重建技术相关文献的研究，对THz图像的三大重建方法进行了详细阐述，重点对基于深度学习的方法进行介绍，并对比了各类算法的重建效果与优缺点；其次，回顾了THz图像质量评价指标和常用数据集，并总结THz图像超分辨率重建技术的相关应用；最后探讨了THz图像超分辨率重建技术的未来发展趋势。

关键词：超分辨率重建太赫兹图像深度学习图像评价

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泡沫金属电磁感应传热机理研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 811-818页

作者：王雪锋徐峰冯上升生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学生命学院西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学中心西安710049

研究了电磁感应加热下泡沫金属填充液体的磁–热能量转换及瞬态升/降温传热过程,搭建了泡沫金属填充液体在感应加热与液体冷却下的联合控温实验系统,采用“频域–瞬态”和“松耦合”方法求解电磁–传热耦合数值模型,揭示了泡沫金属填充... 详细信息

研究了电磁感应加热下泡沫金属填充液体的磁–热能量转换及瞬态升/降温传热过程,搭建了泡沫金属填充液体在感应加热与液体冷却下的联合控温实验系统,采用“频域–瞬态”和“松耦合”方法求解电磁–传热耦合数值模型,揭示了泡沫金属填充液体的电磁场与热源分布规律、温度响应特性、温度均匀性以及泡沫金属结构和材质等参数的影响规律。结果表明,泡沫金属填充液体的电磁感应传热特性与泡沫金属的结构和材质密切相关。

关键词：泡沫金属电磁-传热耦合频域-瞬态方法电磁加热

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大规模风电场高电压穿越控制方法研究综述

上海交通大学学报 2024年第6期58卷 783-797页

作者：魏娟黎灿兵黄晟陈思捷葛睿沈非凡魏来湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国家电力调度控制中心北京100031

大规模发展风电是新能源开发和利用的重大需求,是实现我国“碳达峰、碳中和”战略目标的关键支撑.由外部电网故障造成的风电场电压安全稳定运行问题成为制约风电大规模、集群化、智能化发展的关键瓶颈之一.主要针对电网电压骤升工况,首... 详细信息

大规模发展风电是新能源开发和利用的重大需求,是实现我国“碳达峰、碳中和”战略目标的关键支撑.由外部电网故障造成的风电场电压安全稳定运行问题成为制约风电大规模、集群化、智能化发展的关键瓶颈之一.主要针对电网电压骤升工况,首先从电磁关系和能量流动角度分析常见的双馈风电机组、永磁直驱风电机组以及风电场的高电压穿越(HVRT)暂态特性;然后,基于风电机组不同控制区域归纳总结风电机组HVRT控制策略和风电场HVRT及故障后电压恢复协调优化控制方法,梳理和比较现有各种控制策略的工作原理和优缺点,并从控制结构的角度归纳分析现有大规模风电场的HVRT控制方法的原理、优缺点和效果,总结风电机组和风电场在HVRT控制上的不同点;最后,探讨和预测未来风电场电压智能安全控制的发展趋势和潜在研究热点,为提升我国风电大规模应用和电网安全运行提供借鉴指导作用.

关键词：风电风力发电机风电场高电压穿越电压控制

基于光谱增强技术实现对532 nm波长激光频率标定

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物理学报 2024年第9期73卷 116-124页

作者：赵瀚宇曹士英戴少阳杨涛左娅妮胡明列天津大学精密仪器与光电子工程学院教育部光电子信息技术重点实验室天津300072 中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 中国计量科学研究院国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准)北京100029

碘稳频532 nm Nd:YAG激光器在复现长度单位“米(m)”、绝对重力测量、引力波探测、精密光谱学、长度计量等领域有着重要应用,对其进行频率测量和标定对于激光器的性能评价具有重要意义.本文采用自行研制的掺Er光纤光学频率梳作为光源,... 详细信息

碘稳频532 nm Nd:YAG激光器在复现长度单位“米(m)”、绝对重力测量、引力波探测、精密光谱学、长度计量等领域有着重要应用,对其进行频率测量和标定对于激光器的性能评价具有重要意义.本文采用自行研制的掺Er光纤光学频率梳作为光源,对其扩谱后的1μm波段进行光谱增强并结合倍频晶体将光学频率梳输出的1.5μm波段光脉冲扩展到532 nm波段.其中掺Er光纤光学频率梳输出功率20 mW,首先经过掺Er光纤放大器将功率提到370 mW,经过脉冲压缩后脉冲宽度为45.7 fs,此后经过高非线性光纤扩谱实现光谱覆盖至1μm,输出功率为180 mW.扩谱后的1μm波段激光经过掺Yb光纤放大器放大至601 mW,经过压缩后脉冲宽度为84.6 fs,压缩后功率为420 mW.采用MgO:PPLN晶体对压缩后激光进行倍频得到155 mW的532 nm激光,倍频效率为36%.利用该系统分别对碘稳频532 nm Nd:YAG激光器输出的基频光1064 nm和倍频光532 nm进行拍频,获得了优于40 dB信噪比的拍频信号,后续进行了超过10 h的连续测量,测量结果与国际推荐值保持一致.

关键词：光谱增强频率测量稳频激光光学频率梳

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深海超低频WKB反转简正波模型

声学学报 2024年第4期49卷 784-802页

作者：朴胜春詹建康哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声工程学院

提出了一种基于抛物柱函数的深海超低频WKB反转简正波模型。采用比较方程法,选择形式解为抛物柱函数的映射方程,给出了典型深海声速剖面情况下简正波方程的抛物柱函数WKB近似解和近似条件。数值分析了Epstein声速剖面环境下简正波本征... 详细信息

提出了一种基于抛物柱函数的深海超低频WKB反转简正波模型。采用比较方程法,选择形式解为抛物柱函数的映射方程,给出了典型深海声速剖面情况下简正波方程的抛物柱函数WKB近似解和近似条件。数值分析了Epstein声速剖面环境下简正波本征函数的全局近似误差,求解了Munk声速剖面环境下的简正波声场。结果表明,所提方法与经典WKB近似方法和Langer变换方法相比全局近似误差更小,并且可将海水层看成一个整体,适用于求解深海超低频声传播问题。

关键词：简正波模型 WKB近似抛物柱函数全局近似误差

利用脉冲星计时阵列限制标量诱导的随机引力波背景

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科学通报 2024年第12期69卷 1517-1519页

作者：周柄辰宇宙线教育部重点实验室(西藏大学) 拉萨850000 西藏大学理学院物理系拉萨850000 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学物理学院深空探测实验室/天文学系合肥230026

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究... 详细信息

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究中,暴胀宇宙学[1]是一种被广泛接受的理论,解释了宇宙微波背景辐射中观察到的各向异性.在暴胀期间,量子涨落通过时空的膨胀迅速延伸到宇宙尺度,随后缓慢演化,最终形成了我们今天看到的大尺度结构.这些扰动的统计性质可以提供关于宇宙膨胀早期阶段的信息,涵盖了大约e 7倍的开始阶段.然而,为了解释我们今天所看到的宇宙,需要大约e 60倍的膨胀过程,其中仍然有约e 50倍的阶段是不确定的.在暴胀后期阶段,退出哈勃半径的涨落对我们宇宙中的小尺度各向异性贡献至关重要,这些涨落会受到非线性天体物理过程的影响.另一方面,在热大爆炸阶段之前产生的引力波信号可以为我们提供关于小尺度的现象学信息.

关键词：大尺度结构天文现象暴胀宇宙宇宙膨胀引力波哈勃早期宇宙量子涨落

湘南铜山岭矿田构造–成矿特征以及深部成矿预测

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大地构造与成矿学 2024年

作者：宗琦孔华吴堑虹刘飚严家斌汤钰御谭富诚有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 中南大学地球科学与信息物理学院

湘南铜山岭矿田位于南岭成矿带与钦杭成矿带的结合部位。本文采用构造解析、广域电磁探测、热液矿物地球化学分析等方法对铜山岭矿田1～3 km深度的构造–岩浆–成矿系统特征进行了综合研究。研究结果表明:(1)构造解析显示铜山岭矿田经... 详细信息

湘南铜山岭矿田位于南岭成矿带与钦杭成矿带的结合部位。本文采用构造解析、广域电磁探测、热液矿物地球化学分析等方法对铜山岭矿田1～3 km深度的构造–岩浆–成矿系统特征进行了综合研究。研究结果表明:(1)构造解析显示铜山岭矿田经历了三期构造事件,第一期为成矿前的NWW-SEE向挤压,形成NNE向褶皱和逆断层,以及NWW向张性断裂;第二期为成矿期的NW-SE向伸展,使部分NNE向逆断层转化为正断层,并伴随花岗岩体侵位以及矽卡岩型铜多金属成矿事件;第三期为成矿后的近SN向挤压,使NNE向断层发生左行走滑。成矿前形成的NNE向断层在成矿期重新活动,并成为矿田区主要的控岩控矿断层。(2)广域电磁法探测表明矿田覆盖区深部的隐伏花岗岩岩体与灰岩地层之间存在较大的物性差异,异常解译结果显示高阻体为花岗岩岩体,层状低阻体为灰岩地层,陡倾低阻体为区域性断层,其中高阻体与层状低阻体之间的过渡带是有利的成矿空间。(3)断层中发育两期方解石脉,其中第二期方解石脉的地球化学特征指示其与岩浆热液活动有关。基于以上研究我们在铜山岭矿田圈定两个深部成矿预测区。

关键词：构造解析方解石地球化学广域电磁法铜山岭矿田