采用概率转移矩阵方法和电路分割理论建立了两种结构的量子元胞自动机（QCA）加法器的容错性模型,深入分析了各组成元件对加法器的整体容错性能的影响.指出元件在较低的正确概率时,传输线对整体正确概率影响较小,而当元件正确概率较高时,传输线的正确概率对整体正确概率的影响急剧增大,并且在整个参数变化范围内反相器始终是影响整体正确概率的...
研究了一类大气等离子体反应扩散模型.利用奇摄动方法得到了问题的渐近解,并用微分不等式理论证明了解的一致有效性.
复变量移动最小二乘法构造形函数,其优点是采用一维基函数建立二维问题的试函数,使得试函数中所含的待定系数减少,从而有效提高计算效率.文章基于复变量移动最小二乘法和局部Petrov-Galerkin弱形式,采用罚函数法施加边界条件,推导相应的离散方程,提出弹性力学的复变量无网格局部Petrov-Galerkin法.数值算例验证了该方法的有效性.
利用互易定理推导了考虑直达波和界面反射波时半空间分层界面上任意取向偶极子在上半空间远区辐射场的解析表达式.进一步考虑电偶极子距离分界面为某一高度情形,在考虑直达波和反射波程差基础上导出相应辐射场公式.辐射场解析表达式中分层半空间TM和TE波反射系数可以通过连分数方法或传播矩阵法计算获得.本文推导过程物理概念清晰,所得解析结果...
针对实用的量子密钥分配（QKD）系统是基于强衰减的弱激光脉冲作为单光子源,光子数分束攻击极大限制了通信双方在非理想条件下QKD的传输距离和密钥生成率,采用大数定律对诱惑态协议中单光子的计数率、单光子增益和误码率分别进行统计涨落分析,利用双诱惑态比较了1310 mn和1550 nm条件下,编码脉冲的长度为（N=10°-N=10~（12））实际QKD协议中密钥...
分数阶系统具有更大的密钥空间,然而异结构的分数阶系统在保密通信领域更具有普遍性,因此,研究异结构的分数阶同步问题具有重要的意义.本文讨论了分数阶超混沌Chen系统和分数阶超混沌Rossler系统的异结构同步问题,基于分数阶系统稳定性理论,应用主动控制同步法和自适应控制同步法来设计各自不同的控制器,使得响应系统和驱动系统同步.数值仿真表...
研究了Holmes型Duffing方程的混沌特性用于信号检测的方法,针对该方法只适用检测特定频率成分信号、方程参数选择不便以及噪声影响检测结果等情况,提出基于Duffing振子的变尺度微弱特征信号检测方法.数值分析表明,该方法可以仅用一组确定的参数条件,检测任意频率、任意相位的特征信号.
研究了一类噪声诱导的二维复时空系统的同步问题.首先讨论了二维复Ginzburg-Laudau（CGL）方程随时间和空间变化的时空混沌特性;其次,研究了时空噪声驱动下CGL系统的同步问题.理论上利用线性稳定性分析,得到了常数激励下CGL系统达到稳定态的临界强度;结合噪声的随机性和非零均值特性,揭示了噪声诱导同步的机理;并从理论上和数值上分别给出了达到...
利用电磁场微波理论,对简化近似后的被动型氢脉泽微波腔模型建立了微波腔频率谐振方程、无载Q值以及填充因子的解析表达式.通过计算找到了无载Q值与填充因子乘积最大时的微波腔尺寸.实验表明,新设计的微波腔的各项性能完全满足被动氢脉泽的使用要求.该腔体的无载Q值达到9800,填充因子值达到1.2,并且该微波腔的原子填充区域是已有文献报道中体积...
研究了180 nm互补金属氧化物半导体技术下的器件沟道长度对总剂量辐照效应的影响.在其他条件如辐照偏置、器件结构等不变的情况下,氧化层中的陷阱电荷决定了辐照响应.浅沟槽隔离氧化层中的陷阱电荷使得寄生的侧壁沟道反型,从而形成大的关态泄漏电流.这个电流与沟道长度存在一定的关系,沟道长度越短,泄漏电流越大.首次发现辐照会增强这个电流的沟...
一维ZnO纳米结构由于具有比表面积大、室温下具有大激子结合能等特点而受到广泛关注.但是如何实现纳米结构的器件一直是目前研究的一个挑战.文章通过水热方法,在玻璃衬底上实现了ZnO纳米线横向生长,并制备出基于ZnO纳米线的金属-半导体-金属紫外探测器.测量结果显示器件在365 nm处探测器的响应度达到5 A/W,并且制备的探测器在空气中对紫外光照具...
采用密度泛函理论平面波超软赝势方法,计算并分析了Mo/X（B,C,N,O,F）共掺杂TiO_2体系的形成能、电子结构和光学性质,研究了共掺杂协同效应对于计算体系光催化性能的影响机制.首先计算出不同掺杂体系的态密度及能带结构,利用能带理论分析了共掺杂效应对于禁带宽度的调控作用,进而分析了共掺杂对TiO_2光催化能力和稳定性的协同作用.结合电荷密度...
通过研究HOC1分子高激发振动态的动力学势,明确了该体系的动力学特点.研究表明,在O-C1伸缩模式和H-O-C1弯曲模式间存在2：1 Fermi共振的动力学模型下,H-O伸缩振动模式对于上述两种振动模式的动力学势有显著影响,且这种影响随Polyad数呈现有规律的变化.作为定量研究,还研究了Polyad数为24时该分子体系的动力学势与各能级的相空间轨迹.分析表明,相...
通过设计一定的单元结构,可以实现超宽带人工电磁材料.基于蘑菇型金属结构,提出了一种同时具有左右手通带无缝结合的超宽带双入射型复合媒质材料结构单元.该结构由嵌入到介质板的两个反向对称的蘑菇型金属结构组成,能够同时引发电谐振和磁谐振而得到左手通带.通过利用CST软件仿真、等效电磁参数提取、折射率计算以及建立等效磁谐振电路模型等方...
基于非均匀温度分布效应对互连延时的影响,提出了一种求解互连非均匀温度分布情况下的缓冲器最优尺寸的模型.给出了非均匀温度分布情况下的RC互连延时解析表达式,通过引入温度效应消除因子,得出了最优插入缓冲器尺寸以使互连总延时最优.针对90 nm和65 nm工艺节点,对所提模型进行了仿真验证,结果显示,相较于以往同类模型,本文所提模型由于考虑了...
为研究具有特定频段的左手材料设计方法.首先基于传输线理论构造了一种左手材料微观构型,采用S参数反演法进行数值仿真和等效传输线模型分析,说明了该构型在特定的尺寸条件下具有左手特性,并分析了尺寸参数对左手性能的影响.进而给出了在给定频率附近具有最大带宽、较小损耗的左手材料设计优化问题的数学模型,并给出了设计实例.数值设计结果验证...
一些实验表明,实际大气会偏离理想Kolmogorov模型.本文基于广义Huygens-Fresnel原理和Toselli等提出的非Kolmogorov湍流模型,推导出部分相干双曲正弦-Gauss（HSG）涡旋光束通过非Kolmogorov大气湍流的解析传输公式,并用以对两束部分相干HSG涡旋光束相干叠加和非相干叠加形成的合成相干涡旋在非Kolmogorov大气湍流中的动态演化进行了研究.结果表...
用时域有限差分方法对氧化孔限制型外腔式光子晶体垂直腔面发射激光器（VCSEL）在小氧化孔下氧化孔形状对激光器模式特性的影响进行了模拟计算.建立了三维光子晶体面发射激光器光场计算模型,分析了氧化孔形状变化对器件远场特性与频率特性的影响.研究发现,氧化孔形状可影响光子晶体VCSEL的模式特性,尤其是频谱特性.从模场分布的角度可解释为菱形...
同步辐射X射线是扁平光,传统显微CT难以对长样品实现快速、高分辨、低剂量三维成像,螺旋扫描的引入可以很好地解决这一难题.本文采用数字模拟和实验的方法较为系统地研究了螺距、光斑竖直高度和180°投影数对成像质量、速度的影响.模拟结果表明,在螺距不大于2的前提下,180°投影数增大,误差减小,CT成像速度变慢;光斑竖直高度增大,速度加快;螺距增...
使用脉冲光在室温下抽运一根长1 m的高非线性光子晶体光纤,产生了中心波长分别位于830 nm和1411 nm的具有量子关联性的闲频与信号光子.实验中闲频和信号通道的带宽分别是15 nm和35 nm.对单通道光子计数率的拟合结果显示光子几乎全部来源于光纤中的自发四波混频过程,未受到Raman散射噪声的影响.当闲频和信号通道的光子产生率约为每脉冲0.0085个时...
利用数值计算结果,讨论了在Y型四能级原子系统中Doppler展宽对与真空诱导相干性（VIC）相关的探测场吸收性质的影响.研究结果表明：当无Doppler展宽时,只有不存在VIC时才可能产生电磁感应透明（EIT）现象;VIC将导致探测场吸收的明显改变和增益产生;在VIC存在和不存在两种情况中,吸收曲线都具有关于探测场失谐对称的双峰结构.当有Doppler展宽时,...
光载无线技术是解决终端超宽带无线通信的重要方法,光信号与微波/毫米波信号的融合处理技术在光-无线的数据格式转换中至关重要.提出了一种基于相位调制信号光注入Fabry-Perot型半导体激光器实现微波副载波相位调制信号产生的方法.光学注入半导体激光器的输出光场会产生一周期（P1）振荡效应,P1振荡产生的边带实现了相位调制信号光的调制分量的...
详细地介绍了计算线宽展宽因子（α因子）的理论基础及推导过程,建立了α因子的简便模型.该模型分别考虑了带间跃迁、带隙收缩和自由载流子效应对α因子的影响,利用不同载流子浓度下的增益曲线得到光子能量随载流子浓度的变化速率以及微分增益,进而对α因子进行近似计算.模拟计算了InGaAs/GaAs量子阱激光器的增益曲线及α因子的大小,计算结果与文献报...
Michelson腔技术是实现激光相干合成的有效方案.利用Michelson腔技术,实现了全光纤结构下的两路光纤激光器的相干合成,获得了功率为11.75 W,效率为95.76%的相干输出.实验研究了相干合成效率与激光腔长差的关系以及抽运对称性对相干合成效率的影响.实验表明相干合成效率极易受激光腔长差的影响,不同腔长差下相干合成效率差异可达18%以上,且存在最...
提出一种基于Jones矩阵的非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型,对偏振控制器波片方位角的描述具有物理意义清晰的优点.数值仿真得到均方根宽度为0.28 ps的超短脉冲,时域对称且振幅稳定.搭建了非线性偏振旋转锁模光纤激光器,系统可以自启动,得到了重复频率为67.35 MHz的锁模脉冲输出.数值仿真和实验结果都表明偏振控制器两个波片的方位角α_1和α...
谐振腔因其具有选频功能而在集成光学领域具有广泛的应用.通过两个光子晶体环形腔、四个不同尺寸的光子晶体微腔及波导之间的耦合,实现了1310 nm,1550 nm,1600 nm和1650 nm四个波长的波分解复用.时域有限差分法模拟分析的结果表明,仅仅通过调制输出波导边缘介质柱的半径,即可使四个波长的输出效率均达到90%以上.所设计的器件不但效率高,而且尺寸...
空心Bragg光纤可广泛用于气体传感,但要求它的传输通带处于中红外波段,以便与待测气体的基频吸收峰匹配.本文提出了空心Bragg光纤传输通带的一种设计方法与波长控制工艺,可以实现传输通带在2.5-12μm内任意波长的空心Bragg光纤的制备.实验制备出一阶传输通带分别在10.6μm和3.3μm的光纤样品,利用截断法测量出其一阶传输通带损耗分别为5.9 dB/m和8....
以民用工程结构如桥梁、大坝、高层建筑的健康检测为背景,采用光纤光栅传感器实现对结构性能的实时监测和诊断,及时发现结构的损伤以评估结构的安全性.提出了一种可用于光纤光栅传感的新型弯曲伸张弹性敏感结构,可实现对压力、应变以及加速度的准确测量.对该结构弯梁腹部处的应变进行了理论分析和实验验证,结果表明弯梁腹部处各点的应变与该弯曲...
快速多极子边界元算法可以加速矩阵和向量乘法运算,将传统边界元算法的计算量和内存占用量分别降为O（Nlog~2N）和O（N）,适用于大型声学模型模拟计算.本文发展了一种基于Burton-Miller方程的三维多层声学快速多极子边界元算法.将新的自适应树状算法应用到对角形式的快速多极子边界元算法,并使用最新提出的解析式源点矩计算公式,进一步提高了快...
由于孔道的双电层结构和流体-固体耦合运动,弹性波在孔隙地层中传播时会引起电磁场.前人提出了基于这种耦合效应的震电测井方法,但对井中震电波的特性缺少细致的分析.本文对孔隙地层充流体井孔中点声源激发的震电耦合波的分波进行分析,证明了井孔流体电磁波波数不是井内震电波场支点,计算了地层电磁波支点、横波支点和快纵波支点对应的侧面波.在...
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