近年来, 分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌, 采用熔融冷却法制备了纳米SiO2-Na2O高硅玻璃颗粒增强的P2O5-Al2O3玻璃。通过改变复合持续时间, 研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明, 异相复合玻璃的杨氏模量高于P2O5-Al2O3玻璃, 并且随着复合持续时间由10 s增大到8 min, 玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势, 在复合持续时间为6 min时, 杨氏模量达到最大值80.7 GPa。相比于P2O5-Al2O3玻璃, 杨氏模量提高了18%。引入SiO2-Na2O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相, 而且会改变P2O5-Al2O3玻璃的结构。随着复合持续时间由10 s增大到6 min, 异相复合玻璃网络中磷的配位数逐渐增大, 并且玻璃网络中的非桥氧数量逐渐减少, 网络交联度逐渐增加。而复合持续时间超过8 min, 则不利于网络交联度的增加。异相复合玻璃的开发为耐损伤玻璃材料的制备提供了新的思路。
异相复合玻璃 P2O5-Al2O3玻璃 杨氏模量 复合持续时间 heterogeneous composite glass P2O5-Al2O3 glass Young's modulus recombination time
为探究高压气体爆破与炸药爆破振动特征差异, 根据压缩气体与水蒸气容器爆破能量法建立了不同气体压力与炸药的当量关系, 设计开展了模拟岩体高压气体爆破与炸药爆破振动试验。基于试验结果对2种爆破振动持续时间和振动速度进行了分析, 并利用小波包变换技术对2种振动信号能量在频域上的分布规律进行了对比分析。试验结果表明：高压气体爆破振动持续时间远大于炸药爆破振动持续时间, 2种爆破振动持续时间均随着距离的增大而减小; 且高压气体爆破振动持续时间随着爆压的增大而减小, 但炸药爆破振动持续时间随当量大增大而增大。高压气体爆破振动速度远小于炸药爆破, 但随着距离的增大, 2种爆破振动的峰值趋于接近, 且高压气体爆破振动速度较炸药爆破振动速度衰减缓慢。随着距离的增大, 高压气体爆破与炸药爆破振动信号主频带向低频转移并且主频带所占能量比例逐渐降低; 与炸药爆破相比, 高压气体爆破振动信号属于更加低窄频的信号、能量在频域上更集中、主频带能量占比较高。
高压气体爆破 振动 持续时间 小波包 能量分布 high-pressure gas cracking vibration time of duration wavelet packet energy distribution
1 大连海事大学信息科学技术学院，辽宁 大连 116026
2 大连科技学院，辽宁 大连 116052
针对弹性光网络的频谱碎片问题，提出了一种最大化业务承载力的碎片感知路由与频谱分配算法。在路由阶段利用K最短路由算法为业务请求离线计算K条跳数最短的备选路径，在频谱分配阶段考虑到达业务请求以及已建立业务连接的持续时间等因素，对空闲频谱块（SB）的业务承载力进行评估，并从所选路径的可用SB中挑选建立光路后关联路径中空闲资源业务承载力最大的方案建立业务连接。仿真结果表明，该算法可以降低带宽阻塞率和链路平均碎片率，同时提高资源利用率。
光通信 弹性光网络 频谱碎片 路由与频谱分配 持续时间 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0706007
1 河北工程大学 信息与电气工程学院, 河北 邯郸 056038
2 河北工程大学 河北省安防信息感知与处理重点实验室, 河北 邯郸 056038
针对弹性光网络中现有碎片整理方法未能充分利用最大空闲频谱块且业务迁移数目较多的问题, 提出一种剩余持续时间触发的最大带宽业务精确迁移的碎片整理(BBSEM-DF)算法。首先, 构建碎片度量模型, 衡量链路中频谱碎片的分布状态; 然后, 根据碎片量和业务的剩余持续时间设置阈值, 触发碎片整理过程; 最后, 将最大连续业务组迁移至链路中与之所需频隙数相匹配的空闲频谱块处, 进行精确迁移。仿真结果表明: 与传统碎片整理算法相比, 该算法可以减少频谱碎片, 降低阻塞率, 提高网络性能。
弹性光网络 碎片整理 持续时间 业务迁移 阻塞率 elastic optical networks defragmentation holding time services migration blocking rate
1 国家电网有限公司, 北京 100031
2 国家电网有限公司 信息通信分公司, 北京 100761
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
为提升弹性光网络(EON)生存性, 提出了基于带宽和持续时间的业务标记保护算法。该算法从业务的带宽和持续时间这2个维度对业务进行标记, 将带宽较大、带宽较小的业务分别分配在编号较小、编号较大的频隙中, 将持续时间较长、持续时间较短的业务分别分配在频谱两端、频谱中间的频隙中。仿真结果表明: 与传统算法相比, 该算法可以有效地降低EON的阻塞率, 提高网络的可靠性。
弹性光网络 生存性 保护 带宽 持续时间 elastic optical network survivability protection bandwidth holding time
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 研究生院，北京 100088
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
基于PIN限幅器的等效电路模型，构建了PIN限幅器HPM效应ADS等效电路仿真模型，利用HPM注入实验和等效电路仿真相结合的方法，研究了单个微波脉冲作用下PIN限幅器的响应规律，获取了HPM作用结束后限幅器限幅持续时间与注入脉冲功率、脉宽的对应关系，并对限幅器的限幅持续过程进行了分析。仿真与实验结果表明：PIN限幅器限幅持续时间随着微波脉冲功率和脉宽的增大而变大，实验和仿真结果趋势一致，该研究使用的ADS等效电路模型可以应用于PIN限幅器的高功率微波瞬态响应特性分析研究。
PIN限幅器 高功率微波效应 限幅持续时间 响应特性 PIN limiter high power microwave effect limiting duration response property 强激光与粒子束
2020, 32(6): 063003
1 大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
2 大连科技学院, 辽宁 大连 116052
为了解决软件定义弹性光网络(SD-EON)中的持续时间感知路由与频谱分配(HTA-RSA)问题,结合多径路由(MPR)、流量疏导(TG)和自适应调制(AM)建立了以最小化频谱资源占用为优化目标的整数线性规划模型,并提出了一种基于TG的持续时间感知多径路由与频谱分配(HMRSA-TG)算法。针对立即分配(IR)和预约分配(AR)两种业务,先利用单径单业务分配方式建立业务连接;若不成功,则利用单径多子业务分配方式;若仍然不成功,则尝试多径多子业务分配方式。为了最小化频谱资源占用和尽快释放频谱资源,在建立业务连接时,优先选择占用频谱资源最少的分配方式。当占用频谱资源相同时,优先选择占用时隙总和最小的分配方式。仿真结果表明,本算法可以降低阻塞率和提高频谱利用率。
光通信 弹性光网络 软件定义网络 路由与频谱分配 流量疏导 持续时间感知 多径路由 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210602
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
为了解决弹性光网络中频谱碎片过多的问题, 提出了一种基于持续时间的奇偶分区频谱分配(OEPSA-HT)算法。该算法考虑混合速率业务、业务持续时间等因素, 根据链路中不同类型的业务划分专用区域, 同时将专用区域分为奇偶2种类型, 使得相邻的奇偶区域之间形成共享区域, 提高业务传输的成功率; 并且结合业务的持续时间, 采用一种分区-时间结合策略, 在时域下有效地减少频谱碎片。仿真结果表明: 算法能够有效地减少带宽阻塞率, 同时提高频带利用率。
频谱碎片 奇偶分区 持续时间 带宽阻塞率 频带利用率 spectrum fragmentation odd-even partition holding time bandwidth blocking probability spectrum utilization ratio
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 国防科技等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900
为了研究波前像差对超短飞秒激光脉冲聚焦特性的影响, 基于瑞利-索末菲标量衍射理论, 对比研究了在散焦、像散、慧差、三叶形像差以及球差等各类波前像差下, 均匀强度分布和高斯强度分布的超短飞秒激光脉冲的聚焦特性。结果表明, 波前像差对均匀强度分布的飞秒脉冲在焦平面处的光强分布具有明显的不利影响, 从而降低飞秒脉冲的聚焦峰值功率, 而对高斯强度分布的飞秒脉冲影响相对较小, 即在高斯强度分布下, 在焦平面处仍然有可能获得较好的、近衍射极限的聚焦光斑; 在非焦平面处, 即使初始脉冲具有高斯强度分布, 非焦平面处的光强分布受各类波前像差的影响也较为明显; 对于所研究的30fs（1/e2半宽度）超短脉冲, 波前像差对脉冲持续时间的影响几乎可以忽略。此研究结果对超短飞秒激光束的光束质量评估及聚焦特性分析具有实际的指导意义。
超快光学 聚焦 波前像差 持续时间 衍射理论 ultrafast optics focusing wavefront aberration pulse duration diffraction theory
1 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
星光掩星技术是利用恒星光谱进行地球及其他行星大气痕量成分密度、 温度、 气溶胶等测量的有效手段。 该探测原理主要是根据不同的大气成分在恒星光谱的不同位置上表现出不同的吸收特征, 具体表现在： 紫外波段可进行臭氧、 氧气、 氢气等的测量, 可见光谱段可探测二氧化氮、 三氧化氮、 氧气等, 红外可探测水蒸气、 气溶胶、 甲烷、 二氧化碳、 氧气等。 星光掩星的实现过程为： 当LEO卫星和恒星分别位于地球的两侧时, 恒星发射的光经过地球大气的吸收、 散射等作用, 被另一侧的LEO所接收, 即构成掩星观测。 根据光谱流量得到恒星的视星等范围, 给出恒星在天球坐标系中的分布和不同的光谱型, 以及利用各光谱型可探测的大气成分, 再利用恒星和LEO卫星在地固坐标系中的相对位置, 进行恒星-LEO星光掩星轨道观测模拟, 基本流程为： 首先读取LEO卫星的轨道位置以及目标恒星的位置, 设置24 h的模拟时间, 其次判断是否处于掩星状态, 当掩星开始时, 计算并输出掩星发生的经纬度、 速度等, 直至模拟时间结束。 其中涉及恒星从天球坐标系转换到地固系的过程, LEO卫星轨道、 掩星切点经纬度等的计算。 根据模拟流程, 计算并分析掩星事件的日观测量、 全球分布、 持续时间以及漂移速度等, 得到以下结果： (1）目标恒星在全天区都有一定数量的分布且具有不同的光谱型, 可进行臭氧、 二氧化氮等成分的探测； (2）在对星光掩星进行24 h的轨道模拟过程中, 日观测量为5 563次, 其中包括2 737次上升掩星, 2 826次下降掩星； (3）从全球分布来看, 掩星事件主要分布在低纬度, 两极最少, 其他纬度数量相当, 且经度方向分布均匀； (4）根据方位角的分布, 正常掩星占比为78.25%, 持续时间平均为1.5 min, 切点水平漂移在18～600 km； (5）21.75%的侧面掩星事件, 其较正常掩星来说, 持续时间长, 切点的水平漂移速度大, 方位角变化也大。 该结果为卫星轨道设计和探测载荷设计提供理论指导。
星光掩星 光谱型 卫星 持续时间 漂移速度 Stellar occultation Spectral type Satellite Duration Drift speed
