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色味锁夸克物质与夸克星

物理学报 2024年第5期73卷 75-84页

作者：初鹏程刘鹤杜先斌青岛理工大学理学院青岛266033

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙... 详细信息

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙常数的增加而增加,磁星的潮汐形变率会随着能隙常数的增加而增加,磁星最大质量的中心密度会随着能隙常数的增加而降低.结果还说明考虑色味锁态得到的磁星质量半径关系可以满足最近实验观测PSR J0740+6620,PSR J0030+0451,和HESS J1731-347所给出的质量半径约束.

关键词：夸克物质夸克星磁星

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运动目标的多维度微运动特征提取研究

物理学报 2024年第7期73卷 186-198页

作者：陈思张海洋靳发宏汪林赵长明北京理工大学光电学院北京100081

微多普勒特征提取作为一种常用的时频分析工具,对微动目标特征的提取重构具有重要意义.为了更好地研究多运动的微多普勒效应,提出了一种运动姿态分类方法.按照目标频移是否随时间变化可以将运动姿态分为频移时变运动和频移时不变运动.... 详细信息

微多普勒特征提取作为一种常用的时频分析工具,对微动目标特征的提取重构具有重要意义.为了更好地研究多运动的微多普勒效应,提出了一种运动姿态分类方法.按照目标频移是否随时间变化可以将运动姿态分为频移时变运动和频移时不变运动.频移时变运动包括平移、翻滚和振动.针对这种运动应分析对比不同时间对应的瞬态频移,频移时不变运动主要为旋转运动.本文通过微多普勒效应理论结合电磁波频域模型,实现3D运动目标微动特性提取的仿真建立目标,分析不同环境条件例如晴天阴天、有无湍流对探测的影响,为后续实验研究奠定理论基础.开展基于收发同置系统的多特征运动目标的微多普勒频移探测实验,实验结果表明,不同目标位置上频移的幅度、正负性和谱线宽度旨在反演目标形状、运动姿态、运动方向和速度.利用FFTshift函数对一维数据进行解调分析,实现三维时间-频率-强度关系的研究.本研究实现了对目标宏观形状特性的测量以及微观运动信息的提取,为雷达探测和识别奠定基础.

关键词：微多普勒效应多特征运动目标识别时间-频率-强度关系

基于双原子超-亚辐射态选择性驱动的空间定向关联辐射

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物理学报 2024年第14期73卷 87-98页

作者：张杰陈爱喜彭泽安浙江理工大学理学院杭州310018

对于两个二能级原子组成的系统,当受到方向性可调的激光场驱动,同时原子间存在偶极-偶极相互作用和自发辐射相干的条件下,我们研究系统的双光子发射现象.对于全同原子系统,原子在特殊的几何构型下,能够实现将原子系统选择性激发到超辐... 详细信息

对于两个二能级原子组成的系统,当受到方向性可调的激光场驱动,同时原子间存在偶极-偶极相互作用和自发辐射相干的条件下,我们研究系统的双光子发射现象.对于全同原子系统,原子在特殊的几何构型下,能够实现将原子系统选择性激发到超辐射态或亚辐射态,详细讨论了关联函数的角分布情况.对于非全同原子系统,由于原子间的失谐,选择性驱动减弱,但是通过失谐的改变,激光方向调节能够对能级间耦合强度产生显著影响.研究发现调整激光的入射角度和原子的失谐,能够改变原子一阶相干,进而可以优化关联函数的角分布图样,以获得良好的对称性.本研究能够实现单侧或双侧高定向双光子发射,这为纳米天线的双光子发射提供了理论依据.

关键词：超辐射亚辐射光子关联纳米天线

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ZnSe及其Mn掺杂复合材料光吸收催化性能和高压结构性能研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 380-385页

作者：王世霞王晓雨胡天意上海理工大学材料与化学学院上海200093

ZnSe半导体材料是制备光电器件和光催化反应催化剂的重要原材料。其单体材料具有强光下易变质、电子-空穴复合等现象。通过元素掺杂制备ZnSe复合材料,并与单体材料对比研究了元素掺杂所提升的ZnSe的光学及结构性能。首先采用水热法实验... 详细信息

ZnSe半导体材料是制备光电器件和光催化反应催化剂的重要原材料。其单体材料具有强光下易变质、电子-空穴复合等现象。通过元素掺杂制备ZnSe复合材料,并与单体材料对比研究了元素掺杂所提升的ZnSe的光学及结构性能。首先采用水热法实验室制备纯ZnSe和Mn∶Zn加入比分别为5%、10%、15%和20%的ZnSe复合材料,对比材料形貌、结构,光吸收和催化性能,结果显示掺杂比为10%的样品结晶度最高,杂质成型量最少,催化性能最佳。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究纯ZnSe和掺杂比为10%的样品的高压结构相变行为,以探究元素掺杂对样品结构性能的影响。研究结果:(1)扫描电子显微镜(SEM)图显示,加入Mn元素后制得的ZnSe样品形貌为球状,与纯样大致相同,球状颗粒表面有小颗粒负载,且随着Mn加入量的增加,表面负载的物质增多;(2)X射线衍射(XRD)图谱表明,ZnSe样品结构为立方闪锌矿结构,随着Mn加入量的增加,样品MnSe特征峰增强,杂质MnO_(2)成型越完全。掺杂比为10%的样品ZnSe结晶度高,杂质成型量少;(3)固体紫外漫反射(UV-Vis)结果表明,掺杂比为10%的样品对光的吸收边最大,禁带宽度最小,为1.65 eV;(4)光催化实验结果显示,掺杂比为10%的样品催化降解甲基橙的效率最大,6 h降解85.4%。研究表明掺杂Mn元素比为10%的ZnSe复合材料,光吸收和催化性能相对最好。金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究ZnSe样品和掺杂比为10%的样品的高压相变结果表明,(1)纯ZnSe的LO声子模在压力上升到12.3 GPa时基本消失,TO声子模在压力上升到20.8 GPa时消失,整个加压过程中没有新峰生成,纯ZnSe发生闪锌矿相向岩盐矿相转变的高压行为;(2)复合材料的TO声子模在6.9 GPa时发生劈裂,在8.0 GPa时208 cm^(-1)处有新峰出现,表明在此压力下部分样品由闪锌矿相转变为辰砂矿相。在10.8 GPa时辰砂矿相的峰消失,体系发生由辰砂矿相向岩盐矿相转变;加压至18.8 GPa,LO声子模非常微弱,几近消失,此时体系中的闪锌矿相完全转化为岩盐矿相。研究了不同条件下ZnSe的光催化性能和相变行为,探究了不同掺杂比对ZnSe光催化性能的影响,确定掺杂比为10%的ZnSe样品为最佳掺杂比复合材料,丰富了极端条件下ZnSe的物理化学性质的多样性研究。

关键词： ZnSe Mn掺杂光吸收性能光催化性能高压相变

椭圆函数背景下Gerdjikov-Ivanov方程的多呼吸子

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物理学报 2024年第4期73卷 9-20页

作者：姚慧张海强熊玮玥上海理工大学理学院上海200093

作为非线性发展方程的一种特殊局域解,呼吸子具有包络振荡结构,且这种振荡呈现周期性变化.根据呼吸子在分布方向和演化方向的周期性,呼吸子主要有3种类型,即Kuznetsov-Ma呼吸子(Kuznetsov-Ma breather,KMB)、Akhmediev呼吸子(Akhmediev ... 详细信息

作为非线性发展方程的一种特殊局域解,呼吸子具有包络振荡结构,且这种振荡呈现周期性变化.根据呼吸子在分布方向和演化方向的周期性,呼吸子主要有3种类型,即Kuznetsov-Ma呼吸子(Kuznetsov-Ma breather,KMB)、Akhmediev呼吸子(Akhmediev breather,AB)和一般呼吸子(general breather,GB).近年来,周期背景下的呼吸子现象在许多非线性物理领域被观察到,比如在非线性光纤光学、流体力学等.研究表明背景周期波的调制不稳定性可以激发呼吸子的产生,且周期背景下的呼吸子具有非常丰富的物理性质和相互作用.因此,最近在周期背景下呼吸子的时空结构和相互作用引起了广泛关注.Gerdjikov-Ivanov方程可以被用来描述在量子场理论、弱非线性色散水波、非线性光学等领域中的非线性物理现象.构造该模型的各种类型的解是非常有意义的工作.据了解,在椭圆函数背景下的多呼吸子之前还未被研究过.本文首先利用修正的平方波(modified squared wave,MSW)函数法和行波变换法获得该方程的椭圆函数解.然后,在椭圆函数解初始条件下得到该方程Lax对的通解.基于椭圆函数的转换公式以及积分公式,将势函数周期解化简为只含有Weierstrass椭圆函数.然后,利用达布变换构造出在椭圆函数背景下呼吸子的具体表达形式.在椭圆函数背景下,推导出3种不同类型的呼吸子,包括GB,KMB和AB.最后,给出3种呼吸子的时空结构三维图,并且展示它们之间相互作用的过程.

关键词： Gerdjikov-Ivanov方程椭圆函数达布变换呼吸子

声波导单模光纤中后向受激布里渊散射的声模分析

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物理学报 2024年第5期73卷 157-166页

作者：冯云龙侯尚林雷景丽武刚晏祖勇兰州理工大学理学院兰州730050

本文推导了单模光纤中的声波亥姆霍兹方程,利用分离变量法求解并获得正规声波导导模的特征方程,定义了声模的归一化频率,结合贝塞尔函数的宗量近似分析了声波模式的特征值范围、截止频率和远离截止,探讨了声模的色散和布里渊增益谱的多... 详细信息

本文推导了单模光纤中的声波亥姆霍兹方程,利用分离变量法求解并获得正规声波导导模的特征方程,定义了声模的归一化频率,结合贝塞尔函数的宗量近似分析了声波模式的特征值范围、截止频率和远离截止,探讨了声模的色散和布里渊增益谱的多峰成因.研究结果表明单模光纤中纵向声波基模L01模无截止,主要被限制在纤芯中,与光基模耦合形成布里渊增益谱的主峰;高阶声模都存在低频截止,在包层分布比基模多,与LP_(01)模耦合形成布里渊增益谱的次峰.只有纵向L_(0n)声模对后向布里渊增益谱有贡献,纤芯掺锗浓度增大能使布里渊增益谱发生红移,声模数量增多,L_(01)模的增益峰值逐渐变大而高阶模的贡献减小.泵浦波长为1.55μm,纤芯掺锗浓度3.65%、纤芯半径4.2μm的单模光纤存在4个L_(0n)和16个L_(mn)(m>0)声模,声模L_(01),L_(03),L_(04)与光模LP_(01)声光耦合产生布里渊增益谱的1个主峰和2个弱峰;纤芯掺锗浓度15%,纤芯半径1.3μm的单模光纤存在3个L_(0n)模和7个L_(mn)(m>0)模,L_(01),L_(02),L_(03)模与LP_(01)模声光耦合使得布里渊增益谱呈现3个主峰.这些结论可以完全解释相应的实验现象,也为光纤SBS声波导研究及应用提供理论参考.

关键词：光纤声波导受激布里渊散射声模

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基于GA-SVR的近红外无创检测智能算法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3020-3028页

作者：于欣冉赵鹏宦克为李野姜志侠周林华长春理工大学数学与统计学院长春理工大学数学实验示范中心长春理工大学物理学院

近年来，由于安全、无损、高效等因素，基于近红外光谱及人工智能算法的无创检测在医学、生物等领域内备受关注。如何获取智能回归模型的近红外光谱有效特征是关键问题之一。以血糖浓度检测为例，融合近红外光谱、遗传算法与支持向量回... 详细信息

近年来，由于安全、无损、高效等因素，基于近红外光谱及人工智能算法的无创检测在医学、生物等领域内备受关注。如何获取智能回归模型的近红外光谱有效特征是关键问题之一。以血糖浓度检测为例，融合近红外光谱、遗传算法与支持向量回归(GA-SVR),建立了近红外无创血糖浓度智能预测算法。首先，根据OGTT实验规则，采集志愿者无创动态血液近红外光谱及其对应的血糖浓度，进一步基于遗传算法确定最优近红外特征波长组合，最后建立支持向量机回归模型实现血糖浓度的回归预测。设计了对比实验，分别将遗传算法与多层感知机回归(GA-MLPR)、偏最小二乘回归(GA-PLSR)和随机森林回归(GA-RFR)结合，与本文提出的方法进行比较。实验结果表明，提出的GA-SVR模型预测效果最好，测试集相关系数相比GA-PLSR提高了44%,相关系数达到99.97%,均方误差为0.000 097。表明，提出的GA-SVR可以实现对近红外光谱数据的有效特征提取，验证了启发式智能算法对于近红外无创检测的可行性。

关键词：近红外光谱无创检测特征选择遗传算法支持向量机

资源约束的模块化服装生产工序编排优化模型与算法

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2148-2158页

作者：颜伟雄胡觉亮韩曙光浙江理工大学服装学院浙江杭州310018 浙江理工大学理学院浙江杭州310018

为适应“多品种、小批量、短周期”服装生产现状,考虑服装生产线工作站带有资源设备数量约束的作业平衡问题(RCALB-VRW),以资源设备总数和平滑系数(SI)的极小化建立双目标优化数学模型。针对RCALB-VRW的特点,提出基于合并工作站策略的... 详细信息

为适应“多品种、小批量、短周期”服装生产现状,考虑服装生产线工作站带有资源设备数量约束的作业平衡问题(RCALB-VRW),以资源设备总数和平滑系数(SI)的极小化建立双目标优化数学模型。针对RCALB-VRW的特点,提出基于合并工作站策略的装箱遗传算法。首先设计工序分配列表与资源设备列表的双层实数编码方式;其次基于传统资源约束的生产线平衡问题的资源配置算法,对工作站与资源设备进行装箱操作,优化工序编排方案,在混合服装生产线的设备资源投入数量最小化的前提下,实现各工作站平稳作业;最后以两款相近衬衫为算例进行测试,并与另外3种资源约束模型比较,结果表明装箱遗传算法能够更高效地求解有资源设备数量约束的服装生产工序编排。所提方法可为服装智能制造与精益生产的推进提供理论指导。

关键词：资源约束工序编排混合服装生产线模块化生产装箱遗传算法

阳极支撑型锥管串接式直接碳固体氧化物燃料电池组的制备及性能

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无机材料学报 2024年第7期39卷 819-827,I0005页

作者：叶梓滨邹高昌吴琪雯颜晓敏周明扬刘江华南理工大学环境与能源学院广州510006

针对阳极支撑型直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的浓差极化阻抗大的问题,本研究采用改进后的凝胶注模法制备了阳极支撑型锥管状固体氧化物燃料电池(SOFC)。通过适当增加溶剂的含量,改善了浆料的流动性,提高了成品的质量;通过增大造... 详细信息

针对阳极支撑型直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的浓差极化阻抗大的问题,本研究采用改进后的凝胶注模法制备了阳极支撑型锥管状固体氧化物燃料电池(SOFC)。通过适当增加溶剂的含量,改善了浆料的流动性,提高了成品的质量;通过增大造孔剂的含量,提高了阳极的孔隙率,减小了气体的扩散阻力。改进后的SOFC以氢气为燃料,在800℃运行时,开路电压为1.05 V,电化学阻抗谱的极化阻抗更小,电池的最大功率密度为0.67 W×cm^(–2)(阴极有效面积为2.2 cm^(2)),明显优于改进前的SOFC。改进后的SOFC直接采用担载质量分数5%K的活性炭为燃料,在800℃运行时,开路电压为1.030 V,接近理论电压,最大功率密度达0.74 W×cm^(–2),以400 mA进行恒流放电,碳燃料的有效利用率为31%,高于改进前电池的碳燃料的有效利用率17%。将改进后的4个锥管状单电池串联成电池组,直接采用担载质量分数5%K催化剂的活性炭为燃料,在800℃运行时,最大功率达8.0 W,高于改进前的4节DC-SOFC电池组(4.1 W),该电池组碳燃料的有效利用率为15%,峰值功率密度可达0.91 W×cm^(–2),超过了文献报道的最高值。

关键词：直接碳固体氧化物燃料电池凝胶注模法 Boudouard反应锥管串接式钾催化剂