我们利用周期性极化铌酸锂(PPLN)波导模块演示了从铷原子D1线(795 nm)到光通信L波段(1 621 nm)的频率下转换,并将1 621 nm的转换光子通过15 km光纤进行长距离传输。为了降低由泵浦光引起的宽带自发拉曼散射噪声,我们用两个标准具级连方法将噪声带宽压窄至256 MHz。我们研究了下转换光子远距离传输后的信噪比随脉宽和平均输入光子数的变化关系,表明在低的器件外部转换效率(0.84%)下,当脉宽为30 ns,平均输入光子数为2个时,信噪比为1.5。

在87Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程产生原子自旋波与光子的关联, 利用偏振干涉仪将与磁敏感自旋波关联的Stokes光子的两个空间模式编码为一个偏振量子比特, 产生磁敏感自旋波与光子的纠缠源。采用近共线装置和精确补偿地磁场, 纠缠源的寿命达到900s, Bell参量S=2.58±0.03。

本文在87Rb冷原子系综中开展了腔增强量子存储, 研究了光学厚度对读出效率的影响。我们通过改变冷却光的失谐量得到了原子系综不同的Optical Depth(OD), 测量了读出效率随着原子系综光学厚度的变化。结果显示: 当冷却光处于负失谐18.5 MHz的情况时, 可使冷原子系综的OD达到最大值14, 读出效率的增强倍数为1.6倍, 本质恢复效率最大可达43.2%。

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成, 提高光催化剂在水泥基体中的分散性, 赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明, 光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%, 对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%, 早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀, 同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制, 为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。

以18650型锂电池为研究对象, 建立双极化 Thevenin(DP-Thevenin)等效电路模型描述其动静态特征。分别以恒流脉冲放电实验和带遗忘因子的递推最小二乘法完成电池电动势及模型参数的辨识; 在 Simulink中搭建等效电路模型, 以脉冲电流作为激励进行验证, 得出模型响应电压与实际端电压契合度较好, 平均误差为 1.836%; 构建电池实验硬件电路, 编写算法程序完成了锂电池实验系统的构建。最后, 在随机测试工况下借助 Matlab分析了基于联合算法的锂电池荷电状态 (SOC)与健康状态( SOH)在预测精确度、错误初值时算法收敛性等方面的性能。实验结果表明, 算法可精确估计出电池 SOC和内阻大小, 最大误差不超过 3.5%; 且在初值相差 15%时, 算法可在319 s内收敛至真值附近, 鲁棒性较好。

锂电池及其应用近年来逐渐成为研究热点。以提高电池管理系统 (BMS)对电池荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的估算精确度为目标, 在建立二阶 Thevenin等效电路模型基础上提出一种能在线协同估算电池荷电状态和健康状态的改进扩展卡尔曼滤波算法。通过分阶段脉冲放电实验, 并利用最小二乘法求得模型参数。在动态应力测试工况 (DST)下借助 Matlab对比分析了改进扩展卡尔曼算法在 SOC和 SOH估计精确度、错误初值时算法收敛性、算法复杂度等方面的性能。实验表明, 利用该算法可以精确估计出各采样点处的 SOC和 SOH, 误差低于 1%;且在初值不准确情况下, 运行算法可快速收敛至真值附近, 算法估算结果的准确性与模型参数的微调无关, 鲁棒性较好。

不同清洗物所需的清洗频段不同，需要接入的超声波换能器也不同。为了提高超声波发生器对不同频段换能器的适应性，设计了一种由上位机进行频率给定、锁相环电路进行频率跟踪的闭环控制系统。 整个系统由STM32主控制器产生脉冲宽度调制(PWM)脉冲信号，控制EXB841优化驱动电路，驱动高频全桥逆变电路；通过阻抗匹配和输出电流的检测，保证作用于换能器输出的功率值最大。同时对于不同频段的超声波 换能器，需要调整给定输入，保持发生器在频率基准值的一定范围内进行频率跟踪。超声波换能器测试样机工作频率点为28.8?kHz，最大功率1?500?W，将本系统接入后谐振频率保持在28.8?kHz左右，输出功率近似为 最大值。经测试，该系统对于工作频率点为20~40?kHz的超声波换能器都具有较好的适应性。

为了提高推扫式遥感相机的动态范围, 对应用DTDI(Digital domain Time Delay Integration)技术并采用固定积分级数的成像方法以及高动态范围图像的显示方法等进行研究。首先介绍了DTDI技术基本原理, 然后利用该技术突破传统模拟域TDI的满阱电荷限制, 获得更高深度、更大动态范围的灰度图像数据, 进而拓展了推扫式遥感相机的动态范围。最后结合图像熵和图像灰度分布方差构造评价函数, 并将其作为判据选择被关注目标高动态范围图像的最优显示窗口, 将信息量最大、层次最为丰富的区间自动显示出来。计算和实验结果表明, 当固定积分级数为64的时候, 推扫式遥感相机的动态范围可以有效地提高36.124 dB; 基于评价函数的显示窗口自动选取方法较人工选择能够更加快速、准确地显示最优结果。本文提出的方法能够基本满足推扫式遥感相机领域大动态范围成像及选择显示的需求。

为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性，提出了一种基于卷帘快门面阵CMOS自相关成像的空间相机振动参数检测方法。基于卷帘式快门CMOS成像原理，对同一景物连续拍摄，得到一组具有相关性的图像序列，通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移量，拟合偏移量数据，进而根据拟合结果计算出空间相机的振动参数。验证实验显示，二维振动的周期检测相对误差不超过2%，振幅检测绝对误差不超过1 pixel。实验结果表明，该方法能够利用低帧频图像序列检测高频振动，大幅度降低了检测算法的数据传输及处理压力，为检测算法的星上嵌入式实现提供了可能，在推扫相机和凝视相机上均有较好的应用。

为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性,提出了一种基于TDICCD拼接技术的空间相机振动参数检测方法.根据TDICCD拼接原理,利用拼接结构中的重叠成像区域在不同时刻对同一景象成像,通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移量,拟合偏移量数据,进而根据拟合结果计算出空间相机振动参数.实验结果表明:对于一维单一频率的振动,频率相对误差小于0.5%,振幅绝对误差小于1个像元;对于一维混合频率的振动,频率相对误差小于3%,振幅绝对误差小于2个像元;对于沿推扫方向和垂直推扫方向均为单频振动的二维振动,频率相对误差小于1%,振幅绝对误差小于2个像元.实验结果验证了检测方法的正确性,达到了不增加额外设施,仅利用相机自身结构就能精确测量相机振动参数的目的,并为后续图像复原提供了数据基础.