大气光通信信道特性及相位补偿技术研究

大气湍流使光载波的强度和相位在空间和时间上都呈现随机起伏,从而极大地降低了激光通信系统的性能.基于大气湍流信道的特点,分析了各种湍流效应对大气激光通信系统性能的影响,介绍了自适应光学相位补偿技术在大气激光通信系统中的应用进展,特别指出基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的自适应光学技术由于具有诸多优点,在未来的大气激光通信系统中可能有较为广阔的应用前景.     

Theoretical analysis of adaptive optics system based on stochastic parallel gradient descent algorithm

The adaptive optics (AO) technology without a wave-front sensor is simple and has more application fields than conventional AO technologies. The theory basis of the AO system based on stochastic parallel gradient descent (SPGD) from the convergence, the stability, and the averaged convergence rate is analyzed, where SPGD is used to control the AO system. The results show that the AO system based on SPGD can obtain good convergence and stability, and the fast convergence rate, which is in inverse proportion to $ \sqrt n $ \sqrt n (n is the number of control parameters).     

基于分段随机扰动幅值的随机并行梯度下降算法研究

为了提高随机并行梯度下降(SPGD)算法的收敛速度,提出了分段随机扰动幅值的改进方法。从理论上分析了固定增益系数时,随机扰动幅值对SPGD算法收敛速度的影响;提出了分段随机扰动幅值的改进方法;基于61单元变形镜,建立无波前探测自适应光学系统模型,对前65阶Zernike多项式模拟的满足Kolmogorov谱的大气湍流畸变波前进行校正。结果表明,采用分段随机扰动幅值的SPGD算法比固定最佳随机扰动幅值时传统SPGD算法的收敛速度提高了近1.6倍,证明了该改进算法的可行性。     

Error analysis and threshold selection in model-based wavefront sensorless adaptive optics system

Accurate values of masked detector signal (MDS) is the key to the correction capability of wavefront sensorless (WFSless) model-based adaptive optics (AO) system. However, imaging detectors always carry different kinds of noises in real applications, which make MDS deviate from theoretical results. Calculation errors of MDS suffered from the noise were analyzed through theory and simulation. Additionally, considering the method of threshold is usually used to mitigate the noise, we also discussed the influence of threshold on MDS. Results showed that the simulation is consistent with the theory and there exists an optimal threshold to make the error minimum for different noise. A fitting formula, which can accurately calculate optimal thresholds, was proposed based on the simulated data. Above results can provide a plausible method and theoretical basis to mitigate imaging noise of detectors in real applications.     

噪声情况下模型式无波前探测自适应光学系统扩展目标成像校正

利用88单元变形镜及电荷耦合器件成像器件,以扩展目标为校正对象,建立了带有噪声的无波前探测自适应光学系统模型。在噪声情况下,验证了扩展目标成像时掩模探测器信号和波前相位的平均梯度平方和之间存在线性关系。将基于此线性关系的算法作为无波前探测自适应光学系统的控制算法,通过仿真,检验了模型式无波前探测自适应光学系统在噪声情况下对扩展目标成像的校正能力。结果表明,相同湍流条件、不同信噪比下的校正效果接近。按照湍流条件从小到大的顺序,与信噪比为20 dB的结果相比,信噪比为5 dB时校正后的平均均方根相对误差分别为3.71%,2.94%和2.42%,说明基于该线性关系的模型控制算法具有较强的抗噪能力。     

浅谈公路路基施工质量控制

文章针对公路路基在施工中几个阶段的施工技术与质量控制方法进行了阐述.     

汽车散热器的翅片仿真研究

为了得到结构更合理的汽车散热器的百叶窗翅片结构,采用仿真软件对散热器的翅片进行了仿真模拟.通过改变翅片高度,得到了不同高度下散热器翅片的传热因子j和阻力因子f,并引入无量纲参数j/f13来评价其综合性能.优化结果表明,当翅片高度为7.85mm时,汽车散热器百叶翅片的综合性能最佳.     

液晶空间光调制器用于光束偏转控制的衍射效应

液晶空间光调制器(LC-SLM)能实现光束动态偏转,而它的像素结构以及相位回卷方法造成的衍射效应使其光效率降低.通过数值仿真和实验分析了像素结构造成的衍射效应,给出了像素填充因子和衍射效率的关系.利用256 pixel×256 pixel的液晶空间光调制器构建动态光束偏转实验装置,使入射光束偏转不同角度时测量远场光斑强度,得到衍射效率随光束偏转角的变化关系.理论分析与实验结果表明,填充比越小,像素结构造成的衍射效应越强,衍射效率降低;当填充比为0.85时衍射效率的测量值仅为51.3%.相位回卷方法使液晶空间光调制器形成类似闪耀光栅结构,随着光束偏转角度的增大,衍射效率降低.     

RE多元复合孕育剂强化机理的研究

通过金相分析方法对RE多元复合孕育剂的孕育强化机理进行研究。分析发现,经0.5%RE多元复合孕育剂孕育的CE4.0%～4.1%铁液的铸铁件石墨形态明显改善,基体组织中珠光体晶粒细化且层片间距减小,初生奥氏体枝晶细化明显,所形成的共晶组织中共晶团数量显著增加,从而使铸件的抗拉强度从200MPa稳定地提高到250MPa,且综合工艺性能保持良好。     

花椰菜超声波预处理工艺优化及干燥过程中水分状态分析

该研究对干燥前的花椰菜进行超声波预处理,探究了不同水平的超声预处理条件对花椰菜干制品品质的影响,分析了其热风干燥过程中的水分状态及分布。在单因素实验的基础上,以色泽、复水比、维生素C含量和DPPH自由基清除能力为响应值,选取超声时间、超声频率和超声功率密度进行三因素三水平的响应面中心组合设计实验,获得花椰菜干制品品质较佳的超声条件。结果表明,花椰菜超声波预处理最优工艺为：超声时间6.00 min,超声频率80 kHz,超声功率密度0.22 W/cm2。此条件下花椰菜干制品b*值为30.58,复水比2.97,Vc含量为311.78 mg/100 g,DPPH自由基清除能力为17.20 μmol Trolox/g。低场核磁共振（LF-NMR）结果发现,花椰菜热风干燥过程中首先脱除的为自由水,其次为半结合水及部分结合水;且超声波处理后提高了花椰菜中氢质子自由度,能够加快其干燥过程中水分脱除速率。因此,响应面中心组合设计实验和LF-NMR技术可用于花椰菜干制品预处理工艺优化和干燥过程水分变化分析,改善干制品品质,提高生产效率。