Dynamic splitting and merging of an atom cloud on an atom chip

Chip-based atom interferometers bring together the advantages of atom chips and Bose-Einstein condensates. Their central prerequisite is that a condensate can be coherently split into two halves with a determined relative phase. This paper demonstrates the dynamical splitting and merging of an atom cloud with two U-wires on an atom chip. Symmetrical and asymmetrical splittings are realized by applying a bias field with different directions and magnitudes. The trajectories of the splitting are consistent with theoretical calculations. The atom chip is a good candidate for constructing an atom interferometer.

基于GaNFET的窄脉冲激光驱动设计及集成

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关,现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件,具有较高的集成度,但很难获得更高峰值的功率输出,不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发,建立驱动电路模型,对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析,通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计,匹配GaNFET优良的开关特性,实现了上升时间为2.01ns、脉宽为4.05ns、重复频率为500kHz、峰值功率为55W的窄脉冲激光输出,波形质量较好,封装集成度提升50%以上,可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。

低雷诺数高效类魔方结构微混合器

为了在雷诺数条件不定的小尺寸的芯片内部集成高效的混合功能,根据菲克定律和布朗运动的爱因斯坦关系式提出了一种通过匹配接触面提高浓度差的策略来设计微混合器,对科恩达效应进行了扩展,分析了流体在通道表面的流动方向,从特定微通道模块中抽象出4种具体功能。通过模块的功能来预测和调控浓度梯度并构建微混合器。使用4种功能模块来旋转并匹配流体界面,设计了两种三维结构的被动式微混合器。采用三维Navier-Stokes方程组进行了数值分析,并通过软光刻工艺制作微混合器进行了实验验证。实验和仿真结果表明,在雷诺数为0.1~100内,设计的微混合器在3.3 mm,即22倍水力直径长度处能稳定提供94%~99%的混合效率,在等水力直径条件下具有明显的优势,而且结构易于在芯片上集成,证明了模块化设计的优越性。

多齿刀具的切削模型及其分屑机理

研制了一种能同时加工出多根微细金属长纤维的新型刀具--多齿刀具。多齿刀具切削时具有分屑作用,将整个切削层切下的同时把切屑分屑形成多根纤维。多齿刀具切削时的分屑作用能高效地制造当量直径在100μm甚至50μm以下的微细金属长纤维。建立了多齿刀具的切削模型,根据切削模型分析了多齿刀具的分屑机理,推导出多齿刀具同时参与切削的齿数及加工出的纤维当量直径计算公式。

基于分屑原理的螺旋铣孔专用刀具研究

基于分屑原理,结合螺旋铣孔中刀具的运动特点,设计一种具有分布式多点阵端部切削刃的螺旋铣孔专用刀具。通过各切削刃运动轨迹描述和切屑形状模拟,对专用刀具的分屑效果、端部和侧部切削刃不同切削作用及刀具使用寿命进行分析;通过铝合金、钛合金、复合材料螺旋铣孔对比试验寿命试验,对专用刀具的分屑及制孔效果、使用寿命进行验证。结果表明专用刀具在飞机装配现场干切削条件下能够实现钛合金孔无毛刺、复材孔无分层加工,同时大幅提升刀具寿命。解决了干切削条件下传统立铣刀对钛合金、复合材料等航空难加工材料进行螺旋铣孔加工时刀具寿命低、加工质量差等问题,满足实际工程应用的需要。

宏—微操作结合的自动微装配系统

介绍了一类具有宏—微尺度结合特点的操作对象,对该类型操作对象的操作任务进行了分析。开发了用于PMMA微流控芯片批量化生产的微对准自动装配系统,该系统采用基于显微视觉图像分析的分视场对准机理。系统的主要硬件构成包括机械本体、视觉单元、4-DOF精密定位单元和全自动气动辅助单元。介绍了系统的控制结构。提出针对标记图像的对准精度测量方法,通过实验得到系统的对准精度为2.9μm。该系统可以高效、可靠地完成PMMA微流控芯片的微对准装配。

分屑槽对翻卷毛刺的抑制作用及其参数确定

分屑槽对翻卷毛刺有抑制作用,其主要参数的确定,包括槽型、槽深、槽宽和分布位置的确定,以及分屑槽适用于多大直径钻头等问题的明晰化,是分屑槽钻头充分发挥作用的必要条件;而准确把握分屑槽的制作要点则是它转化为现实生产力的关键一步。

多分屑槽钻尖的数学模型

多分屑槽钻头适合大走刀量高效率钻削加工 ,为解决多分屑槽钻尖在数控机床上的刃磨问题 ,建立了新型钻尖 (多分屑槽钻尖 )的数学模型 ,介绍了分屑槽钻尖数学模型的求解方法 .

分屑槽槽型对RCF型PCB铣刀的影响

在切削过程中,RCF铣刀容易出现刀具磨损,甚至疲劳断裂。分屑槽槽型的设计对RCF铣刀的切削性能具有重要影响,但目前缺乏RCF铣刀分屑槽槽型对刀具性能影响的研究。对此,本文推导出RCF65型铣刀刀齿重叠率公式、分屑槽槽宽计算公式及槽深取值范围;利用SolidWorks三维建模软件建立RCF65型铣刀模型;应用AdvantEdge有限元分析软件分别对三种分屑槽槽型的刀具进行仿真研究,分析了不同分屑槽槽型对刀具在切削中的温度、切削力和应力的影响,找到了刀具易疲劳断裂区域。结果表明,RCF65半月型分屑槽铣刀性能最优。

可抑制毛刺的钻头结构

在简述钻削毛刺产生原因的基础上,着重分析二重顶角、分屑槽和圆弧刃这3种基本结构形式对于减少钻削毛刺的积极作用、有关参数的确定方法及刃磨要点等,随后横向比较了这3种结构,并简析钻头结构的复合化与实用化问题。

逆向设计的硅基片上功率分束器

硅基片上功率分束器是光子集成电路的重要组成,具有广泛的应用,比如反馈电路、抽头功率监测和光学量化等。纳米光子器件的设计方法大致可以分为正向设计方法和逆向设计方法。本文概述了正向设计方法和逆向设计方法的区别与联系,并且对逆向设计算法进行了归纳分类,此外,总结了近年来具有代表性的逆向设计的硅基片上功率分束器,包括多通道功率分束器、任意分束比功率分束器、多模式功率分束器、宽带功率分束器和多功能功率分束器,最后对逆向设计算法以及逆向设计的功率分束器的发展趋势进行了总结与展望。

一种处理器系统接口部件的设计与实现

本文给出了一种处理器系统接口部件的具体设计方案。该接口部件通过使用Split读和片外Cache来提高处理器的性能。测试结果表明,Split读和片外Cache能够以比较低的代价使处理器性能得到很大提高。

双边非对称分屑槽群钻的数学模型

为了解决在数控群钻刃磨机床上刃磨出双边非对称分屑糟群钻，本文建立了双边非对称分屑槽群钻的数学模型．

片上系统中外部存储控制器的设计与优化

针对片上系统（System on Chip,SoC）中多主设备、多猝发操作的访问特点,提出并实现了一种新的片内总线访问外部存储器的结构,并对核心模块的设计与优化进行了分析.该结构通过分割传输方式使内部总线平均利用率提高了29%~34%;并且,通过对SDRAM控制模式的动态切换有效地降低了外存读写延迟和功耗.

新型磁通轨迹控制法变频调速系统

介绍了一种带零矢量分割的磁通轨迹控制方法，并用８０３１单片机实现了对电压型ＧＴＲ变频器的控制；并对无零矢量分割和有零矢量分割两种磁通轨迹控制方法进行理论分析和实验比较，其性能优于日本ＳＡＮＫＥＮ公司的变频器。

低碳超高强石渣混凝土的力学性能试验研究

低碳超高强石渣混凝土是利用地方原材料自主研发的强度高达131.1MPa、水泥消耗量低至350 kgm-3的新型环境友好型混凝土.本文进行了23组立方体试件和10组棱柱体试件的抗压试验、21组劈拉试验、11组抗折试验,初步研究了超高强石渣混凝土的力学性能,包括劈裂抗拉强度、抗折强度、轴心抗压强度、变形模量等.试验结果表明,超高强石渣混凝土具有与超高强混凝土迥然不同的力学特性：受压变形过程中,泊桑比几乎保持不变,其值高于超高强混凝土的数值,达到0.256;拉压比在1/11.7-1/17.8之间;折压比为1/8.9-1/15.1;变形模量在12586-16905MPa之间,小于超高强混凝土、高强混凝土的数值,经分析后认为石渣比表面积比河砂大是导致变形模量偏低的原因.

嵌入式闪存器件技术进展

首先介绍了嵌入式闪存器件的基本工作原理,并根据具体的技术特点和应用整理归纳出了嵌入式闪存器件的三种主流单元结构:单晶体管器件结构、分裂栅器件结构和选择晶体管加存储晶体管的两管器件结构,然后详细分析和比较了这三种器件结构的优缺点。接着进一步重点介绍嵌入式闪存器件近年来的最新发展,列举了传统浮栅器件在65 nm技术代的先进解决方案,并讨论了融合分立电荷陷阱存储概念的新型SONOS和纳米晶存储技术,介绍了该类型技术较之传统浮栅结构的突出优势以及目前的研究进展。最后,对嵌入式闪存技术在32 nm以下节点将遭遇的瓶颈以及进一步发展方向进行分析和展望,给出了可能的解决方案。

高通量SNP芯片在牛体外早期胚胎染色体质量鉴定中的初步应用

旨在基于高通量SNP芯片建立一种可评估牛早期胚胎染色体质量和生产性能的方法,为胚胎牛育种提供技术支撑。本研究通过胚胎切割技术分别对荷斯坦奶牛体内囊胚(n=27)、体外囊胚(n=21)、体外2细胞胚胎(n=6)和8细胞胚胎(n=5)进行切割取样并统计发育率,其中体内囊胚组分为1/2体内胚组(切取半个胚胎)和体内滋养层(trophoblast cells,TE)组(切取体内胚胎少量TE),体外囊胚组、体外2和8细胞胚胎分别为体外TE组(切取体外胚胎少量TE)、体外2细胞(切取体外2细胞胚胎的1个卵裂球)和8细胞组(切取体外8细胞胚胎的1个卵裂球)。切割取样后进行全基因组扩增(whole-genome amplification,WGA),对扩增成功且DNA量大于1000 ng的样品进行SNP芯片检测,芯片检出率大于90%的进行生产性能评估,低于90%的进行染色体片段缺失分析和数据填充。结果显示:1)切割部分TE后,体内TE组剩余部分和体外TE组剩余部分继续培养24 h后的发育率分别为(94.4±5.6)%和(90.5±6.6)%,而1/2体内胚组剩余部分的发育率显著降低,仅为(22.2±14.7)%。2)1/2体内胚组和体外2细胞组扩增成功率为100%,而体内TE组、体外TE组和体外8细胞组扩增的成功率分别为(94.4±5.6)%、(76.2±9.5)%和(60.0±24.5)%;与1/2体内胚组相比,体内TE组和体外TE组经WGA后DNA量均显著下降(P<0.05),且体外TE组扩增后DNA量显著低于体内TE组(P<0.05)。3)相较于1/2体内胚组(91.2±1.6)%,体内TE组(76.7±15.2)%、体外TE组(74.3±9.6)%、体外2细胞组(76.1±6.9)%、体外8细胞组(61.2±19.0)%芯片检出率均显著下降(P<0.05),且检出率均低于90%。4)以至少连续7个SNPs缺失作为染色体片段缺失筛选标准,体外TE组和体内TE组分别筛选到188个和388个染色体缺失片段,相应的缺失片段各包括46和48个基因;GO和KEGG富集分析结果显示,体外TE组缺失基因主要与细胞骨架和细胞分化相关,而体内TE组缺失基因则主要与细胞物质分泌和运输相关。5)在64958个SNPs填充位点中52334个SNPs填充位点的填充准确性(R~2)在0.99~1之间且填充准确性为91%,说明填充的准确率较高,育种值估计显示,体外TE组生产性能低于体内TE组。综上,利用胚胎切割、单细胞基因组扩增和基因组芯片可在微创的前提下,实现对植入前早期胚胎染色体质量和生产性能的评估。同时,体内外胚胎染色体缺失片段对比分析发现体外发育过程中细胞骨架等基因异常表达可能是导致体外胚胎质量差的原因之一。

基于SSME的DS/SS信号码速率估计算法

针对直接序列扩频(DS/SS)信号的码速率盲估计问题,该文提出了一种基于分离符号矩估计(SSME)的新算法。在加性高斯白噪声(AWGN)背景下,通过分析直扩信号符号速率和码片速率以及码片速率与信噪比之间的关系,论证了该算法的有效性。计算机仿真结果表明,该算法在较低的信噪比下可正确地估计出直扩信号码片速率,且可通过增加采样数据长度来提高码片速率估计的精度。

切削厚度与刀具前角对松木切削力与切削温度的影响

为研究直角自由切削松木过程中,切削厚度和刀具前角对切削力和切削区温度的影响,选用马尾松为切削材料,在牛头刨床上进行切削试验。采用石英三向测力仪和红外热成像仪分别测量了切削力和切削区温度,并用高速相机拍摄了切削动态过程,分析切削厚度、刀具前角以及切屑形成对切削力和切削区温度的影响。结果表明:从切削力变化的总趋势来看,平行于切削方向的水平分力F_x和垂直于切削方向的垂直分力Fy均随着切削厚度的增加而增大,随着刀具前角的增大而减小;在切削厚度为0.3 mm,刀具前角为40°和50°时,切屑为折断型切屑,其形成过程中所产生的超越裂缝可能导致切削分力F_x出现下降,这不仅可以减少刀具前刀面的磨损,也可以提高刀具的切削性能和使用寿命;而折断型切屑形成过程中所产生的超越裂缝对切削区温度并没有明显影响。此外,25°前角时的切削力和切削温度均高于40°和50°前角时,且25°前角时的切削力增加速率高于40°和50°前角时,25°前角时切削区温度的增加速率与40°和50°前角时大致相同。因此,小前角刀具对切削力的影响程度高于对切削温度的影响程度,对切削质量和切削过程的稳定性影响较大。在保证刀具切削性能和稳定性的前提下,切削加工应选择较大前角的刀具。