用钻孔应变数据探测2011年日本Tohoku大地震激发的低频地球环型自由振荡及其谱峰分裂

地震激发的地球自由振荡中,环型自由振荡(特别是低频环型自由振荡)的精确探测相比于球型自由振荡更加困难.环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感,能更好地监测走滑断层运动,因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速度结构和大地震的震源机制提供更强约束.本研究利用2011年日本Tohoku地震后四分量钻孔应变仪的观测资料,提取了该地震激发的1.3 mHz以下低频环型和球型自由振荡信号,与STS-1宽频带地震仪的结果相比较,发现四分量钻孔应变仪对1 mHz以下的环型自由振荡具有更强的探测能力.本研究还采用频率域自回归方法精确估计了0T2—0T6的简并频率,结果与PREM模型理论值相差非常小,平均相对误差仅为2.52×10^(-4).此外还用钻孔应变仪观测资料探测到了0T2谱峰分裂现象.研究结果表明,钻孔应变仪能有效探测到大地震激发的低频地球环型自由振荡信号,可为地幔大尺度各向异性结构研究提供高质量的基础数据.

基于谱延拓的SAR复图像谱分裂目标Doppler解模糊

合成孔径雷达(SAR)地面目标的径向运动会导致Doppler模糊,将目标Doppler频谱分裂为不同模糊数的2部分,显著增加了目标定位、识别和分类的难度。为实现谱分裂类型目标解模糊,该文基于复图像距离-Doppler(R-D)域的目标包络斜率正比于模糊数的特性,提出一种在谱延拓R-D域作二次距离徙动校正、搜索残留徙动斜率最小值的模糊数估计方法,克服了谱分裂造成的包络不连续性。新方法计算效率高且无需辅助硬件支持。基于机载SAR实测数据的数值实验表明:新方法可有效实现谱分裂目标模糊数估计。

光子晶体多量子阱中的谱线分裂

用时域有限差分法研究了一维光子晶体多量子阱中的谱线分裂现象,揭示了光子隧穿多量子阱时谱线分裂的规律性。研究发现,谱线分裂是阱间相互耦合的结果,其特征不仅取决于势阱的个数,而且与垒区和阱区的几何参量密切相关.计算结果表明,对称多量子阱结构中,光子隧穿p个势阱时,单阱对应的每条透射谱线会分裂为p条,各分裂谱线互不交叠.这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度最大化,光波有效带宽的使用最优化,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用.

利用超导重力数据检测日本M_w9.0地震的低频自由振荡及谱线分裂

准确估计低频自由振荡及谱线分裂是约束地球内部结构和改进地球模型的重要手段.本文利用四个不同台站的超导重力观测数据系统研究了日本Mw9.0大地震激发的低于1.5mHz自由振荡及谱线分裂.研究结果表明:(1)选取适当的数据长度,超导重力观测数据可以检测出低于1.5 mHz除1S1以外的所有自由振荡;(2)除0S2、0S3、0S0、2S1、3S1、1S2和0T2外,重点探测出3S2、0S4和1S4谱线分裂的所有谱峰;(3)与PREM模型理论频率相比,0S0观测频率平均向右偏移0.354×10-3 mHz,说明PREM理论模型中地幔底部参数与真实地球可能存在微小偏差;(4)3S2的谱线分裂率r为1.485267,比PREM理论谱线分裂宽度约宽50%,表明PREM中地球内核中部介质参数可能存在一定误差,需要进一步改善.另外,quasi-0T2的r为1.254206,比PREM理论谱线分裂宽度约宽25%.

原子塞曼效应分裂谱线的量子分析

从电子自旋的角度出发,应用量子力学的观点分析了正常塞曼效应分裂谱线的情况。

CCD技术与Hg谱线分裂问题研究

利用CCD技术对Hg谱线分裂问题进行了数字图像处理,使实验精度有很大提高,实验时间缩短,该方法有利于拓宽学生知识面,调动学生的学习积极性,启发学生的创新意识.

基于MATLAB的简正模正常谱峰分裂计算

基于MINEOS软件、MATLAB的ode45工具箱和样条插值函数interp1,设计计算简正模正常谱峰分裂的接口。采用静力水准重力势能J2、J4系数计算地球椭率一阶、二阶项,考虑PREM和1066A两种起始模型,计算0S2模态的正常谱峰分裂参数和单谱频率,并与Dahlen的结果比较,证明了MATLAB接口的正确性。研究发现,椭率二阶项对简正模谱峰分裂参数影响较小,对单谱频率影响可忽略。最后以0S2为例,计算其耦合矩阵,评估耦合强度,为谱峰分裂函数反演地球内部密度结构奠定基础。

分裂步数拟谱法数值模拟西大亚湾海域的流场

针对大亚湾海域适合的潮波方程,以Chebyshev多项式为基底,应用分裂步数拟谱方法,通过快速余弦变换,模拟计算西大亚湾海域的流场.数值结果表明,在短时间预测海域流速上,分裂步数拟谱方法比普通拟谱法有较高的精度和可行性.

谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究

谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解调曲线等开环输出以及锁频反馈下闭环输出进行了模拟仿真。利用仿真模型分析了正弦波调制下谐振谱分裂现象,并搭建实验装置对其进行了验证。结果表明,实验中正弦信号调制频率高于系统谐振输出半高全宽一半,即对应2 MHz时,谐振谱分裂会导致同步解调输出线性区域出现明显失真,严重恶化了标度因数线性度。因此,搭建的谐振式光纤陀螺仿真模型能够准确而有效地模拟系统的工作状态,在系统噪声抑制和精度提升方面具有指导性意义。

BrCl紫外光电子能谱实验及理论研究

采用紫外光电子能谱研究了影响大气臭氧浓度的重要卤素互化物一氯化溴的精细电离能谱 .实验得到BrCl的第一绝热电离能和垂直电离能分别为 10 95eV和 11 0 0eV .BrCl的最高占据轨道 6π电离产生了明显的旋轨分裂谱带 .这对旋轨分裂谱带分别清晰地显示出 4个振动精细结构峰 .频率分析显示BrCl分子最高占据轨道为弱反键性质 .比较了HF方法和外壳层格林函数方法 (OVGF)对电离能的计算结果 ,并对实验值进行了分析比较及指认 .采用实验构型OVGF方法给出的电离能结果无论在低电离能区还是在高电离能区都和实验值一致 ,特别是第一垂直电离能 10 988eV与实验值 11 0

稀土氟碳酸盐矿物的光致发光谱和吸收谱研究

测定并讨论了产自四川冕宁矿区的氟碳铈矿和产自内蒙白云鄂博稀土矿区的黄河矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿的光致发光谱。结果表明,稀土氟碳酸盐矿物在488.0nm和514.5nm激光激发下的光致发光中心是Nd3+,发光谱中的所有谱带均出自Nd3+的辐射跃迁。在488.0nm激光激发下,稀土氟碳酸盐矿物在495nm到733nm谱区的发光谱带强而尖锐,但在514.5nm激光激发下,这个谱区的谱带明显变弱或消失,转而出现783nm到907nm谱区的强发光谱带。可见光吸收谱表明稀土氟碳酸盐矿物对可见光的吸收也与矿物中的Nd3+有关。

含负折射率介质的光子晶体量子阱的透射谱特性研究

构建具有双量子阱结构的一维光子晶体(AB)m(CD)n(AB)m(CD)n(AB)m的物理模型[(AB)5(CD)n]2(AB)5,考虑介质为正折射材料或负折射材料情况,利用传输矩阵法对不同的n取值及C、D材料进行色散关系和透射能带谱的数值计算与分析,揭示光子遂穿多量子阱结构时谱线条数及其分裂的规律性。结果表明,当重复周期数n相同时,C、D介质均为相等的正材料或均为相等的负材料透射谱的条数不同,相同的周期数n对应的正材料光量子阱比负材料多2条双透射峰。而且无论C和D介质均为相等的正材料或为相等的负材料,当周期数n为偶数时,透射峰之间的距离较远,当周期数n为奇数时,透射峰的条数与周期数为n-1时相同,而且透射峰之间距离较近。如果改变双负介质C、D材料的折射率,透射谱的高度将随之改变。这些现象为光子晶体实现多通道滤波器和发展光通信超密集波分复用提供理论指导。

双周期光量子阱中的共振透射谱

用传输矩阵法研究了一维双周期光量子阱中的共振透射谱,揭示了光子隧穿双周期光量子阱时共振透射谱线的规律。研究发现,该结构拓宽了光子禁带区域,同时禁带中出现了多个共振透射谱,光子晶体的垒区通带频率范围内共振透射谱线的个数主要与光量子阱中垒区的周期数有关,而光子晶体的阱区通带频率范围内共振透射谱线的个数主要与光量子阱中阱区的周期数有关。同时也发现当双周期光量子阱结构的周期数为N时,适当调节垒区和阱区的周期数,可使每个共振透射谱分裂为N-1条,且各分裂谱线互不交叠,这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度增大,能有效地优化光波带宽的使用,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用。

红宝石能谱的全分析

本文应用配位场理论,采用|dnaSTsPsLTPtr>方案,完成了红宝石能谱的理论计算。在计算中,考虑了全部d3组态内的静电作用能,正八面体场位能,三角场位能和旋轨耦合作用能。我们选择了一组参数,所得的理论计算能谱和谱线分裂,与实验值符合较好。文中也讨论了各参数的改变对于能谱及其分裂的影响。

基于回波空间特性的潜艇目标识别研究

本文阐述了基于波束分裂的互谱法定向理论 ,给出了水下体目标的亮点模型。在此基础上 ,提出了一种利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标的方法。通过对亮点模型目标回波的方位角和俯仰角进行估计 ,估算出目标的线性尺度 ,实现体目标的识别 ,最后通过计算机仿真给出了估计量的估计方差并进行了相应的分析。

严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法

针对现有运动目标聚焦方法存在的对多普勒模糊敏感、信噪比要求高、不能较好地实现无模糊运动参数估计的问题,提出一种严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法。首先,构造方位谱压缩函数压缩目标方位谱带宽;其次,应用二阶Keystone变换补偿距离弯曲;随后,通过所构造的距离走动补偿函数与吕氏分布变换(LVD)完成剩余距离徙动和多普勒徙动的补偿,进而实现目标能量聚焦;最后,结合参数粗估计结果,设计一种LVD域的无模糊参数精估计准则。仿真结果表明:该方法不受方位多普勒谱分裂与LVD域多普勒模糊的影响,具有较强的抗噪性,与Radon分数阶傅里叶变换的方法和基于非线性变换的方法相比,信噪比损失分别降低了约2dB和15dB。

利用超导重力数据检测汶川地震激发的球型地球自由振荡

利用Canberra、Matsushiro、Membach和Metsahovi 4个台站2008年5月的超导重力数据对汶川8.0级大地震激发的球型地球自由振荡进行了研究。结果表明,0S0～0S48全部基频振型以及1S4、2S4和3S13个谐频振型与PREM模型的误差在0.02‰～1.93‰,且所有振型的信噪比均大于阈值3,表明本文的计算方法是有效的,计算结果是可信的;0S2、0S3和0S4存在谱线分裂现象,其谱线分裂率R为1.093 40、0.674 30和1.071 00,验证了地球自转和椭率是引起0S2、0S3和0S4谱线分裂的主要原因。

利用VP型垂直摆倾斜仪观测数据检测2011日本M_w9.0级地震激发的低频地球自由振荡

甚长周期VP型垂直摆倾斜仪对某些地球物理信号有特殊的敏感性,除了在观测小地震、慢地震等方面有优势之外,还可有效应用于低频地球自由振荡信号的探测.利用安置在武汉大学珞珈山的我国自行研制的VP型垂直摆倾斜仪在2011日本Mw9.0级大地震之后不同长度的观测数据,联合EEMD方法、自回归估计(AR)方法和bootstrap法,本文不仅检测到该地震激发的频率小于4.7 mHz的零阶球型振荡(0S2至0S38)和环型振荡(0T4至0T35)几乎所有振型以及15个谐频振型,还检测到5个其频率低于1mHz的低阶球型多线态(0S2、2S1、0S3、0S4和1S2)的部分或全部谱峰分裂现象,并给出了所有检测结果的精度评估.此外,本文分析了某些球型和环型振荡之间的耦合效应,结果表明耦合效应将显著影响地球自由振荡信号的相关参数.

苏门达腊大地震激发的地球自由振荡及其谱线分裂的检测与讨论

2004年12月26日的苏门达腊大地震不仅产生了印度洋大海啸,还激发了地球自由振荡.武汉台C0-32超导重力仪记录到这次大地震激发的地球自由振荡信号.通过对C0-32超导重力仪观测资料的预处理和谱分析,不仅检测到42个基频振型和2个径向振型,还较系统地检测到49个谐频振型和12个振型的谱峰分裂.通过对检测到的谐频振型及异常谱峰分裂现象的讨论,发现内核顶部的刚度是低于目前地球模型的理论估值,但内核顶部压缩波速的各向异性却是高于目前学者的估测值.这表明地球内核的各向异性远比目前所认识的复杂,可能在地球内核的形成及演化过程中还存在新的地球物理现象.