针对无线传感器网络中节点因干扰过大导致重传能耗增加,进而节点过早失效、网络生命期缩短的问题,根据网络拓扑信息和路由信息设计节点的负载模型,从而构建了节点的生命期模型.然后利用博弈论将路径增益、交叉干扰和节点生命期等性能参数融入到效益函数中,构建信道分配博弈模型.理论分析证明该博弈模型存在纳什均衡.进而运用最佳回应策略,在所构...
2000年以来,有关非对易空间的各种物理问题一直是研究的热点,并在量子力学、场论、凝聚态物理、天体物理等各领域中已被广泛地探讨.本文采用统计物理方法讨论非对易效应对谐振子体系热力学性质的影响.先以对易相空间中确定二维和三维谐振子的配分函数求出谐振子体系的热力学函数;非对易相空间中的坐标和动量通过坐标-坐标和动量-动量之间的线性...
双向温差驱动下的Marangoni-热毛细对流在许多工程技术领域具有重要作用,但是,已有的大部分研究集中于单向温差作用下的流动.因此,采用数值模拟的方法研究了水平温差对双向温差驱动下的环形浅液池内Marangoni-热毛细对流的影响.在一个给定的顶部换热条件下,确定了不同水平温差作用下流动由轴对称稳态流动向三维非稳态流动转变的临界底部热流密度...
提出了一种制备三光子纠缠W态的方案,该方案利用携带轨道角动量为l的光子（其中l可取（-∞,＋∞）的任意整数）可构成无穷维向量空间的特性,采用两种类型的参量下转换,产生轨道角动量-自旋角动量纠缠的两对光子和一对偏振纠缠光子,通过纠缠交换制备三光子多自由度的W态,实现三光子体系纠缠的高维度、大容量量子信息处理.方案采用q-plate相位光学...
从量子相干性包括l1norm相干性和量子相对熵相干性的角度建立了判定开放量子系统中非马尔可夫过程的方法,并给出了相应的判别条件.作为它们的具体应用,研究了一个两能级系统分别经历相位衰减通道、随机幺正通道和振幅耗散通道作用时对应的非马尔可夫过程发生必须满足的条件.对于三种通道模型,得到了l1norm相干性对系统任意态非马尔可夫过程发生...
宏观-微观纠缠最早起源于＂薛定谔的猫＂思想实验,是指在宏观体系与微观体系之间建立量子纠缠.实现宏观-微观纠缠可以利用多种物理体系来完成,本文重点介绍了在光学体系中制备和检验宏观-微观纠缠的发展过程.从最初的受激辐射单光子量子克隆到光学参量放大,再到相空间的位移操作,实验上制备宏观-微观纠缠的方法取得了长足的进步.利用非线性光学...
针对量子中继器短时间内难以应用于长距离量子密钥分配系统的问题,提出了基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配协议,分析了其密钥生成率与存储效率、信道传输效率和安全传输距离等参数间的关系,研究了该协议中量子存储单元的退相干效应对最终密钥生成率的影响,比较了经典测量设备无关量子密钥分配协议和基于量子存储的测量设备无关量子...
提出了一种基于强跟踪滤波器的混沌保密通信方法.在发送端,混沌映射和信息符号被建模成非线性状态空间模型,信息符号被加性混沌掩盖或乘性混沌掩盖调制,然后通过信道输出.在接收端,驱动信号被接收,使用带有贝叶斯分类器（信息符号估计）的强跟踪滤波器算法动态地恢复信息符号.Logistic混沌映射的仿真表明,当信息符号为二进制编码时,不管是加性混...
为了获取高光谱分辨率、高空间分辨率、高偏振精度、高信噪比和稳定性好的全部Stokes参量光谱图像,考虑到声光可调谐滤光器（acousto-optical tunable filter,AOTF）的±1级衍射光的正交特性,提出用一个AOTF滤光,一个液晶可变延迟器（liquid crystal variable retarder,LCVR）进行相位调制和两个CCD相机分别对±1级衍射光成像的高光谱全偏振成像新...
硅功能化石墨烯（硅化烯）作为锂离子电池的负极材料,一旦发生分层或粉化等损伤现象,会严重地降低材料的电子输运能力和储锂容量,减少电池的使用寿命,因此要求负极材料具有较强的力学可靠性.考虑到传统分子动力学方法的模拟尺度很难达到硅化烯负极材料的真实尺度,首先采用Tersoff势函数和Lennard-Jones势函数建立了多种硅化烯的全原子数值模型,...
利用量子S-矩阵理论,借助一致近似方法,研究了波长分别为800,1300与2000 nm的强激光场下氩原子高阶阈上电离光电子能谱的类共振增强结构.结果表明：在近红外和中红外波段的强激光场下,阈上电离光电子能谱中均会出现类共振增强结构,而出现的光强正好满足通道关闭条件,从而进一步证实了类共振增强的通道关闭机理解释;发现随着激光波长和光强的增加...
物质分子振动退相时间测量是一种非标记无损分子检测方法,用超连续谱时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法可同时获得分子振动谱和退相时间.实验以苯甲腈和甲醇为样品,研究当分子环境变化时,其主要振动谱的振动退相时间变化情况.将苯甲腈与无水乙醇混合,测量了苯甲腈分子1017,2247和3085 cm-1三个典型分子振动的退相时间随环境变化的规律,并得到...
利用三态模型和含时波包法,研究了K2分子在强飞秒抽运-探测激光场中延时、脉宽以及抽运波长对光电子能谱和波包动力学过程的影响.研究结果表明,激光场强较弱或者脉宽较短都可能不发生Autler-Townes分裂,光电子能谱呈现出单峰结构;延时和抽运波长的改变影响能峰结构、位置和相对峰高;对于不同的抽运波长,波包的振动周期是相同的,波包振荡幅度随脉...
原子间相互作用势是预测惰性气体输运性质的必要输入条件.文章对描述惰性气体原子间相互作用的Lennard-Jones势、指数排斥势、Hartree-Fock-Dispersion-B（HFD-B）势和唯象势的形式和特点进行了分析.基于Chapman-Enskog方法,计算得到了惰性气体在300—5000 K温度区间内基于四种原子相互作用势的黏性和热导率,并与文献报道的实验和理论计算结果进...
通过将两个金属开口环谐振器口对口地放置,实现了超材料谐振子间的电耦合谐振.对电耦合谐振的微波等效电路进行了理论分析和数值计算,结果表明耦合后的超材料谐振子能产生两个谐振频率,其中一个随耦合强度的增加逐渐向低频方向移动,而另一个固定在单谐振子的谐振频率处不变.微波透射谱的实验测试和电磁仿真结果表明,两个谐振峰随耦合强度的增加...
研究表明,峰值强度为1022—1025W/cm2量级的圆偏振激光脉冲的有质动力场可以直接加速并产生GeV—TeV的单能电子束,其中被加速电子的能量与激光脉冲的峰值强度成线性定标关系.为了获得更高能量的电子束,通过对一维解析模型的分析得到：如果电子束在激光传播的方向上具一个初始能量E0,那么这种线性的定标关系可以被打破,被加速电子束最终的能量可...
基于Zernike模式的波前重构算法通常忽略实际波前像差构成的差异,而用一定数量的低阶Zernike模式进行波前重构,导致模式混淆或耦合等问题,进而影响波前重构的精度.根据信息论中的最小描述长度准则对重构模型的阶数进行了选择,在此基础上应用非线性优化算法计算重构系数,并最终实现波前重构;对不同信噪比条件下振幅均匀分布入射光束的波前进行了...
针对谐振式微腔的应用需求,提出了一种新型三环谐振式微腔结构,类似于原子系统中的电磁诱导透明,耦合诱导透明（CRIT）效应在一个新的光学微腔系统中已被实验证明.该结构在硅基上由三个尺寸完全一样的微环腔组成,通过理论分析、制备和实验测试,能够观察到CRIT现象,其频谱具有低群速的狭窄透明峰,与光栅耦合器的耦合效率为34%,并且谐振器的品质因...
光正交频分复用系统中的光纤非线性效应制约着系统进一步的扩容.针对此问题,提出一种数字相干叠加的方法,用于提高相干光正交频分复用系统对光纤非线性的容忍性.仿真中,5通道的波分复用下偏振复用相干光正交频分复用系统的每个通道传输四进制正交振幅调制映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400km.首先,通道间隔为25 GHz,与传统相干光正交频分复...
报道了一种基于全啁啾镜腔内色散补偿的、可长期稳定运行的亚8 fs钛宝石激光器.在4 W绿光抽运下,可获得300 mW、86 MHz脉冲输出.腔内用于色散补偿的两对啁啾镜是国内自主设计自行镀膜的,其对色散的精确控制可以在腔内不加尖劈对的情况下获得半宽超过150 nm超宽带输出.利用腔外色散补偿,脉冲宽度被压缩至7.9 fs,这是目前采用国产啁啾镜获得的最短...
渐变折射率分布的光波导分析对光波导器件的设计和研究至关重要,近年来已提出了多种分析方法,然而在简便性或准确性上都存在着不足.为此,提出了一种分析渐变折射率分布光波导的方法,能够结合现有的Wentzel-Kramers-Brillouin近似法和离散化的波动方程,构建模场分布,再结合变分运算方程和修正的模式本征方程,计算出较为精确的有效折射率.与其他分...
在低密等离子体通道中,横向有质动力可以有效调制电子的横向振荡过程.一方面,横向有质动力可以向外推动电子,增大电子横向振荡振幅,减小失相率,使电子获得能量增益;另一方面,横向有质动力也可以通过对失相率的非线性调制来降低失相率,在电子横向振荡振幅很小的情况下导致激光直接加速.横向有质动力调制的大小由等离子体密度、激光强度和束宽共同...
实验测量了100 keV的质子束穿过部分电离氢等离子体靶后的能量损失.等离子体靶由气体放电方式产生,其自由电子密度在1016cm-3量级,电子温度约1-2 eV,维持时间在微秒量级.研究结果表明：质子束在等离子体靶中的能量损失与自由电子密度密切相关且明显大于在同密度条件下中性气体靶中的能量损失;在自由电子密度达到峰值处,通过实验结果计算得到此时...
纳米技术的快速发展使得对微纳尺度导热机理的深入研究变得至关重要.理论和实验都表明,在纳米尺度下声子热导率将表现出尺寸效应.基于声子玻尔兹曼方程和修正声子平均自由程的方法得到了多约束纳米结构的声子热导率模型,可以描述多个几何约束共同作用下热导率的尺寸效应.不同几何约束对声子输运的限制作用可以分开计算,总体影响则通过马西森定则...
研究了多孔金属薄膜的阻尼性能和微观机理.采用分子动力学方法及扫描电镜（SEM）原位观察实验手段对多孔金属薄膜阻尼进行研究,得出金属薄膜应变滞后于应力周期性变化以及弹性势能周期性衰减的规律,并通过应变滞后应力的时间差求得损耗因子;从微观结构上可看出,在薄膜孔缺陷附近〈110〉晶向上经历了位错产生、并且位错呈阶梯状向前发射的变化;在...
如何确定精确的原子间作用势一直是模拟计算的重要基础问题.以面心立方金属金和银为对象,采用第一性原理方法,分别得到金和银的晶格内聚能-原子距离曲线及基态原子能曲线.根据陈-莫比乌斯（Chen-M？bius）晶格反演理论和自编程序,得到了精确的反演对势曲线.对该曲线进行拟合,通过比较不同势函数的拟合结果,提出了双指数型的势函数解析式,并得到...
采用基于第一性原理的赝势平面波方法,对BiTiO3的多种结构进行了计算.计算结果表明,C1C1结构最为稳定,对应晶格参数为a=b=5.606A,c=9.954A;α=β=105.1°,γ=61.2°.进一步对C1C1结构的BiTiO3的能带结构、电子性质和光学性质进行了研究,发现Bi Ti O3是间接带隙半导体,其费米面附近的能带主要由Ti-3d和O-2p层的电子态构成.通过介电函数、复折射率...
共掺杂是提高二氧化钛纳米管可见光催化性能的一种有效方式.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了N单掺杂、F单掺杂及N-F共掺杂二氧化钛纳米管的原子结构、电子性质和光学性质.计算结果表明,相比N单掺杂和F单掺杂,N-F共掺杂二氧化钛纳米管的形成能更低,掺杂后的体系热力学稳定性更好.此外,相比未掺杂时的带隙,N-F共掺杂后体系的带隙变化...
根据实验发现的有机器件如Co/有机半导体/La0.7Sr0.3Mn O3中磁性原子渗透现象,利用自旋漂移-扩散方程,理论研究了磁性渗透层中极化子-双极化子的转化对自旋极化输运的影响.研究发现：磁性渗透层具有不同于纯净有机层的迁移率和自旋反转时间,都将影响极化子-双极化子的转化,进而影响自旋极化的输运;在磁性渗透层中极化子自旋反转时间的劈裂是引起...
基于第一性原理计算方法系统地研究了L21和B2结构下的Heusler合金Co2MnAl（100）表面原子的原子弛豫、电子结构、磁性和自旋极化行为.L21和B2结构的Co2MnAl（100）表面由于Co—Mn和Co—Al的成键差异,使得不同原子分别发生不同程度的伸缩.与块体相比,Co和Mn原子的自旋磁矩由于表面效应而明显增大,电子结构计算显示L21结构块体中的带隙被表面态破...
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