江西省科学院 应用物理研究所, 江西 南昌 330012
针对空间滤波测速（SFV）中的速度解算算法和系统设计参数优化问题, 使用计算机仿真的方法研究了基于对数加权平均的速度解算新算法, 设计了计算机仿真计算实验, 得到线列图像传感器采集的特征目标的图像和速度解算精度。在运动物体的速度范围为0.1~100m/s内, 设计的SFV均可以解算出物体的运动速度, 解算速度相对误差的均值偏差为-0.250%, 相对误差的标准差为0.623%。使用Monte Carlo仿真的方法研究了基于对数加权平均的速度解算算法中功率阈值对速度测量精度的影响, 以物体运动速度100m/s为例, 解算得到的运动速度的误差由功率阈值为0dB时的1.065m/s降低至功率阈值为-5dB时的0.381m/s, 即相对误差由1.065%降低至0.381%。
空间滤波测速 速度解算算法 对数加权平均 Monte Carlo仿真 spatial filtering velocimeter speed retrieval algorithm weighted average of logarithm Monte Carlo simulation
光学中心单侧水平偏差是衡量配装眼镜产品质量的重要参数之一。介绍了一种能较快准确测量光学中心单侧水平距离的激光线定位法, 计算了测量光学中心单侧水平距离的不确定度。同其它测量方法比较后发现, 激光线定位法采用的设备简单、操作便捷、测量准确, 是检测配装眼镜产品质量的一种有效方法。
光学中心单侧水平距离 激光线定位 计算不确定度 one-side optical central horizontal distance laser line positioning measurement uncertainty
1 上海交通大学 核科学与工程学院上海 200240
2 哈尔滨工程大学 核科学与技术学院哈尔滨 150009
螺旋十字燃料（Helical-Cruciform Fuel，HCF）是一种革新形式的燃料组件，具有比传热面大、导热距离短、旋流交混强、无须格架支撑的特点，可提高堆芯功率密度。然而，HCF组件自支撑位置可能发生应力集中，导致包壳产生塑性变形甚至破裂。本文研究不同工况下HCF棒束热力耦合响应，以包含中心目标棒及周围的3×3棒束单元为计算域进行热力耦合分析，获得HCF组件的应力应变响应，评价包壳完整性。结果表明：HCF包壳外表面von Mises应力和塑性变形最大值总是出现在相邻燃料的接触位置；翼片顶部包壳应力受接触约束和包壳内外表面温差影响，肋部凹槽区域的应力与包壳径向温度梯度有关；相对于单相工况，饱和沸腾工况下HCF包壳塑性变形大但von Mises应力小；反应性引入事故和破口失水事故下，包壳的von Mises应力和塑性应变分别低于350 MPa和0.04，且包壳温度低于锆水反应温度。
螺旋十字燃料 热力耦合分析 燃料性能 Helical cruciform fuel Thermal-mechanical analysis Fuel performance
上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620
为探索边界载荷对超材料带隙特性的影响，本文构建了一种层级椭圆穿孔板超材料，将载荷直接作用于结构的边界，采用有限元法研究了边界载荷导致结构变形所引起的带隙变化。建立了3个层级椭圆穿孔板有限元模型，将三维椭圆穿孔板简化为二维平面结构，以便于研究结构的面内带隙特性。分析了有无边界载荷作用时层级椭圆穿孔板的带隙特性、传输损耗和带隙边界对应的振型。结果表明，引入层级设计可降低带隙频率，施加边界载荷可打开更多完全带隙和方向带隙，从而更好地抑制弹性波传播，为穿孔板类超材料设计提供了一种新思路。
边界载荷 层级 椭圆穿孔板 超材料 有限元法 带隙 boundary load hierarchy elliptical perforated-panel metamaterial finite element method bandgap
河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454003
煤矸石作为煤炭开采和洗煤过程中产生的废弃物, 大量堆放会给生态环境带来巨大的压力, 以煤矸石为骨料生产混凝土符合绿色可持续发展理念。煤矸石骨料具有孔隙率大、针片状颗粒含量高的特性, 会对混凝土性能产生较大负面影响。本文简述了煤矸石骨料的基本物化特性, 综述了煤矸石骨料对混凝土工作性能、力学性能、耐久性以及界面过渡区的影响; 在此基础上, 针对煤矸石骨料存在的缺陷, 重点综述了煤矸石骨料改性技术(表面包覆、水玻璃改性、热活化和微生物矿化等技术)的研究现状, 指出了每种改性技术目前存在的问题及解决方法, 并对其在混凝土中的研究方向进行了展望, 以期推动煤矸石骨料在混凝土的应用与发展。
煤矸石骨料 混凝土 力学性能 耐久性 改性 界面过渡区 coal gangue aggregate concrete mechanical property durability modification interfacial transition zone
阜阳师范大学信息工程学院, 安徽 阜阳 236037
为克服随机散斑图照射下统计噪声对计算鬼成像成像质量的影响, 提出了随机散斑图正交优化计算鬼成像方法。首先在计算鬼成像的基础上分析随机散斑图对目标物体重构质量的影响; 然后结合实对称矩阵性质, 通过空间映射矩阵, 将原有随机散斑图正交化; 再利用重构的正交散斑图对未知物体进行照射并由桶探测器测量, 测得的一系列桶探测器值与计算机存储的重构散斑图通过二阶关联运算对目标物体进行重构; 最后参考重构散斑图的协方差矩阵特征, 对重构结果进行补偿, 进一步提升物体重构质量。该方法不仅能有效提升随机散斑图计算鬼成像的成像质量, 同时还具有算法结构简单的特点。仿真实验结果表明: 相比于传统的随机散斑图照射下的计算鬼成像, 该方法能有效地对目标物体进行重建, 并表现出良好的性能。
图像与信息处理 成像系统 计算鬼成像 随机散斑图 二阶关联 正交化 image and information processing imaging system computational ghost imaging random speckle patterns second-order correlation orthogonalization
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 e-mail: liukui@sxu.edu.cn
4 e-mail: jrgao@sxu.edu.cn
This publisher’s note corrects the authorship in
Photon. Res.10, 2828 (2022)PRHEIZ2327-912510.1364/PRJ.469340.
Photonics Research
2023, 11(3): 392
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 e-mail:
4 e-mail:
High-dimensional entanglement is a critical foundation for the growing demand for information capacity to implement the high-capacity quantum task. Here, we report continuous-variable high-dimensional entanglement with three degrees of freedom (frequency, polarization, and orbital angular momentum) directly generated with a single type-II optical parametric oscillator (OPO) cavity. By compensating both for dispersion in frequency modes and astigmatism in higher-order transverse modes, the OPO is capable of oscillating simultaneously and outputting thousands of entanglement pairs. The three degrees of freedom high-dimensional entanglement are verified simultaneously possessing frequency comb, spin, and orbital angular momentum entanglement via 14 pairs of Hermite–Gaussian mode correlations measurement. Then, the “space-frequency” multiplexing quantum dense coding communication is also demonstrated by using the entanglement resource. It shows the great superiority of high-dimensional entanglement in implementing the high-capacity quantum task. Apart from an increased channel capacity, it is possible to conduct deterministic high-dimensional quantum protocols, quantum imaging, and especially quantum computing.
Photonics Research
2022, 10(12): 2828
上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620
采用显式有限元方法，以传输损耗系数(TLC)为评价指标，研究了以钢为边界、铜和硅橡胶交替填充的方形晶格夹层板的减振性能，分析了方形填充尺寸对结构减振性能的影响。首先建立方形晶格夹层板的有限元仿真模型，其次引入传输损耗系数作为目标函数，运用遗传算法对方形晶格夹层板的减振性能进行优化，针对不同应用场景，得到的优化结果表明方形晶格夹层板具有不同减振范围的可调谐性。最后分析优化后的拓扑结构在不同频率下的位移场，可以看出其仍是在局部共振机理作用下，表现出对低频弹性波的强衰减，为拓宽夹层板的低频减振性能与可制造性提供了新的设计思路。
声子晶体 传输损耗系数 拓扑优化 低频减振 夹层板 有限元计算 复合材料 phononic crystal transmission loss coefficient topology optimization low-frequency vibration reduction sandwich plate finite element calculation composite material
1 徐州工程学院物理与新能源学院，江苏 徐州 221018
2 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
提出了由四个不同旋转方向的氧化铟锡（ITO）螺旋子单元组成的周期性中红外宽带手性结构。模拟结果显示，通过优化子单元螺旋的圈数、螺旋半径、螺距和螺旋线半径，该结构在中红外波段实现了良好的宽带圆二向色性（CD）。与两种非旋转螺旋结构比较发现，ITO旋转螺旋结构的CD带宽更宽。在波长7.95 μm处，ITO旋转螺旋结构获得CD的最大值为0.454，CD的半峰全宽为7.5 μm，波长范围从4.1到11.6 μm。产生宽带CD的原因是四个不同旋转方向的ITO螺旋子单元之间存在较强的耦合。模拟结果还显示，在中红外波段，与金属（金和银）旋转螺旋结构相比，该ITO旋转螺旋结构表现出了良好的宽带CD，这为中红外波段宽带偏振态调控器件的设计提供了新的思路。
光学材料 氧化铟锡 旋转螺旋结构 中红外波段 手性超材料 圆二向色性 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0516002
