基于干涉Cartwheel编队构形的系统参数定标

干涉Cartwheel是实现星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的一种编队卫星构形。它能利用相对稳定的星间基线进行干涉测高,并通过系统参数定标获得高精度的地面数字高程模型(DEM)。首先利用干涉Cart-wheel的几何构形,建立了多基线干涉平台待定标参数之间的关系。然后在精确的星间测距基础上,将待定标参数关系引入到各干涉平台定标方程中,提出了多干涉平台联合定标算法。该算法利用干涉Cartwheel构形的冗余信息,不仅能一次联合修正多个干涉平台的系统参数,而且降低了地面定标控制点的实现要求。仿真表明该算法能给出较好的参数定标结果,并重建出精确的地形高程。

干涉Cartwheel获取高精度DEM的联合校准技术

干涉Cartwheel能利用编队卫星间的空间基线进行干涉测高,并通过干涉定标技术获取精确的数字高程模型。现有的干涉定标技术不能充分利用干涉Cartwheel的空间编队构形,且受空间测量手段的限制,编队构形的获取精确度低,利用起来难度较大。文中首先利用干涉Cartwheel的几何构形,建立了编队构形误差和平台系统参数误差之间的关系,然后联立各干涉平台的敏感度方程,利用空间构形误差和参数误差的互相耦合,一次对各干涉平台获取的数字高程模型进行地形联合校准。仿真结果表明了该算法的有效性。

Moho反射波噪声干涉方法及其在青藏高原东北缘地壳结构成像的应用初探

基于南北地震带北段布设的密集流动地震台阵的连续波形记录,采用台阵噪声干涉技术获得了青藏高原东北缘Moho面PmP反射波,利用已有的区域三维地壳速度模型,采用沉积层校正方法建立研究区域的三维地壳初始模型,进而对噪声互相关函数进行基准面校正,然后采用共中心点叠加方法获得了研究区的地壳厚度分布.结果显示,青藏高原东北缘及周边不同块体地壳厚度差异显著,沿青藏高原北东向的扩展方向,地壳厚度逐渐变薄.祁连造山带中、西段地壳厚度约55~65 km,西秦岭造山带地壳厚度从西至东从53 km左右减小至42 km上下,阿拉善块体地壳厚度约50 km,鄂尔多斯块体西缘地壳厚度约40~45 km.六盘山断裂、海原断裂与天景山断裂附近呈现局部的地壳增厚,并且出现脉冲状Moho面反射震相,表明断裂带附近可能存在速度跃变较大的Moho面结构.祁连山北缘断裂出现叠置的反射震相,推测下地壳的逆冲形成了此类Moho结构.

基于激光干涉仪对天文底片扫描仪两轴气浮运动平台垂直度的测量

上海天文台开展高精度天文底片专用扫描仪的自主研制,垂直度误差是扫描仪所用两轴线性气浮运动平台的关键技术指标之一。基于直线度的干涉测量原理,使用RENISHAW XL80激光干涉仪及光学直角尺搭建垂直度测量光路,对两轴线性气浮式运动平台的垂直度误差进行了测量。测量结果表明:在450 mm×450 mm工作范围内,气浮运动平台两个运动轴的垂直度误差为1.356″,标准偏差为0.121″,满足高精度天文底片扫描仪研制的要求。使用光学直角尺的激光干涉测量方法具备光路布置简便和测量效率高的特点,适合气浮运动平台垂直度的日常检测和标校。

图像法分析波的干涉中的“相长与相消”

图像法是解决物理问题的一种重要方法。频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波发生干涉现象,形成稳定的干涉图样。以干涉图样为背景的“相长与相消”问题,若采用常规方法进行处理,则抽象难以理解,而在深入理解其本质的基础上采用图像法进行分析,则会呈现出直观且简捷的优点。

专利视角下长度测量领域干涉仪的技术发展现状

干涉仪作为一种高精度的测量工具,在长度测量领域发挥着至关重要的作用。其技术特点主要包括高精度、高灵敏度、非接触式测量以及适用于多种测量环境等,这些特点使得干涉仪在长度测量领域具有不可替代的优势,但同时也增加了其技术复杂性,成为长度测量领域专利审查的一大难点。文章从专利视角对干涉仪技术发展现状和特点进行了分析,并利用HimmPat全球专利智能检索分析平台,对干涉仪相关专利进行了全面检索,从干涉仪整体发展脉络、全球十大申请人专利申请情况、技术来源国和技术流向国等方面分析了专利分布特点,特别是对6种典型干涉仪技术进行了专利技术路线分析。

采用小波变换的空间外差干涉图误差分析方法

空间外差光谱技术(SHS)是一种应用于微弱物质探测、行星勘探以及大气遥感等领域的超光谱分析技术。受实验环境复杂及被测目标信号微弱等因素的影响,空间外差光谱仪的测量结果易出现干涉条纹倾斜、干涉图有斑点噪声等情况,从而最终影响测量光谱的精度。为了尝试解决这些问题,提出了基于小波变换的干涉图误差分析方法,对干涉图的斑点噪声水平和条纹倾斜误差进行有效的评价,从而为后续误差校正提供理论基础。首先对无误差的钾灯仿真干涉图加入不同标准差的高斯噪声,利用小波分解提取复小波系数,采用三种噪声估计法对干涉图数据进行计算,结果表明空域相关小波变换法噪声估计结果与真实值偏差最小,而Donoho估计法在修正截距后与真实值具有更好的吻合度。随后采用Db2小波对噪声水平不同的仿真钾灯干涉图进行一层小波分解并提取水平、对角及垂直三个方向的细节系数,采用Donoho估计法对干涉图进行二维噪声分析,有效表征了三幅干涉图各方向上的噪声水平特征。最后对仿真连续光干涉图进行小波分解并提取系数分析,研究了干涉条纹倾斜角度与小波分解系数的关系。研究结果表明,三个方向的小波细节系数估值变化分别在分解到不同层数时具有相似的变化规律:小波细节系数估值与条纹倾斜方向和小波细节系数的所属方向的夹角成反比,条纹倾斜方向与该小波细节系数的方向夹角越小,估值越大,反之则越小,且水平方向分解到第一层、对角方向分解到第二层、垂直方向分解到第三层符合变化规律。该研究是利用小波分解进行空间外差光谱误差分析的有益尝试,也为后续干涉图条纹倾斜误差的校正提供了一种新途径。

基于分段级联多模干涉的Ta_(2)O_(5)980/1550 nm波分复用/解复用器

提Ta2O5出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,将分段多模干涉波导的总长度缩短为普通配对型多模干涉波导结构的1/3.采用三维有限时域差分(3D-FDTD)工具对建立的模型进行分析和优化,结果表明所设计的MMI型双工器具有较低的插损和较高的工艺容差性,在980 nm处插损为0.4 dB,1550 nm处插损为0.8 dB,消光比均优于16 dB.该器件在1550 nm波长周围的1 dB带宽达150 nm,在980 nm波长周围的1 dB带宽达70 nm.文中设计的多级干涉结构极大地降低了MMI器件的设计难度并缩小了980/1550 nm波分复用/解复用器的整体尺寸,有望应用在片上集成的掺铒波导放大器和激光器领域.此外,不同多模干涉机制级联的设计思路为分离两个中心波长相隔较远的光信号提供了技术参考,在通信波段和中红外波段波分复用/解复用器件上具有潜在的应用价值.

痕量乙炔气体光热干涉多谐波信号联合检测技术

乙炔作为油浸式变压器故障诊断的主要特征气体,其在变压器油中的溶解浓度能够反映变压器的绝缘状态,光热光谱气体检测技术是可用于电气设备在线监测的新方法。文中在光热干涉原理的基础上,提出了基于2+4次谐波联合分析、2+4+6次谐波联合分析的多谐波痕量乙炔气体检测方法,对不同谐波检测方法的调制深度进行了优化,并基于空芯光纤构建的法布里—珀罗干涉仪进行实验验证。相比于单2次谐波分析法,多谐波在0.5 h内的联合信号波动幅度低于1%,线性拟合优度R2均高于0.999,且2+4次谐波联合分析法与单2次谐波分析法的检测极限均约为125 ppb(1 ppb=1×10^(-9))。结果表明多谐波信号联合分析用于痕量乙炔气体检测有助于提高检测稳定性和线性度。

基于高对称点间干涉的固体高次谐波偏振操控

椭偏超短脉冲对手性相关的超快动力学研究至关重要.产生椭偏超短脉冲的关键在于获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波.本文提出了一种可以获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波的方法.该方法利用了固体介质倒空间中的不同高对称点附近区域贡献的高次谐波之间的干涉效应.以同向旋转双色圆偏光驱动石墨烯为例,通过理论模拟演示了这一方案.结果表明,在产生的谐波信号中,一个旋向的谐波分量由于相消干涉被抑制,而另一个旋向的谐波分量由于相长干涉得到增强并在谐波谱中占主导.该方法为有效产生椭偏阿秒超短脉冲提供了新的思路.

结合智能手机的迈克尔逊干涉仪设计性物理实验研究

文章结合智能手机对迈克尔逊干涉仪实验的教学内容进行了拓展,在完成智能手机自主计数实验、压电效应测量和模拟引力波探测实验的基础上,将基础实验升级为设计性实验,加深了学生对光的干涉现象的理解。实践表明,丰富的实验内容和现象能激发学生对实验课的兴趣,不仅调动了他们的积极性,还为创新型人才培养提供了助力。

高中物理近似运算中的困惑与解决策略——以双缝干涉条纹间距公式的推导为例

由于高中生对近似运算相关知识的缺失和混沌现象的存在,使其对高中物理教科书中的近似运算过程产生困惑。给出了结合高中数学知识先推导精确结果再进行近似运算的解决策略,建议教科书编写与教学设计要切合学生的数学基础与认知能力。

干涉仪中极化测量和极化误差修正方法

极化是影响干涉仪测向精度的主要因素之一,也是描述电磁波特性的重要参数之一。基于矢量分解和最小二乘法,提出了一种新的极化测量方法,应用于干涉仪测向系统中。该方法在一般干涉仪天线阵中增加一个不同极化的天线单元即可实现极化测量。结合查表法,可以对不同极化下的零位极化误差进行修正,从而提高干涉仪测向精度。仿真结果验证了上述方法的正确性。

基于MATLAB图像处理改进劈尖干涉法测金属丝的杨氏模量实验

鉴于计算机自动测距的高度便捷和准确性,使用MATLAB对CCD相机拍摄到的明暗干涉图进行两次滤波处理得到了更清晰的干涉条纹.这种结合了图像处理的劈尖干涉测杨氏模量的方法使测量精确度达到10-7 m,培养了学生的创新意识,促进了学科之间的融合发展,在实验教学中具有重要的推广价值.

基于干涉和实时前馈实现三个量子节点的纠缠

纠缠多个空间分离的远程量子节点是构建量子信息网络的基础,不仅如此,多量子节点间的纠缠亦可应用于分布式量子计算和量子精密测量等,实现更高纠缠度的多量子节点间纠缠势在必行.文中基于干涉和实时前馈,借助于腔增强通过采用受激拉曼散射机制实现三个远距离原子系综的纠缠.该方案中只需要三套腔增强原子系统,光学谐振腔增强了光和原子之间的相互作用,使得通过受激拉曼散射产生的斯托克斯光场和反斯托克斯光场的效率得到提高,实现了高纠缠度的光与原子纠缠.在此前提下,基于斯托克斯光场的干涉和实时前馈实现三个远程原子节点间的纠缠.这种方法可以扩展到更大规模,甚至更加复杂的量子信息网络中,从而在量子信息科学中具有潜在的应用.

二苯甲酮的量子干涉效应

本文以交叉共轭的二苯甲酮为研究对象,将巯甲基作为锚定基团,分别设计了对位和间位连接的分子p-BP和m-BP进行量子干涉效应研究。理论计算结果表明,因量子干涉效应增强,p-BP的电导比m-BP相应值大一个量级以上,这也被相应的电导实验所证实。

考虑双线相互干涉的铁路项目施工组织研究

针对线状活动铁路工程施工场景,在双线相互干涉条件下,基于线性计划方法,对双线的空间表达以施工区段为单位进行重构,建立时间-施工区段模型,考虑时间、空间、施工资源等约束,构建线路内部约束条件,再以线路内部约束为基础,建立线路间约束条件。结合标准遗传算法,以各条线路各区段内施工资源配置情况为自变量,构建双线相互干涉条件下铁路工程施工进度计划工期优化算法,能够在算法中自动输出最优工期条件下的资源配置情况,根据算法输出的最优工期和资源配置情况制作对应的线性计划图。算例仿真结果表明,工期优化模型和算法能够高效获得最短工期下双线相互干涉的铁路项目施工进度计划,验证了本文模型的合理性和算法的有效性。

极地多用途船工装脚手架数字化干涉解决策略

工装脚手架是船舶建造过程中必不可少的辅助工装,而结构干涉一直是工装脚手架搭设作业难以回避的问题。以极地多用途运输船为依托,通过梳理设计过程中工装脚手架的数字化设计思路,从设计方法、技术难点和解决策略等方面进行分析,提出一种应用三维模拟技术解决工装脚手架结构干涉问题的方法,结果表明:该方法可有效降低现场工装脚手架出现干涉情况的几率。研究结果对船舶工装脚手架的干涉避碰问题解决具有一定的参考价值。

基于差分干涉雷达测量的地下矿山地表移动变形监测分析

针对地下开采可能诱发的地表建(构)筑物变形破坏风险,本文通过D-InSAR方法对某地下开采矿山地表进行了长期监测,研究结果表明:地表显著降低的区域为场地平整及回填散体压实导致,矿区内其余区域地表沉降特征与矿区外地表沉降特征无显著差别,地下开采对地表沉降的影响很小;实地踏勘表明,当前地表建(构)筑物未出现明显开裂变形现象,验证了D-InSAR监测数据的分析结果。

光干涉甲烷测定器示值误差不确定度评定

在煤矿安全生产领域,对甲烷浓度的准确监测显得尤为重要。鉴于光干涉式甲烷检测仪以其精确的测量结果和便捷的操作流程而广受欢迎,本文旨在评估光干涉甲烷检测仪读数误差的不确定性。文中深入分析了测量结果的重复性、仪器分辨率的误差以及标准仪器的精确度对测量不确定性的影响。经过对实验数据的详尽分析和计算,研究发现测量重复性是不确定度的主要贡献因素。