中国科普服务与公共文化服务的协同发展研究——基于效率耦合视角

从效率评价切入,并从耦合协调水平视角实证分析二者是否实现协同发展,既有利于创新驱动发展战略的实施,也有利于提升新时代中国文化的软实力。根据公开统计资料,采用数据包络分析方法,对2018年度我国31个省级行政区的科普活动与图书馆服务活动的效率进行实证。以此为基础,对东、中、西部三大区域以及8个经济区的效率耦合协调度展开异质性分析。研究结果显示,中国科普服务与公共文化服务整体实现了高水平耦合,但“东高西低”“南高北低”的区域差异显著。创新体制机制、加强要素供给侧要素管理,应作为今后优化资源配置的建设方向。

基础实验试题A:线圈耦合效率的研究

介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A的实验内容,给出了参考解答并分析了学生作答情况.基础实验试题A为电磁学题目,试题包含正弦信号典型参量与功率的测量、未知元件的判别、线圈电流的非接触测量、耦合损耗分析与效率优化4个部分.试题在大学物理实验中交流信号基本参量测量的基础上,重点考查学生对示波器等常见电学仪器的使用、常见电学元件特性的掌握、正弦信号与简谐运动的分析和对电磁感应物理图像的理解与综合应用能力.

近红外铌酸锂光栅耦合器耦合效率优化研究

提出了一种基于铌酸锂导模结构的高效光栅耦合器设计方案及其优化的光学激发配置.利用有限时域差分算法对光栅耦合器的耦合效果进行了数值分析;主要研究了光栅周期、光栅占空比、二氧化硅隔离层厚度,以及入射光的偏振和角度对光栅耦合效率的影响;对在共振波长和非共振波长处空间光传播电场图像进行了模拟.理论仿真结果显示,在光栅周期为650 nm、光栅占空比为0.3、刻蚀深度为130 nm时,利用横磁(transverse magnetic,TM)偏振光沿光栅法线夹角17°方向入射,可获得优化的光栅耦合效率~38%,从而有效地将空间光耦合进入铌酸锂亚波长波导薄膜中,这对铌酸锂微纳光栅耦合器的设计和性能应用有借鉴和参考价值.

安徽省中药创新链与产业链耦合效率研究

产业链与创新链融合是提高产业链韧性和提升产业链现代化水平的重要举措。安徽省中药产业发展迈入新阶段,但发展过程中仍存在创新链与产业链融合难的问题。通过耦合协调度模型和TOPSIS与RSR相结合的方法对安徽省“十大皖药”企业的创新链与产业链融合效率进行分析,结果表明,安徽省中药创新链与产业链两个系统具有高度的相关性,但其耦合协调度较低,处于低水平耦合且存在明显的地区性差异。据此,提出企业等创新主体要遵循创新链与产业链融合发展规律以推动两链双向融合、根据地区两链发展水平探索区域性创新链与产业链融合发展、推动产学研协同创新发展等建议,以期进一步推动中药产业高质量发展。

碳排放“双控”背景下的建筑能耗总量省际分配——基于公平与效率耦合的视角

中国碳达峰碳中和工作已由能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,要求各领域妥善处理减污降碳与能源安全的关系。在此背景下,探寻兼顾区域发展需求与碳减排需要的建筑能耗总量省级分配方案,是建筑部门响应碳排放“双控”国家战略,实现建筑领域安全降碳的关键。基于公平-效率耦合的视角,文中提出地区内“公平与效率的适度兼顾”以及地区间“公平与效率兼顾程度相当”的原则,以碳排放总量目标为约束,构建建筑能耗总量省级分配模型。通过蒙特卡罗与数值模拟技术,获取2030年建筑能耗省级配额,并将其与以能耗总量目标为约束的建筑能耗总量省级分配结果对比。结果表明:无论是约束条件的满足程度,还是碳减排潜力的实现深度,以碳排放总量目标为约束的建筑能耗总量省级分配方案都是符合多维度要求的最优选择,其公平与效率兼顾程度为12%,公共建筑与城镇居住建筑将是未来节能减排的重点。

光锥与CCD耦合效率的理论分析

光锥与CCD的耦合技术是研制ICCD图像传感器的关键技术 ,本文主要从理论上分析并讨论了光锥与CCD耦合器件的耦合效率及其影响因素 ,进一步分析讨论了耦合效率对耦合器件信噪比的影响 证明了光锥与CCD的耦合效率不仅降低ICCD探测效率而且降低ICCD信噪比 。

利用二维光子晶体提高波的耦合效率(英文)

通过多重散射方法数值模拟研究和实验测量表明利用二维光子晶体可以提高波的耦合效率 研究发现 ,高的波耦合效率通常发生在光子禁带的边沿和其它非禁带区的某些频率处 当光子晶体的晶格常数接近于所传输的波的波长时 ,会出现很高耦合效率的共振耦合现象 利用二维光子晶体的情况下的波耦合效率最高可以达到不利用二维光子晶体时的 1.89倍

光纤耦合效率与接收光强计算研究

由于用近似方法计算出的光纤耦合效率和接收光功率与实验测量之间存在差异,有必要探讨更准确的计算方法以满足应用的需要。通过对径向变量的积分,导出了在高斯光强分布下对接收光纤端面进行面积分计算的一元积分式,从而可以快速准确地对光纤的耦合效率和接收光功率进行数值计算。对62.5/125多模光纤的耦合效率和接收光功率进行的数值计算和实验测量说明,光纤的耦合效率只有用准确的数值计算才能给出与实际相符合的计算结果。使用芯径较大的接收光纤测量出射光束的近场光强分布时,光纤接收光强分布较光束的光强分布有较大的展宽,其相对误差甚至可达60%。

空间光通信光纤耦合效率及补偿分析

受大气湍流影响,空间光通信系统中接收光至单模光纤耦合效率降低,根据弱湍流理论,推导了Kolmogorov湍流信道情况下准直高斯光束至单模光纤平均耦合效率表达式,仿真了1 km传输距离下不同接收孔径下平均耦合效率与湍流强度的关系,结果表明:当大气折射率结构常数达到10-12时,耦合效率降到0.1以下,且耦合效率随接收孔径增大而降低。采用37单元自适应光学系统(AO)进行补偿实验,对畸变波前进行重构再利用反射变形镜进行修正的方法,对比不同AO状态下波面图质量及远场长曝光成像及质心位置漂移,发现AO进行低阶像差校正后,波面峰-谷值及标准差减小、斯特列尔比(SR)及耦合效率增加,进行高阶校正后情况进一步改善。

振动对空间光-光纤耦合效率影响及补偿实验研究

利用现有成熟光纤通信技术是目前卫星光通信技术的重要发展方向，但需首先解决空间光-光纤耦合这一关键问题。文中对卫星平台振动对空间光-光纤耦合效率的影响进行了理论分析；在此基础上针对卫星光通信终端，建立以CCD为探测器，高速偏转镜为补偿器件的卫星平台微振补偿系统，并进行了实验研究。实验结果表明：所采用的基于反馈控制技术的主动补偿系统能有效地抑制低频振动。在振动频率介于1～50 Hz，振动幅度介于75～300μrad之间时，补偿系统对耦合效率的最大改善率可达54.73%，验证了补偿方案的可行性及有效性，为在卫星光通信系统中应用各种光纤通信技术打下基础。

高功率高耦合效率光纤模场匹配器

为了提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率,利用加热扩芯的方法,对单模光纤进行了热扩芯处理,实现了大模场面积双包层光纤15/130μm到单模光纤6/125μm的模式匹配。对进行热扩芯处理的模场匹配器的传输损耗进行了理论分析;利用自行搭建的中心波长为1 064nm的激光光源分别测量了商用及自制的模场匹配器的传输损耗。实验结果表明:采用加热扩芯的方法极大地提高了大模场面积光纤到单模光纤的模场匹配器的模式耦合效率。与商用的模场匹配器相比,自制的模场匹配器具有更高的耦合效率和运行功率,其热处理能力更强,可靠性也更好,运行功率可以达到100W;在进行风冷的情况下,稳定工作时间累计为120min,最终可以获得73W的单模光输出,热处理能力为27W。模场匹配器性能的提高满足了高功率光纤元器件发展的需要,有利于实现光纤激光系统的全光纤化。

湍流环境中光纤耦合效率的提高

在空间激光通信应用中,空间光与单模光纤的耦合效率是影响通信系统性能的重要因素。考虑大气湍流会降低激光与光纤的耦合效率,本文从湍流强度与光学系统分辨率之间的关系出发,研究了大气湍流对光纤耦合效率的影响,导出了接收口径、系统焦距、入射光波长、接收光纤半径、大气相干长度等与单模光纤耦合效率之间的关系。提出了两种在湍流环境中提高光纤耦合效率的方法。方法一是在外界湍流强度发生变化时,通过改变耦合系统焦距,使耦合效率保持在较高值;方法二则是采用锥状光纤接收来提高耦合效率。最后对提出的方法进行了分析、仿真和室外耦合效率测试,验证了所提出的改善耦合效率方法的有效性。

光纤偏移对空间光-单模光纤耦合效率的影响

空间光-单模光纤耦合的关键技术是怎样确保耦合系统中光纤的准确定位。基于电磁场模场匹配理论,讨论了光纤偏移对空间光-单模光纤耦合效率的影响,结果显示耦合效率随着光纤偏移的增大显著下降。采用光纤调整架以及微透镜光纤可以显著改善耦合效率,讨论结果有助于空间光-单模光纤耦合器件的优化设计。

基于激光驱动的飞片动能耦合效率理论分析

激光驱动飞片技术作为一项高技术,在基础理论研究和工程实践方面有着广泛的应用。而激光与飞片的能量耦合关系一直是该项技术研究的热点之一。根据激光诱导爆轰波(LSDW)理论,从爆轰波压力的时空分布入手,推导了激光驱动飞片动能耦合效率的数学解析表达式。并以铝飞片为例,重点分析了激光参数(功率密度、脉宽)和飞片结构参数(厚度、直径)与飞片动能耦合效率关系,数值计算结果表明:飞片动能耦合效率与激光脉宽和飞片直径呈递增变化,而与激光功率密度和飞片厚度呈递减变化。

垂直腔面发射激光器的TO封装的耦合效率模拟分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB软件,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装组件对耦合效率的影响.发现增加耦合透镜的折射率、减少管帽的高度和耦合透镜的尺寸可以提高耦合效率.

基于外腔光纤激光器阵列频谱组束的耦合效率

分析了外腔高斯光束频谱组束的机理。针对Bochove推导点特征扩展系数所使用的方法繁琐问题,运用角特征的近似形式,推导了点特征的扩展系数;并基于频谱组束模型,讨论了影响耦合效率的因素。结果表明,外腔最大耦合效率时,激光器阵列应排列成开口背离传输透镜的抛物线形;当阵元的横向位移超过1.5 mm时,抛物线形排列的阵元耦合效率是相同位置直线形排列阵元耦合效率的2倍;使用外腔频谱组束,应尽量选择焦距较长的传输透镜。

空间激光与单模光纤和光子晶体光纤的耦合效率

为了设计最优光纤耦合系统,利用高斯模场近似单模阶跃光纤的模场和大模面积光子晶体光纤的模场,推导出了理想情况下空间激光与这两种光纤的耦合效率解析表达式以及光纤端面相对于耦合系统存在横向偏移和端面倾斜时的耦合效率解析表达式。基于上述理论表达式计算了空间激光与光纤的耦合效率,并通过实验验证了此理论表达式的有效性。理论计算和实验均证实了单模阶跃光纤对于横向偏移更敏感,当横向偏移量等于单模光纤的纤芯半径时所对应的耦合效率只有20.25%,为理论最大值的1/4;而大模面积光子晶体光纤对于端面倾斜更加敏感,当端面倾斜2°时对应的耦合效率只有40.5%,为理论最大值的1/2。所提出理论表达式和实验方法完全可以为设计光纤耦合系统提供准确的参数。

半导体激光器与单模光纤耦合效率的分析

在高斯场分布近似的前提下，从模场半宽匹配的角度描述了半导体激光器（ＳＬＤ） 与单模光纤（ＳＭＦ） 之间的光耦合理论。对不同的ＳＬＤＳＭＦ 间光耦合的方式作了分析。

激光在锥形多模光纤中的耦合效率与传输模式

基于光线追迹的方法建立了典型锥形多模光纤的传输模型,结合激光干扰设备激光的特点,模拟计算了激光在锥形多模光纤中的耦合效率和传输模式,并设计进行了光学实验。仿真和实验结果表明:高斯激光光斑经锥形多模光纤传输后为圆环形光斑;耦合效率随激光入射角的增大而减小,减小的速率随入射角的增大而减小。为解决圆环形光斑分布,提出了将输出端连接的圆柱形光纤弯曲一定角度的方法,该方法可以将光斑改善为二维正态分布的光斑,理论耦合效率近80%。该研究为激光干扰设备的干扰激光直接介入激光制导武器对抗半实物仿真系统提供了理论和实验支持。

基于散射矩阵的无线电能传输系统电磁耦合效率测量方法的研究

针对磁耦合谐振无线电能传输系统的磁场耦合效率进行研究,分析了无线电能传输系统能量传输的逻辑关系,将系统网络等效为两个子网络级联,基于各个二端口网络散射矩阵的等效关系,推导出计算两个子网络间电磁场耦合效率的模型。提出基于散射矩阵的无线电能传输系统电磁耦合效率测量方法,通过仿真或实际测量获得S参数,通过S参数的计算得到无线电能传输系统的电磁耦合效率。计算结果与系统能量传输变化规律一致,证明了该测量方法的可行性。该方法测量步骤简单、实时性强,对于分析、优化传输系统的效率具有实用价值。