2017年 66卷 第1期
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2017, 66(1): 010301.
doi: 10.7498/aps.66.010301
摘要:
廖湘萍等（Chin.Phys.B 23 020304，2014）指出弱测量和弱测量反转操作可以保护三个量子比特的纠缠，提高保真度.本文将弱测量方法推广至四个量子比特的情况，研究了几种典型四个量子比特量子态的演化.结果表明：在振幅阻尼通道中，弱测量方法能够有效地提高系统量子态的保真度.分析了影响量子态保真度的各种因素，对比了不同量子态的演化特征，划分了量子态保真度提高的敏感区域.最后，对弱测量方法抑制量子态衰减的内在机制做了合理的物理解释.
廖湘萍等（Chin.Phys.B 23 020304，2014）指出弱测量和弱测量反转操作可以保护三个量子比特的纠缠，提高保真度.本文将弱测量方法推广至四个量子比特的情况，研究了几种典型四个量子比特量子态的演化.结果表明：在振幅阻尼通道中，弱测量方法能够有效地提高系统量子态的保真度.分析了影响量子态保真度的各种因素，对比了不同量子态的演化特征，划分了量子态保真度提高的敏感区域.最后，对弱测量方法抑制量子态衰减的内在机制做了合理的物理解释.
2017, 66(1): 010501.
doi: 10.7498/aps.66.010501
摘要:
研究了反馈耦合布朗棘轮中粒子处于负载力、时变外力及噪声作用下的定向输运问题.详细讨论了外力作用时间的不对称性、外势空间的不对称性及外力周期等对反馈耦合棘轮中粒子输运效率的影响.研究发现，外力的时间不对称度能促进反馈棘轮中粒子的定向输运，随时间不对称度的增大，反馈棘轮中粒子能获得较大的效率.然而，外势空间的不对称度能有效抑制耦合棘轮中粒子的扩散，达到增强耦合粒子定向输运的效果.同时还发现，存在最优的噪声强度能使耦合粒子的输运效率达到最大.
研究了反馈耦合布朗棘轮中粒子处于负载力、时变外力及噪声作用下的定向输运问题.详细讨论了外力作用时间的不对称性、外势空间的不对称性及外力周期等对反馈耦合棘轮中粒子输运效率的影响.研究发现，外力的时间不对称度能促进反馈棘轮中粒子的定向输运，随时间不对称度的增大，反馈棘轮中粒子能获得较大的效率.然而，外势空间的不对称度能有效抑制耦合棘轮中粒子的扩散，达到增强耦合粒子定向输运的效果.同时还发现，存在最优的噪声强度能使耦合粒子的输运效率达到最大.
2017, 66(1): 010702.
doi: 10.7498/aps.66.010702
摘要:
光学俘获技术利用光与物质相互作用产生的光势阱效应来实现对微粒的操控，已经成功应用于生物医学、材料科学等交叉领域.在对微粒进行三维俘获时，传统的宽场光学显微技术只能观测到某一平面内微粒的横向运动，对微粒沿轴向运动的观测受到很大限制.本文将轴平面显微成像技术引入光学微粒操控研究中，利用45°倾斜的反射镜把微粒的轴向运动信息转换到横向平面进行观测，与传统宽场显微成像技术相结合，实现了对二氧化硅小球俘获过程横向和轴向运动的同步观测.该成像方法无需扫描和数据重构，具有实时快速等优点，在新型光束光镊、厚样品...
光学俘获技术利用光与物质相互作用产生的光势阱效应来实现对微粒的操控，已经成功应用于生物医学、材料科学等交叉领域.在对微粒进行三维俘获时，传统的宽场光学显微技术只能观测到某一平面内微粒的横向运动，对微粒沿轴向运动的观测受到很大限制.本文将轴平面显微成像技术引入光学微粒操控研究中，利用45°倾斜的反射镜把微粒的轴向运动信息转换到横向平面进行观测，与传统宽场显微成像技术相结合，实现了对二氧化硅小球俘获过程横向和轴向运动的同步观测.该成像方法无需扫描和数据重构，具有实时快速等优点，在新型光束光镊、厚样品...
2017, 66(1): 010701.
doi: 10.7498/aps.66.010701
摘要:
提出了一种基于87Rb原子的大失谐光学晶格的设计方案，详细介绍了光晶格光束的校准、频率失谐的调整以及光强输出的控制方式.在磁光阱和偏振梯度冷却的基础上，研究了光学晶格的总光强和频率失谐等参数对原子装载的影响，实现了光晶格中冷原子的绝热装载与卸载.通过光强调制的方法，测量了光晶格的振动频率.光晶格的引入，使得温度降低为原有的1/3.涉及的系统设计和结论对其他碱金属原子光晶格的实验设计具有参考价值.
提出了一种基于87Rb原子的大失谐光学晶格的设计方案，详细介绍了光晶格光束的校准、频率失谐的调整以及光强输出的控制方式.在磁光阱和偏振梯度冷却的基础上，研究了光学晶格的总光强和频率失谐等参数对原子装载的影响，实现了光晶格中冷原子的绝热装载与卸载.通过光强调制的方法，测量了光晶格的振动频率.光晶格的引入，使得温度降低为原有的1/3.涉及的系统设计和结论对其他碱金属原子光晶格的实验设计具有参考价值.
2017, 66(1): 010703.
doi: 10.7498/aps.66.010703
摘要:
除中子外，聚变核心同时释放大量高能伽马，其能谱可反映聚变过程的关键物理参数，并为过程诊断提供重要信息.由于聚变伽马的时间与能量特性，需要设计高探测效率及能量分辨率的伽马谱仪.根据高能伽马谱仪的概念设计（gamma-to-electron magnetic spectrometer），针对该系统中伽马-电子转换靶、电子偏转汇聚、电子探测等关键环节进行优化设计以提高系统探测效率及能量分辨率.其中采用Monte-Carlo程序Geant4模拟研究了伽马-电子转换靶中康普顿散射与多次库仑散射对由转换靶出...
除中子外，聚变核心同时释放大量高能伽马，其能谱可反映聚变过程的关键物理参数，并为过程诊断提供重要信息.由于聚变伽马的时间与能量特性，需要设计高探测效率及能量分辨率的伽马谱仪.根据高能伽马谱仪的概念设计（gamma-to-electron magnetic spectrometer），针对该系统中伽马-电子转换靶、电子偏转汇聚、电子探测等关键环节进行优化设计以提高系统探测效率及能量分辨率.其中采用Monte-Carlo程序Geant4模拟研究了伽马-电子转换靶中康普顿散射与多次库仑散射对由转换靶出...
2017, 66(1): 014203.
doi: 10.7498/aps.66.014203
摘要:
采用飞秒激光抽运脉冲激发了Bi2Te3薄膜频率为1.856 THz的声子相干振动，并用探测光测量得到了其阻尼振动信号.结合Raman光谱，确定该振动为A1g1对称振动模式的相干光学声子.为了实现该模式振动的调控，在抽运光路上安装了脉冲整形器，进而控制生成具有不同时间间隔和能量比的两束脉冲激光.研究表明，当两束脉冲的间隔时间为相干光学声子振动半周期的奇数倍时，调整两束脉冲的能量比值，可以实现A1g1模式振动的完全消除.继而将两束脉冲的能量比值保持不变，得到了振幅随间隔时间的变化曲线，与理论分析符合...
采用飞秒激光抽运脉冲激发了Bi2Te3薄膜频率为1.856 THz的声子相干振动，并用探测光测量得到了其阻尼振动信号.结合Raman光谱，确定该振动为A1g1对称振动模式的相干光学声子.为了实现该模式振动的调控，在抽运光路上安装了脉冲整形器，进而控制生成具有不同时间间隔和能量比的两束脉冲激光.研究表明，当两束脉冲的间隔时间为相干光学声子振动半周期的奇数倍时，调整两束脉冲的能量比值，可以实现A1g1模式振动的完全消除.继而将两束脉冲的能量比值保持不变，得到了振幅随间隔时间的变化曲线，与理论分析符合...
2017, 66(1): 014204.
doi: 10.7498/aps.66.014204
摘要:
提出了一种具有宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构，该结构由相同的折射率和物理厚度以及不同的波阻抗的两种磁性材料交替组合而成.通过传输矩阵法分析可得，相比于非磁性光子晶体，该光子晶体的禁带对入射角和偏振都不敏感，从而具有更宽的绝对禁带.合适地调节两种磁性材料的参数，增加两者波阻抗的差值，该光子晶体的绝对禁带宽度也相应地增加；调节两种磁性材料的物理厚度，其绝对禁带中心也会随之调整；最后，将两个满足上述条件的一维磁性光子晶体组成异质结构，其第一禁带宽度与禁带中心之间的比值可达到1.41以上.
提出了一种具有宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构，该结构由相同的折射率和物理厚度以及不同的波阻抗的两种磁性材料交替组合而成.通过传输矩阵法分析可得，相比于非磁性光子晶体，该光子晶体的禁带对入射角和偏振都不敏感，从而具有更宽的绝对禁带.合适地调节两种磁性材料的参数，增加两者波阻抗的差值，该光子晶体的绝对禁带宽度也相应地增加；调节两种磁性材料的物理厚度，其绝对禁带中心也会随之调整；最后，将两个满足上述条件的一维磁性光子晶体组成异质结构，其第一禁带宽度与禁带中心之间的比值可达到1.41以上.
2017, 66(1): 014205.
doi: 10.7498/aps.66.014205
摘要:
由于涡旋光具有轨道角动量，将它应用于光纤通信领域可以有效提高信息传输速率.设计了一种环形光子晶体光纤，利用COMSOL Multiphysics软件对其涡旋光TE01，HE21±和TM01模式特性进行模拟计算，它们之间有效折射率差分别为4.59×10-4和3.62×10-4；其中，TE01模式的涡旋光在入射光波长范围为1650–1950 nm时，色散值在44.18–45.83 ps·nm-1·km-1之间平坦；入射光波长在1550 nm时，TE01模式的涡旋光的非线性系数为1.37 W-1·km...
由于涡旋光具有轨道角动量，将它应用于光纤通信领域可以有效提高信息传输速率.设计了一种环形光子晶体光纤，利用COMSOL Multiphysics软件对其涡旋光TE01，HE21±和TM01模式特性进行模拟计算，它们之间有效折射率差分别为4.59×10-4和3.62×10-4；其中，TE01模式的涡旋光在入射光波长范围为1650–1950 nm时，色散值在44.18–45.83 ps·nm-1·km-1之间平坦；入射光波长在1550 nm时，TE01模式的涡旋光的非线性系数为1.37 W-1·km...
2017, 66(1): 014206.
doi: 10.7498/aps.66.014206
摘要:
利用普通单模光纤（SMF）与色散补偿光纤（DCF）分别具有正色散和负色散系数特性，实现光纤光栅阵列的高速高精度解调.系统采用全光纤结构，仅需发出单一高速光脉冲，即可根据反射光脉冲时延差同时获取各个光栅的波长与位置信息，大幅提高了光纤光栅解调速度；通过建立DCF-SMF双通道和色散差矫正模型，削弱了温度变化及色散值误差对系统解调精度的影响.实验表明，本方法解调速率可达1 MHz，解调过程受传感网络光纤及双通道温变影响较小，具有良好稳定性及高精度；5–75℃温度扰动实验中，传感网络传输光纤温变时系统...
利用普通单模光纤（SMF）与色散补偿光纤（DCF）分别具有正色散和负色散系数特性，实现光纤光栅阵列的高速高精度解调.系统采用全光纤结构，仅需发出单一高速光脉冲，即可根据反射光脉冲时延差同时获取各个光栅的波长与位置信息，大幅提高了光纤光栅解调速度；通过建立DCF-SMF双通道和色散差矫正模型，削弱了温度变化及色散值误差对系统解调精度的影响.实验表明，本方法解调速率可达1 MHz，解调过程受传感网络光纤及双通道温变影响较小，具有良好稳定性及高精度；5–75℃温度扰动实验中，传感网络传输光纤温变时系统...
2017, 66(1): 014201.
doi: 10.7498/aps.66.014201
摘要:
运动目标成像在实际应用中具有重要作用，而如何获取高质量运动目标图像是该领域研究中的一个热点问题.本文采用行扫描采样的方式，通过构造运动测量矩阵，建立一种基于压缩感知理论的运动物体成像模型，并通过仿真及实验，验证了该模型对于恢复运动物体图像信息的可行性.实验结果证明，该方法可获得高质量的运动物体成像.通过引入图像质量评价标准，分析了运动物体成像质量与速度之间的关系.将该方法与普通压缩感知算法进行比较，结果证明，在相同速度下，该方法的成像质量更高.该方法在无人机对地观测、产品线视频监测等领域有着很好...
运动目标成像在实际应用中具有重要作用，而如何获取高质量运动目标图像是该领域研究中的一个热点问题.本文采用行扫描采样的方式，通过构造运动测量矩阵，建立一种基于压缩感知理论的运动物体成像模型，并通过仿真及实验，验证了该模型对于恢复运动物体图像信息的可行性.实验结果证明，该方法可获得高质量的运动物体成像.通过引入图像质量评价标准，分析了运动物体成像质量与速度之间的关系.将该方法与普通压缩感知算法进行比较，结果证明，在相同速度下，该方法的成像质量更高.该方法在无人机对地观测、产品线视频监测等领域有着很好...
2017, 66(1): 014302.
doi: 10.7498/aps.66.014302
摘要:
考虑了非球形气泡在声场中的形状振动，推导了非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力方程，数值模拟了声场中非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡之间的次Bjerknes力，并对非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力的影响因素进行了分析讨论.研究结果表明：当驱动声压振幅大于非球形气泡的Black阈值且又能使得非球形气泡稳定振动时，在第一个声驱动周期内，非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡的次Bjerknes力方向差异较大，在大小上是两个球形...
考虑了非球形气泡在声场中的形状振动，推导了非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力方程，数值模拟了声场中非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡之间的次Bjerknes力，并对非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力的影响因素进行了分析讨论.研究结果表明：当驱动声压振幅大于非球形气泡的Black阈值且又能使得非球形气泡稳定振动时，在第一个声驱动周期内，非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡的次Bjerknes力方向差异较大，在大小上是两个球形...
2017, 66(1): 014306.
doi: 10.7498/aps.66.014306
摘要:
考虑到海洋环境噪声源深度分布不集中，建立了噪声源随深度分布的海洋环境噪声模型，分析了源深度对噪声场垂向特征的影响并从简正波角度予以解释，发现海底声阻抗和声源深度都显著影响由海洋环境噪声获得的等效海底反射损失大掠射角部分，进而将该模型用于地声参数反演.两段实测噪声数据200–525 Hz频段的反演结果表明：基于海洋环境噪声的地声参数反演最优值与声传播的反演结果相近；源平均深度最优值随频率增加有变小的趋势，说明随频率增加环境噪声主要贡献源逐渐由航船转为风浪；当海况大于3级时，400 Hz以上频段噪声...
考虑到海洋环境噪声源深度分布不集中，建立了噪声源随深度分布的海洋环境噪声模型，分析了源深度对噪声场垂向特征的影响并从简正波角度予以解释，发现海底声阻抗和声源深度都显著影响由海洋环境噪声获得的等效海底反射损失大掠射角部分，进而将该模型用于地声参数反演.两段实测噪声数据200–525 Hz频段的反演结果表明：基于海洋环境噪声的地声参数反演最优值与声传播的反演结果相近；源平均深度最优值随频率增加有变小的趋势，说明随频率增加环境噪声主要贡献源逐渐由航船转为风浪；当海况大于3级时，400 Hz以上频段噪声...
2017, 66(1): 014501.
doi: 10.7498/aps.66.014501
摘要:
料仓卸料过程中的颗粒脉动会引起料仓振动甚至导致结构失效.为了明晰颗粒脉动特征，本文进行了椭球颗粒在不同半锥角深仓的模拟卸料实验，将料仓圆筒部划分为4个固定区域以研究区域内颗粒的运动信息，分析了料仓圆筒部颗粒系统的运动特征.研究结果表明：整个卸料过程颗粒速度始终处于波动变化中，卸料前期表现为大振幅、周期性的剧烈脉动，卸料后期平均速度的变化则是小振幅无规律的波动；剧烈脉动时段各区域的颗粒层平均受力的变化规律与颗粒速度脉动特征相似，越接近储料顶端颗粒脉动振幅越大，表现出更规律的周期性脉动，相邻颗粒层间...
料仓卸料过程中的颗粒脉动会引起料仓振动甚至导致结构失效.为了明晰颗粒脉动特征，本文进行了椭球颗粒在不同半锥角深仓的模拟卸料实验，将料仓圆筒部划分为4个固定区域以研究区域内颗粒的运动信息，分析了料仓圆筒部颗粒系统的运动特征.研究结果表明：整个卸料过程颗粒速度始终处于波动变化中，卸料前期表现为大振幅、周期性的剧烈脉动，卸料后期平均速度的变化则是小振幅无规律的波动；剧烈脉动时段各区域的颗粒层平均受力的变化规律与颗粒速度脉动特征相似，越接近储料顶端颗粒脉动振幅越大，表现出更规律的周期性脉动，相邻颗粒层间...
2017, 66(1): 014702.
doi: 10.7498/aps.66.014702
摘要:
纳米颗粒在液体环境中的定向控制与系统物理性能的调控及新型纳米器件的制备等应用领域密切相关.本文使用分子动力学模拟方法，研究了水中单片不带电矩形石墨烯在直流电场下的定向行为.结果发现石墨烯平面趋向平行于电场方向且随着电场强度增大定向性增强，其主要原因在于极性水分子在电场下的响应以及水合作用；减小石墨烯长宽比，石墨烯法向矢量和长边矢量的定向性减弱，定量结果表明法向和长边定向度分别与绕长边和法向的转动扩散系数存在负相关关系.
纳米颗粒在液体环境中的定向控制与系统物理性能的调控及新型纳米器件的制备等应用领域密切相关.本文使用分子动力学模拟方法，研究了水中单片不带电矩形石墨烯在直流电场下的定向行为.结果发现石墨烯平面趋向平行于电场方向且随着电场强度增大定向性增强，其主要原因在于极性水分子在电场下的响应以及水合作用；减小石墨烯长宽比，石墨烯法向矢量和长边矢量的定向性减弱，定量结果表明法向和长边定向度分别与绕长边和法向的转动扩散系数存在负相关关系.
2017, 66(1): 014703.
doi: 10.7498/aps.66.014703
摘要:
层流向湍流转捩的预测与控制一直是研究的前沿热点问题之一，其中感受性阶段是转捩过程中的初始阶段，它决定着湍流产生或形成的物理过程.但是有关三维边界层内感受性问题的数值和理论研究都比较少；实际工程问题中大部分转捩过程都是发生在三维边界层流中，所以研究三维边界层中的感受性问题显得尤为重要.本文以典型的后掠角45°无限长平板为例，数值研究了在三维壁面局部粗糙作用下的三维边界层感受性问题，探讨了三维边界层感受性问题与三维壁面局部粗糙长、宽和高之间的关系；然后，考虑在后掠平板上设计不同的三维壁面局部粗糙的分...
层流向湍流转捩的预测与控制一直是研究的前沿热点问题之一，其中感受性阶段是转捩过程中的初始阶段，它决定着湍流产生或形成的物理过程.但是有关三维边界层内感受性问题的数值和理论研究都比较少；实际工程问题中大部分转捩过程都是发生在三维边界层流中，所以研究三维边界层中的感受性问题显得尤为重要.本文以典型的后掠角45°无限长平板为例，数值研究了在三维壁面局部粗糙作用下的三维边界层感受性问题，探讨了三维边界层感受性问题与三维壁面局部粗糙长、宽和高之间的关系；然后，考虑在后掠平板上设计不同的三维壁面局部粗糙的分...
2017, 66(1): 014202.
doi: 10.7498/aps.66.014202
摘要:
研究了动态各向同性光子晶体中V型三能级原子的自发辐射，主要讨论了光子晶体能带带边频率受到阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下，调制参数对占据数演化的控制作用，以及此过程中量子相干效应带来的影响.结果表明，阶跃调制时，调制发生后原子上能级劈裂出来的束缚缀饰态数目只取决于原子的跃迁频率和此时的带边频率，且与具有相同参数条件的静态情形下的相同.调制发生时刻对其后原子上能级占据数的长时演化情况有影响.随系统初态的不同，量子相干效应既可导致调制之后占据数迅速衰减，也可使原子上能级保留较多的占据数.三角函数...
研究了动态各向同性光子晶体中V型三能级原子的自发辐射，主要讨论了光子晶体能带带边频率受到阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下，调制参数对占据数演化的控制作用，以及此过程中量子相干效应带来的影响.结果表明，阶跃调制时，调制发生后原子上能级劈裂出来的束缚缀饰态数目只取决于原子的跃迁频率和此时的带边频率，且与具有相同参数条件的静态情形下的相同.调制发生时刻对其后原子上能级占据数的长时演化情况有影响.随系统初态的不同，量子相干效应既可导致调制之后占据数迅速衰减，也可使原子上能级保留较多的占据数.三角函数...
2017, 66(1): 014301.
doi: 10.7498/aps.66.014301
摘要:
对于1 kHz以上声波，海面起伏会对浅海声传播产生显著影响，现有的噪声预报模型在建模过程中基本没有考虑海面起伏的影响.针对这一问题，本文基于传输理论建立了随机起伏界面下噪声场垂直相关性和指向性模型，仿真分析了海面起伏对噪声强度、垂直相关性与指向性的影响.结果表明，对于表面噪声，海面随机起伏使声波能量从中间阶简正波向低阶和高阶简正波转移，而对噪声强度起主要贡献的一般是中间阶简正波，所以海面起伏使得噪声强度减弱；简正波之间能量的耦合导致垂直平面上不同掠射角方向上到达的声波响应发生变化，经由海面反射大...
对于1 kHz以上声波，海面起伏会对浅海声传播产生显著影响，现有的噪声预报模型在建模过程中基本没有考虑海面起伏的影响.针对这一问题，本文基于传输理论建立了随机起伏界面下噪声场垂直相关性和指向性模型，仿真分析了海面起伏对噪声强度、垂直相关性与指向性的影响.结果表明，对于表面噪声，海面随机起伏使声波能量从中间阶简正波向低阶和高阶简正波转移，而对噪声强度起主要贡献的一般是中间阶简正波，所以海面起伏使得噪声强度减弱；简正波之间能量的耦合导致垂直平面上不同掠射角方向上到达的声波响应发生变化，经由海面反射大...
2017, 66(1): 014303.
doi: 10.7498/aps.66.014303
摘要:
基于球面传声器阵列的噪声源定位方法，设计加工了阵元随机均匀分布64元球面传声器阵列，研究了球面近场声全息和球谐函数模态展开聚焦波束形成联合噪声源定位识别方法，对算法的性能进行了仿真分析，并利用球面传声器阵列进行了噪声源的定位识别试验.研究表明，阵元随机均匀分布球面阵列具有全空间稳定的目标定位性能，球面近场声全息对低频近距离声源具有较高的定位精度，球谐函数模态展开聚焦波束形成对高频远距离声源具有较高的定位精度，将两种方法联合进行声源的定位识别，可以在较小孔径的球面阵列和较少阵元的条件下，在宽频带范...
基于球面传声器阵列的噪声源定位方法，设计加工了阵元随机均匀分布64元球面传声器阵列，研究了球面近场声全息和球谐函数模态展开聚焦波束形成联合噪声源定位识别方法，对算法的性能进行了仿真分析，并利用球面传声器阵列进行了噪声源的定位识别试验.研究表明，阵元随机均匀分布球面阵列具有全空间稳定的目标定位性能，球面近场声全息对低频近距离声源具有较高的定位精度，球谐函数模态展开聚焦波束形成对高频远距离声源具有较高的定位精度，将两种方法联合进行声源的定位识别，可以在较小孔径的球面阵列和较少阵元的条件下，在宽频带范...
2017, 66(1): 014304.
doi: 10.7498/aps.66.014304
摘要:
实际水下噪声场是非常复杂的，它具有一定的相关性，且各阵元接收到的噪声的功率不相等，因此归一化的噪声协方差矩阵不是单位矩阵，会使得一些阵列信号处理算法的性能下降.针对这个问题，本文充分分析了复杂噪声场的物理特性，建立了噪声协方差矩阵的物理模型，提出了一种复杂噪声场下的协方差矩阵对角减载技术.首先将数据协方差矩阵减去一个减载系数矩阵，在使得波束输出信噪比达到最大的约束条件下，获得了减载系数矩阵的理论表达式和近似表达式.然后利用最小二乘方法，估计减载系数矩阵，并且理论分析了噪声场的相关性及输入信噪比对...
实际水下噪声场是非常复杂的，它具有一定的相关性，且各阵元接收到的噪声的功率不相等，因此归一化的噪声协方差矩阵不是单位矩阵，会使得一些阵列信号处理算法的性能下降.针对这个问题，本文充分分析了复杂噪声场的物理特性，建立了噪声协方差矩阵的物理模型，提出了一种复杂噪声场下的协方差矩阵对角减载技术.首先将数据协方差矩阵减去一个减载系数矩阵，在使得波束输出信噪比达到最大的约束条件下，获得了减载系数矩阵的理论表达式和近似表达式.然后利用最小二乘方法，估计减载系数矩阵，并且理论分析了噪声场的相关性及输入信噪比对...
2017, 66(1): 014305.
doi: 10.7498/aps.66.014305
摘要:
基于气泡空间位置非独立分布气泡群的线性声散射，从统计观点对气泡间的空间关联性进行了研究，通过对气泡群进行子区域划分，提出了等效空间关联函数这一概念.由于等效空间关联函数随气泡空间位置变化而变化，提出了基于子气泡群散射声波的气泡分布以及聚集趋势的声学反演方法.通过对理论进行建模仿真发现，这一方法不但能准确反演出气泡群的分布及聚集趋势，还具有在被多个含聚集中心气泡群''掩埋''的条件下对目标气泡群聚集趋势的检测能力.为了进一步对理论进行验证，对船舶气泡尾流进行了声学测量，实验获得的等效空间关联函数符...
基于气泡空间位置非独立分布气泡群的线性声散射，从统计观点对气泡间的空间关联性进行了研究，通过对气泡群进行子区域划分，提出了等效空间关联函数这一概念.由于等效空间关联函数随气泡空间位置变化而变化，提出了基于子气泡群散射声波的气泡分布以及聚集趋势的声学反演方法.通过对理论进行建模仿真发现，这一方法不但能准确反演出气泡群的分布及聚集趋势，还具有在被多个含聚集中心气泡群''掩埋''的条件下对目标气泡群聚集趋势的检测能力.为了进一步对理论进行验证，对船舶气泡尾流进行了声学测量，实验获得的等效空间关联函数符...
2017, 66(1): 014307.
doi: 10.7498/aps.66.014307
摘要:
基于圆周排列的Helmholtz共振腔单元，设计并实现了一种具有低频宽禁带的声人工结构，可以在结构中心处实现二维隔声效果.针对实际模型，搭建了二维声场测量平台，进行了相应的实验研究，实验结果与有限元仿真结果符合较好.该结构在较宽的频带内（680–1050 Hz）可以实现较好的隔声效果，最大隔声量可达41 dB.实验中还研究了单元参数及共振状态对隔声效果的影响.隔声区的大小与共振单元的分布形式有直接关系，而良好的共振状态将对提高隔声量有一定帮助.研究结果对设计新型声防护结构具有理论与应用价值.
基于圆周排列的Helmholtz共振腔单元，设计并实现了一种具有低频宽禁带的声人工结构，可以在结构中心处实现二维隔声效果.针对实际模型，搭建了二维声场测量平台，进行了相应的实验研究，实验结果与有限元仿真结果符合较好.该结构在较宽的频带内（680–1050 Hz）可以实现较好的隔声效果，最大隔声量可达41 dB.实验中还研究了单元参数及共振状态对隔声效果的影响.隔声区的大小与共振单元的分布形式有直接关系，而良好的共振状态将对提高隔声量有一定帮助.研究结果对设计新型声防护结构具有理论与应用价值.
2017, 66(1): 014701.
doi: 10.7498/aps.66.014701
摘要:
考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用，建立了金属基外延石墨烯的物理模型，用固体物理理论和方法，得到金属基外延石墨烯的电导率和费米速度随温度变化的解析式.以碱金属基底为例，探讨了基底材料和非简谐振动对外延石墨烯电导率和费米速度的影响.结果表明：1）零温情况下，碱金属基外延石墨烯的电导率和费米速度均随基底元素原子序数的增大而增大；2）外延石墨烯的电导率随温度升高而减小，其中，温度较低时时变化较快，而温度较高时则变化很慢，费米速度随温度升高而增大，其变化率随基底材料原子序数的增大而增大；3）原子...
考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用，建立了金属基外延石墨烯的物理模型，用固体物理理论和方法，得到金属基外延石墨烯的电导率和费米速度随温度变化的解析式.以碱金属基底为例，探讨了基底材料和非简谐振动对外延石墨烯电导率和费米速度的影响.结果表明：1）零温情况下，碱金属基外延石墨烯的电导率和费米速度均随基底元素原子序数的增大而增大；2）外延石墨烯的电导率随温度升高而减小，其中，温度较低时时变化较快，而温度较高时则变化很慢，费米速度随温度升高而增大，其变化率随基底材料原子序数的增大而增大；3）原子...
2017, 66(1): 014704.
doi: 10.7498/aps.66.014704
摘要:
采用耦合水平集-体积分数法并综合考虑传热及接触热阻作用建立了中空液滴碰撞水平壁面数值模型，并验证了模型的可靠性.通过分析计算结果，获得了中空液滴与实心液滴撞壁的动力学特征差异，揭示了中空液滴撞壁流动传热机理和中心射流形成机制，探索了碰撞速度和壁面浸润性对中空液滴撞壁动力学和传热特性的影响.研究表明：中空液滴撞壁后中心射流特征明显，并伴随有射流收缩和液壳破碎等现象.中空液滴内部压力梯度是液滴铺展、中心射流产生和发展的主要原因；撞壁过程中中心射流表面温度分布较为均匀，破碎液壳表面温度分布波动较大.碰...
采用耦合水平集-体积分数法并综合考虑传热及接触热阻作用建立了中空液滴碰撞水平壁面数值模型，并验证了模型的可靠性.通过分析计算结果，获得了中空液滴与实心液滴撞壁的动力学特征差异，揭示了中空液滴撞壁流动传热机理和中心射流形成机制，探索了碰撞速度和壁面浸润性对中空液滴撞壁动力学和传热特性的影响.研究表明：中空液滴撞壁后中心射流特征明显，并伴随有射流收缩和液壳破碎等现象.中空液滴内部压力梯度是液滴铺展、中心射流产生和发展的主要原因；撞壁过程中中心射流表面温度分布较为均匀，破碎液壳表面温度分布波动较大.碰...
2017, 66(1): 016101.
doi: 10.7498/aps.66.016101
摘要:
采用分子动力学方法对不同冷速下液态金属镁（Mg）快速凝固过程中的微观结构演变进行了模拟研究.并采用能量-温度（E-T）曲线、双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团簇类型指数法（CTIM-3）以及三维可视化等方法系统地考察了凝固过程中微观结构演变与相转变过程.结果发现：在以冷速为11011K/s的凝固过程中，亚稳态bcc相优先形成，随后大量解体，其变化规律符合Ostwald规则，系统最终形成以hcp结构为主体与fcc结构共存，中间还夹杂部分bcc结构的致密晶体结构.在...
采用分子动力学方法对不同冷速下液态金属镁（Mg）快速凝固过程中的微观结构演变进行了模拟研究.并采用能量-温度（E-T）曲线、双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团簇类型指数法（CTIM-3）以及三维可视化等方法系统地考察了凝固过程中微观结构演变与相转变过程.结果发现：在以冷速为11011K/s的凝固过程中，亚稳态bcc相优先形成，随后大量解体，其变化规律符合Ostwald规则，系统最终形成以hcp结构为主体与fcc结构共存，中间还夹杂部分bcc结构的致密晶体结构.在...
2017, 66(1): 016102.
doi: 10.7498/aps.66.016102
摘要:
液氮冲击中InSb面阵探测器的易碎裂特性制约着探测器的成品率，建立适用于面阵探测器全工艺流程的结构模型是分析、优化探测器结构的有效手段.本文提出了用底充胶体积收缩率来描述底充胶在恒温固化中的体积收缩现象，同时忽略固化中底充胶弹性模量的变化来建立底充胶固化模型，给出了底充胶在恒温固化中生成的热应力/应变上限值.借鉴前期提出的等效建模思路，结合底充胶固化后的自然冷却过程和随后的液氮冲击实验，建立了适用于InSb面阵探测器全工艺流程的结构分析模型.探测器历经底充胶固化、自然冷却至室温后的模拟结果与室温...
液氮冲击中InSb面阵探测器的易碎裂特性制约着探测器的成品率，建立适用于面阵探测器全工艺流程的结构模型是分析、优化探测器结构的有效手段.本文提出了用底充胶体积收缩率来描述底充胶在恒温固化中的体积收缩现象，同时忽略固化中底充胶弹性模量的变化来建立底充胶固化模型，给出了底充胶在恒温固化中生成的热应力/应变上限值.借鉴前期提出的等效建模思路，结合底充胶固化后的自然冷却过程和随后的液氮冲击实验，建立了适用于InSb面阵探测器全工艺流程的结构分析模型.探测器历经底充胶固化、自然冷却至室温后的模拟结果与室温...
2017, 66(1): 016103.
doi: 10.7498/aps.66.016103
摘要:
Al粒子作为铝热剂中的主要金属还原剂，通常会自发氧化而在表面形成Al2O3钝化层.Al和O原子的扩散渗透将使Al2O3壳层的结构和热力学性质发生变化进而对铝热剂的点火过程产生影响.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，结合准简谐徳拜模型和晶格动力学理论，计算并比较了-Al2O3，Al原子掺杂-Al2O3以及O原子掺杂-Al2O3在高温高压下的相关热力学性质，讨论了Al和O原子掺杂对其热力学性质的影响.结果表明：在研究的温度和压力范围内，Al和O间隙原子的掺杂将使-Al2O3的体模量减小，热容和热...
Al粒子作为铝热剂中的主要金属还原剂，通常会自发氧化而在表面形成Al2O3钝化层.Al和O原子的扩散渗透将使Al2O3壳层的结构和热力学性质发生变化进而对铝热剂的点火过程产生影响.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，结合准简谐徳拜模型和晶格动力学理论，计算并比较了-Al2O3，Al原子掺杂-Al2O3以及O原子掺杂-Al2O3在高温高压下的相关热力学性质，讨论了Al和O原子掺杂对其热力学性质的影响.结果表明：在研究的温度和压力范围内，Al和O间隙原子的掺杂将使-Al2O3的体模量减小，热容和热...
2017, 66(1): 016801.
doi: 10.7498/aps.66.016801
摘要:
采用脉冲激光溅射技术，在MgO单晶片衬底上，以SrTiO3作为缓冲层，交替沉积Ce0.8Sm0.2O2-（SDC）和8 mol% Y2O3：ZrO2（YSZ），制备了不同周期数的（SDC/YSZ)N超晶格电解质薄膜.利用扫描电子显微镜，X射线衍射和交流阻抗对其形貌、相结构和电学性能进行了表征.研究结果表明，薄膜具有优良的超晶格结构，层与层间的界面清晰.阻抗分析表明，周期数越多的样品显示出很小的活化能（约0.768 eV）.该结果表明：周期数越多的SDC/YSZ超晶格是更为理想的低温固体氧化物燃料...
采用脉冲激光溅射技术，在MgO单晶片衬底上，以SrTiO3作为缓冲层，交替沉积Ce0.8Sm0.2O2-（SDC）和8 mol% Y2O3：ZrO2（YSZ），制备了不同周期数的（SDC/YSZ)N超晶格电解质薄膜.利用扫描电子显微镜，X射线衍射和交流阻抗对其形貌、相结构和电学性能进行了表征.研究结果表明，薄膜具有优良的超晶格结构，层与层间的界面清晰.阻抗分析表明，周期数越多的样品显示出很小的活化能（约0.768 eV）.该结果表明：周期数越多的SDC/YSZ超晶格是更为理想的低温固体氧化物燃料...
2017, 66(1): 017101.
doi: 10.7498/aps.66.017101
摘要:
有机分子包埋纳米粒子阻变薄膜是信息存储领域的研究热点之一，本文从器件电极、介质层结构、纳米粒子种类、阻变机理和柔性弯折等方面，综述了其近年来的研究进展.电极/分子及分子/纳米粒子界面性质对器件阻变特性影响较大，但影响规律及界面调控机理仍待探究；分子结构与纳米粒子的种类、尺度及分布可改变膜内界面性质进而影响阻变特性；器件阻变机理主要包括导电细丝、电荷俘获与释放和电荷转移三种，其中导电细丝又分金属、氧空位和碳细丝.分子包埋纳米粒子薄膜阻变研究现多停留在小规模和静态器件方面，下一步应从连续卷绕制备、纳...
有机分子包埋纳米粒子阻变薄膜是信息存储领域的研究热点之一，本文从器件电极、介质层结构、纳米粒子种类、阻变机理和柔性弯折等方面，综述了其近年来的研究进展.电极/分子及分子/纳米粒子界面性质对器件阻变特性影响较大，但影响规律及界面调控机理仍待探究；分子结构与纳米粒子的种类、尺度及分布可改变膜内界面性质进而影响阻变特性；器件阻变机理主要包括导电细丝、电荷俘获与释放和电荷转移三种，其中导电细丝又分金属、氧空位和碳细丝.分子包埋纳米粒子薄膜阻变研究现多停留在小规模和静态器件方面，下一步应从连续卷绕制备、纳...
2017, 66(1): 017501.
doi: 10.7498/aps.66.017501
摘要:
d0铁磁性SiC被认为是自旋电子学领域的关键材料之一，受到广泛关注.本文采用氩气气氛保护的共烧掺杂方法制备具有d0铁磁性的Al掺杂6H-SiC粉体.氩气气氛能有效抑制SiC在高温下的分解，保护Al的有效掺入.所制备的粉体磁滞回线明显，矫顽力大，饱和磁矩达到0.07 emu/g.随着煅烧温度的升高，粉体从原来的抗磁性逐渐转变为铁磁性，当温度进一步升高至2200℃以上时，粉体重新表现为抗磁性.采用第一性原理计算了其磁性的来源，并分析其净自旋在正空间中的分布情况.计算表明，Al原子与空位的共同作用产生...
d0铁磁性SiC被认为是自旋电子学领域的关键材料之一，受到广泛关注.本文采用氩气气氛保护的共烧掺杂方法制备具有d0铁磁性的Al掺杂6H-SiC粉体.氩气气氛能有效抑制SiC在高温下的分解，保护Al的有效掺入.所制备的粉体磁滞回线明显，矫顽力大，饱和磁矩达到0.07 emu/g.随着煅烧温度的升高，粉体从原来的抗磁性逐渐转变为铁磁性，当温度进一步升高至2200℃以上时，粉体重新表现为抗磁性.采用第一性原理计算了其磁性的来源，并分析其净自旋在正空间中的分布情况.计算表明，Al原子与空位的共同作用产生...
2017, 66(1): 017502.
doi: 10.7498/aps.66.017502
摘要:
以CoFeB/MgO为核心单元的垂直各向异性薄膜体系和相关的垂直磁隧道结已获得广泛研究，其中CoFeB的B含量基本都保持为原子比20%.本文采用磁控溅射制备了Ta/（Co0.5Fe0.5）1-xBx/MgO三明治结构及生长顺序相反的系列薄膜，并在573623 K进行真空退火，研究了样品垂直各向异性随B成分的变化.结果显示，当B含量减小到10%时，Ta/CoFeB/MgO体系的垂直各向异性明显降低；相反，当B含量增加至30%时，该体系的垂直各向异性明显增强；发现在高B含量的情形下，样品的垂直各向异...
以CoFeB/MgO为核心单元的垂直各向异性薄膜体系和相关的垂直磁隧道结已获得广泛研究，其中CoFeB的B含量基本都保持为原子比20%.本文采用磁控溅射制备了Ta/（Co0.5Fe0.5）1-xBx/MgO三明治结构及生长顺序相反的系列薄膜，并在573623 K进行真空退火，研究了样品垂直各向异性随B成分的变化.结果显示，当B含量减小到10%时，Ta/CoFeB/MgO体系的垂直各向异性明显降低；相反，当B含量增加至30%时，该体系的垂直各向异性明显增强；发现在高B含量的情形下，样品的垂直各向异...
2017, 66(1): 017201.
doi: 10.7498/aps.66.017201
摘要:
自旋噪声谱是一种非扰动的自旋动力学研究方法，通过探测系统在非激发条件下的自旋涨落，可以揭示系统在热平衡状态下的性质.因为系统在稳态下的自旋涨落十分微弱，所以提高信噪比在自旋噪声谱的测量中特别重要.本文采用频谱仪、数据采集卡和实时傅里叶变换采集卡三种方法来测量铷原子气体的自旋噪声谱，并将实验结果进行对比，分析了叠加次数、测量效率和采样深度等因素对谱线信噪比的影响.实验发现，谱线叠加次数对自旋噪声谱的信噪比影响最为显著，测量效率则能反映不同方法在相同的测量时间内得到的谱线质量，并比较了三种方法的测量...
自旋噪声谱是一种非扰动的自旋动力学研究方法，通过探测系统在非激发条件下的自旋涨落，可以揭示系统在热平衡状态下的性质.因为系统在稳态下的自旋涨落十分微弱，所以提高信噪比在自旋噪声谱的测量中特别重要.本文采用频谱仪、数据采集卡和实时傅里叶变换采集卡三种方法来测量铷原子气体的自旋噪声谱，并将实验结果进行对比，分析了叠加次数、测量效率和采样深度等因素对谱线信噪比的影响.实验发现，谱线叠加次数对自旋噪声谱的信噪比影响最为显著，测量效率则能反映不同方法在相同的测量时间内得到的谱线质量，并比较了三种方法的测量...
2017, 66(1): 017301.
doi: 10.7498/aps.66.017301
摘要:
应用有限元方法研究了在圆形谐振腔结构内嵌椭圆形棒（型谐振腔结构）的光学透射特性，结果表明，该结构对于光学滤波具有很强的可调性.另外，通过调节椭圆结构的倾斜角度破坏该结构的对称性，能够产生明显的法诺共振效应.这些结构对于光学滤波和折射率传感器结构的设计有一定的指导意义.
应用有限元方法研究了在圆形谐振腔结构内嵌椭圆形棒（型谐振腔结构）的光学透射特性，结果表明，该结构对于光学滤波具有很强的可调性.另外，通过调节椭圆结构的倾斜角度破坏该结构的对称性，能够产生明显的法诺共振效应.这些结构对于光学滤波和折射率传感器结构的设计有一定的指导意义.
2017, 66(1): 017302.
doi: 10.7498/aps.66.017302
摘要:
为了获得高效、长寿命的白光有机发光二极管（white organic light-emitting diode，WOLED），一种方法是将不同颜色的发光单元通过电荷生成层（charge generation layer，CGL）串联起来获得白光，即串联WOLED.其中，CGL的选择与设计是高性能串联白光器件的关键.本文首先从绿光OLED着手，通过在CGL层中引入超薄的Ag金属层，获得了高效、长寿命的串联器件.引入超薄Ag金属层的绿光串联OLED的最大亮度达到了290000 cd/m2，分别是单层...
为了获得高效、长寿命的白光有机发光二极管（white organic light-emitting diode，WOLED），一种方法是将不同颜色的发光单元通过电荷生成层（charge generation layer，CGL）串联起来获得白光，即串联WOLED.其中，CGL的选择与设计是高性能串联白光器件的关键.本文首先从绿光OLED着手，通过在CGL层中引入超薄的Ag金属层，获得了高效、长寿命的串联器件.引入超薄Ag金属层的绿光串联OLED的最大亮度达到了290000 cd/m2，分别是单层...
2017, 66(1): 018401.
doi: 10.7498/aps.66.018401
摘要:
环境湿度对有机-无机杂化钙钛矿薄膜太阳能电池稳定性有着相当重要的影响，在湿度环境下原位实时观测钙钛矿薄膜微结构的演化有助于揭示湿度导致的器件性能衰减的微观机理.本文基于上海光源X射线衍射线站，建立了一套湿度可调可控的原位X射线衍射实验装置用以实时观测湿度环境下钙钛矿薄膜的微结构演化.在相对湿度为60%±2%的环境中，采用原位同步辐射掠入射X射线衍射发现在钙钛矿薄膜暴露在湿度环境的最初阶段，其（110）衍射峰附近逐渐出现了中间相结构，应该是来源于部分钙钛矿晶体结构的逐渐分解所形成的钙钛矿多相结构；...
环境湿度对有机-无机杂化钙钛矿薄膜太阳能电池稳定性有着相当重要的影响，在湿度环境下原位实时观测钙钛矿薄膜微结构的演化有助于揭示湿度导致的器件性能衰减的微观机理.本文基于上海光源X射线衍射线站，建立了一套湿度可调可控的原位X射线衍射实验装置用以实时观测湿度环境下钙钛矿薄膜的微结构演化.在相对湿度为60%±2%的环境中，采用原位同步辐射掠入射X射线衍射发现在钙钛矿薄膜暴露在湿度环境的最初阶段，其（110）衍射峰附近逐渐出现了中间相结构，应该是来源于部分钙钛矿晶体结构的逐渐分解所形成的钙钛矿多相结构；...
2017, 66(1): 018501.
doi: 10.7498/aps.66.018501
摘要:
针对半导体器件中的热击穿，通过分析已有的理论模型，把频率对器件热区热产生和热传导的影响引入理论模型.利用格林函数求解热传输方程，同时对余误差函数进行近似处理，求解得到热区温度以及器件烧毁功率与频率和脉冲宽度的表达式.通过数值分析，求解得到不同频率下器件烧毁功率随脉冲宽度的变化规律以及不同脉冲宽度下器件烧毁功率随频率的变化规律，同时给出了频率对器件烧毁功率影响的物理解释.
针对半导体器件中的热击穿，通过分析已有的理论模型，把频率对器件热区热产生和热传导的影响引入理论模型.利用格林函数求解热传输方程，同时对余误差函数进行近似处理，求解得到热区温度以及器件烧毁功率与频率和脉冲宽度的表达式.通过数值分析，求解得到不同频率下器件烧毁功率随脉冲宽度的变化规律以及不同脉冲宽度下器件烧毁功率随频率的变化规律，同时给出了频率对器件烧毁功率影响的物理解释.
2017, 66(1): 018701.
doi: 10.7498/aps.66.018701
摘要:
X射线光栅相衬成像存在系统复杂、成像效率低、步进精度要求高、光栅加工难度大等问题.本文设计了一种双能阵列X射线源和双能分析光栅，并应用于X射线光栅相衬成像，提出了一种双能X射线光栅相衬成像系统，阐述了该成像系统的成像原理和相位信息提取方法.提出的成像系统不需要精密步进平台，精简了成像系统，避免了步进误差导致的成像质量降低问题；两次曝光就可以成像，提高了成像效率；双能阵列X射线源、双能分析光栅的应用避免了源光栅、分析光栅难以加工的问题.对提出的成像系统及其相位提取方法进行了仿真，仿真结果显示成像系...
X射线光栅相衬成像存在系统复杂、成像效率低、步进精度要求高、光栅加工难度大等问题.本文设计了一种双能阵列X射线源和双能分析光栅，并应用于X射线光栅相衬成像，提出了一种双能X射线光栅相衬成像系统，阐述了该成像系统的成像原理和相位信息提取方法.提出的成像系统不需要精密步进平台，精简了成像系统，避免了步进误差导致的成像质量降低问题；两次曝光就可以成像，提高了成像效率；双能阵列X射线源、双能分析光栅的应用避免了源光栅、分析光栅难以加工的问题.对提出的成像系统及其相位提取方法进行了仿真，仿真结果显示成像系...
2017, 66(1): 018201.
doi: 10.7498/aps.66.018201
摘要:
高分子链在纳米管道内的静态和动态特性与许多生物技术和生命过程相关.采用Monte Carlo方法模拟研究了两嵌段高分子链（ANABNB）在周期管道内的扩散过程.管道由长度相等的和两部分周期排列而成，其中部分与高分子链A嵌段间存在吸引相互作用，而其他情形均为纯排斥作用.模拟结果表明，高分子链的扩散过程显著依赖于A嵌段长度，且扩散系数随A嵌段长度呈周期变化.通过对链与管道间的吸引作用能图像分析发现，在扩散系数峰位置，A嵌段的投影长度为管道周期长度的整数倍，同时高分子链的扩散规律与均质链在均质管道内的...
高分子链在纳米管道内的静态和动态特性与许多生物技术和生命过程相关.采用Monte Carlo方法模拟研究了两嵌段高分子链（ANABNB）在周期管道内的扩散过程.管道由长度相等的和两部分周期排列而成，其中部分与高分子链A嵌段间存在吸引相互作用，而其他情形均为纯排斥作用.模拟结果表明，高分子链的扩散过程显著依赖于A嵌段长度，且扩散系数随A嵌段长度呈周期变化.通过对链与管道间的吸引作用能图像分析发现，在扩散系数峰位置，A嵌段的投影长度为管道周期长度的整数倍，同时高分子链的扩散规律与均质链在均质管道内的...
2017, 66(1): 012801.
doi: 10.7498/aps.66.012801
摘要:
核反应堆的中子学模拟计算中，核数据的不确定度导致的积分量计算结果的不确定度，通常采用基于微扰理论的灵敏度与不确定度分析方法（简称灵敏度法）量化.灵敏度分析法原则上只适用于线性模型，且一般输运计算程序难以直接进行灵敏度分析.而抽样法直接抽样核数据输入中子学计算程序进行计算，通过对计算结果的统计分析评估计算量的不确定度.抽样法易于实现、计算精确、且适用性强.在灵敏度分析与不确定度量化程序SURE中，增加了抽样法不确定度的量化功能.为将抽样法不确定度量化应用于复杂问题的模拟计算，需对其进行细致的考核....
核反应堆的中子学模拟计算中，核数据的不确定度导致的积分量计算结果的不确定度，通常采用基于微扰理论的灵敏度与不确定度分析方法（简称灵敏度法）量化.灵敏度分析法原则上只适用于线性模型，且一般输运计算程序难以直接进行灵敏度分析.而抽样法直接抽样核数据输入中子学计算程序进行计算，通过对计算结果的统计分析评估计算量的不确定度.抽样法易于实现、计算精确、且适用性强.在灵敏度分析与不确定度量化程序SURE中，增加了抽样法不确定度的量化功能.为将抽样法不确定度量化应用于复杂问题的模拟计算，需对其进行细致的考核....
2017, 66(1): 012901.
doi: 10.7498/aps.66.012901
摘要:
针对噪声信号对脉冲激光四象限探测器（QPD）数字式测角算法产生的影响，分析了激光四象限探测器测角不确定性统计分布规律.建立了激光测角电路通道模型和QPD光敏面光斑模型，并根据随机噪声类型和理想信号类型，建立了单通道可测信号模型.考虑到QPD的对称性，对不同的理想信号时域分布类型、光斑总峰值功率、理想信号半峰宽度和等效噪声电压概率密度标准差等四种变量，在θ∈[0，π/4]的范围内通过蒙特卡罗仿真实验方法计算了五个不同光斑中心的QPD测角αy值的统计分布规律.仿真结果表明：测角αy值的统计分布呈正态...
针对噪声信号对脉冲激光四象限探测器（QPD）数字式测角算法产生的影响，分析了激光四象限探测器测角不确定性统计分布规律.建立了激光测角电路通道模型和QPD光敏面光斑模型，并根据随机噪声类型和理想信号类型，建立了单通道可测信号模型.考虑到QPD的对称性，对不同的理想信号时域分布类型、光斑总峰值功率、理想信号半峰宽度和等效噪声电压概率密度标准差等四种变量，在θ∈[0，π/4]的范围内通过蒙特卡罗仿真实验方法计算了五个不同光斑中心的QPD测角αy值的统计分布规律.仿真结果表明：测角αy值的统计分布呈正态...
2017, 66(1): 019401.
doi: 10.7498/aps.66.019401
摘要:
基于高电离层质动力非线性加热理论，引入差频双波束概念，建立双频双波束加热电离层激发甚低频/极低频（VLF/ELF）辐射理论仿真模型，通过对已有实验参数进行仿真计算，验证了模型的正确性.据此模型，全面分析了不同纬度、有效辐射功率、加热频率、极化模式、频率差、实验时段等对激发VLF/ELF辐射强度的影响，并对比分析了中低纬度地区双频双波束和幅度调制两种方法激发VLF/ELF信号的差异.分析结果表明：VLF/ELF辐射效果随着地磁倾角的增加而增强，随着系统有效辐射功率的增大而增强；X波模式优于O波模式...
基于高电离层质动力非线性加热理论，引入差频双波束概念，建立双频双波束加热电离层激发甚低频/极低频（VLF/ELF）辐射理论仿真模型，通过对已有实验参数进行仿真计算，验证了模型的正确性.据此模型，全面分析了不同纬度、有效辐射功率、加热频率、极化模式、频率差、实验时段等对激发VLF/ELF辐射强度的影响，并对比分析了中低纬度地区双频双波束和幅度调制两种方法激发VLF/ELF信号的差异.分析结果表明：VLF/ELF辐射效果随着地磁倾角的增加而增强，随着系统有效辐射功率的增大而增强；X波模式优于O波模式...
