空间引力波探测星载望远镜专题导读(二)

探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主要研究进展,将为相关领域学者和专家提供技术研究的参考和合作交流的平台,并将积极推动我国空间引力波探测计划的研究进程。

空间引力波探测望远镜多自由度形变测量方法解耦研究与噪声分析

空间引力波探测望远镜是引力波探测卫星的核心载荷之一,它同时对传输光束进行扩束和缩束。光程稳定性是望远镜的核心指标之一,其与望远镜结构稳定性密切相关。为了满足引力波探测任务对望远镜提出的超高光程稳定性和结构稳定性要求,必须对望远镜结构形变测量进行研究。本文开展了对空间引力波探测望远镜多自由度形变测量的研究,重点解决多自由度测量的耦合问题,并对误差来源进行详细分析。在空间引力波探测望远镜的研制阶段,该测量方法的研究有望满足望远镜多自由度形变测量的需求,为望远镜设计提供多自由度形变的数据反馈,为望远镜光程稳定性研究提供指导。

空间引力波望远镜主镜组件结构设计及热稳定性分析

针对空间引力波探测对望远镜系统提出的皮米级稳定性和λ/30波前误差的应用需求,提出了一种光机集成分析与优化方法。首先开展了主镜侧支撑点位置分析和支撑结构拓扑优化;然后基于并联Bipod连杆支撑的柔度矩阵,建立了各结构参数的评价函数,并通过Matlab分析初步确定柔性支撑尺寸参数取值范围;最后,搭建了光机集成仿真平台对结构进一步优化。结果表明,系统一阶频率为392.43 Hz,重力和温度载荷下主镜面形变化优于λ/60;在10μK/Hz^(1/2)的空间热扰动下,主镜组件尺寸稳定性在10 pm/Hz^(1/2)水平。

空间引力波探测星载望远镜专题导读

引力波自2015年被直接探测到以来,为人类认识宇宙提供了新的视角[1]。三位美国科学家因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得了2017年的诺贝尔物理学奖[2]。继地面干涉仪的手段实现高频引力波探测之后,空间引力波探测将是下一阶段的重点发展方向,其大空间尺度可突破地面探测的频段限制从而实现低频引力波探测。目前比较知名的空间引力波探测计划包括欧空局主导的LISA计划[3],我国的“天琴计划”[4]和“太极计划”[5]等。

引力波探测望远镜超低热变形桁架支撑结构设计技术

本文针对引力波探测望远镜超低热变形要求,提出了通过设计CFRP铺层改变材料热胀系数的方法,进而解决桁架支撑结构热变形问题。同时针对望远镜装调性能的要求,给出了结构的分段式设计方案。文章首先分析了CFRP的优势、现有的消热化的方式和国内外研究进展,确定了以CFRP为关键材料的三杆式望远镜的方案,并提出了设计指标。其次建立了“材料-热变形、桁架结构-热变形”数学模型,针对材料铺层和结构设计进行优化,给出了优化方案。然后将CFRP材料应用于支撑结构中,采用分段式主支撑结构设计方案,降低了结构加工装调的难度,最后对整体结构进行分析。分析结果表明:机械性能方面,结构基频和最大重力卸载变形满足主支撑结构的要求;热变形方面,基于CFRP铺层特定优化设计的结构方案热变形为普通铺层方案的27.15%、Invar材料支杆方案的6.42%、SiC支杆方案的11.50%和钛合金支杆方案的3.21%,即优化设计可显著降低结构热变形。

望远镜光程稳定性测量方案设计及噪声理论分析

空间引力波探测对望远镜提出了高稳定性要求。为实现望远镜光程稳定性精度的独立测量与标定,开展了相应测量方法的研究。基于外差干涉测量原理,设计了高共模抑制干涉测量方案,建立了光程噪声理论模型。根据1 pm/Hz1/2@1 mHz光程稳定性指标需求,分配测量系统组成部分光程噪声水平。为验证方案的可行性和噪声理论模型的准确性,搭建了望远镜前端干涉测量系统。根据实验仪器及光学组件相关参数,理论评估系统光程噪声水平为7.319 nm/Hz^(1/2)@10 mHz,与实验测量结果3 nm/Hz^(1/2)@10 mHz基本一致,表明干涉光路具有较好的噪声共模抑制特性,验证了噪声理论模型的准确性。当测试环境及仪器精度满足光程噪声指标分配要求时,该测量方案有望实现引力波望远镜光程稳定性测量。

研究网文是为了关注自己

这次讨论有机会谈作为我的职业也是志业的网络文学研究,很高兴。不过写什么是个问题,我没狂妄到对整个研究领域发言,只能要么谈自己,要么谈别人。但对同行说长道短,没有资格;谈自己的一点经验,又不到时候。原想说说邵燕君老师的研究。毕竟是自己的导师,说得对与不对,她都会包涵,也有不少好故事和真问题可以分享。可就是舍不得现在下笔,准备还不足。想来想去,不如谈我从邵老师那里学到的,主要是她现身示范的方法和给我指出的毛病。

创建软件定义网络中的进程级纵深防御体系结构

云计算因其资源的弹性和可拓展性,在为用户提供各项服务时,相对于传统方式占据了先机.在用户考虑是否转向云计算时,一个极其重要的安全风险是:攻击者可以通过共享的云资源对云用户发起针对虚拟机的高效攻击.虚拟机作为云服务的基本资源,攻击者在攻击或者租用了某虚拟机之后,通过在其中部署恶意软件,并针对云内其他虚拟机发起更大范围的攻击行为,如分布式拒绝服务型攻击.为防止此种情况的发生,提出基于软件定义网络的纵深防御系统,以及时检测可疑虚拟机并控制其发出的流量,抑制来自该虚拟机的攻击行为并减轻因攻击所受到的影响.该系统以完全无代理的非侵入方式检测虚拟机状态,且基于软件定义网络,对同主机内虚拟机间或云主机间的网络流量进行进程级的监控.实验结果表明了该系统的有效性.

基于近红外小功率卫星激光测距研究

为分析天琴计划激光测距台站卫星激光测距探测能力,设置单脉冲能量(平均功率)分别为0.15 mJ(0.015 W),0.4 mJ(0.04 W)和4 mJ(0.4 W)对同步轨道卫星qzs2、compassi3和compassi5分别于夜晚和白天进行激光测距实验。理论方面,分析了白天天光背景噪声强度,并结合雷达方程计算了不同平均功率条件下卫星激光测距的有效回波率,重点分析了平均功率对卫星激光测距探测能力的影响。实验方面,固定望远镜俯仰角(E=50°),旋转望远镜测量不同指向时的天光背景噪声强度。采用探测效率为60%(@1064 nm)的超导探测器阵列,并结合空间滤波、时间滤波和光谱滤波的方法抑制背景噪声,开展了小功率白天卫星激光测距。分析得到,白天对同步卫星激光测距的最小功率为0.04 W,夜晚对同步卫星激光测距的最小功率为0.015 W。天琴计划激光测距台站已具备白天和夜晚全时段常规卫星激光测距能力,将为今后天琴计划引力波探测卫星全时段激光测距奠定基础。

高考计分政策的历史回溯、现状审视与优化策略

高考计分政策旨在解决高考计分问题,有效实现政策价值选择。为全面、准确反映考试的真实情况,高考计分政策需兼顾教育测量的科学性和政策执行的有效性。我国高考计分政策先后大致经历了全面使用原始分、局部试用标准分和混合使用等级分三个阶段。随着教育改革的不断推进,我国高考计分模式呈现多元化发展趋势,测量技术的科学性也不断提升,但高考计分的有效性和适切性有待改进。从长远来看,未来高考计分政策改革应重点关注计分政策设计和政策执行两个方面。

望远镜光程稳定性测量方案设计与分析

空间激光干涉测距系统对望远镜的光程稳定性提出了皮米级的要求。为了测量望远镜光程稳定性,基于法布里-珀罗(F-P)干涉仪设计了望远镜光程稳定性测量方案。介绍了基于PDH(Pound-Drever-Hall)锁频技术将望远镜腔内的光程长度变化转为激光频率变化的测量原理。根据已有的实验数据分析了在光程稳定性测量公式中对稳定性测量结果有影响的物理量,并对测量方案中各部件引入的外部噪声进行测量和分析。实验结果表明:光程稳定性测量公式中绝对激光频率测量误差和望远镜腔自由光谱范围测量误差对望远镜皮米级光程稳定性测量的影响非常小,影响量分别为7.1×10^(-9)pm/Hz1/2和5.0×10^(-3)pm/Hz1/2。在1~100 mHz频段内,与测量方案中电子噪声、拍频测量噪声和剩余幅度调制噪声等效的光程噪声分别为0.14、0.01、3.57 pm/Hz1/2。为实现望远镜的皮米级光程稳定性测量,需要进一步开展抑制剩余幅度调制噪声方面的研究工作。

再谈“文学性”:立场与方式《文本的内外:现代主体与审美形式》三人谈

为什么再谈“文学性”李浴洋(以下简称“李”):三位老师好!今天邀请三位老师再谈“文学性”,直接的契机自然是吴晓东老师的新著《文本的内外:现代主体与审美形式》(商务印书馆2021年版,以下简称《文本的内外》)的问世。在我看来,时代激变是20世纪中国与世界的主轴。置身其中的“文学”,或因应,或抵抗,形成了独特而丰富的“二十世纪诗学”。面对历史变局,一代又一代中国作家选择以文学的方式参与和见证。

“女性儒学”:儒家女性伦理之思

儒家伦理学迄今处在西方伦理学的解释框架之中,而其本身论域依然有待发现。论域的界定包括求同与求异,即在观念的建构及其方法上发现相似观念的可对应性与非等同性。中西伦理学中具有相似性的重要观念包括“仁义”与“关怀”“正义”,以及“乾坤”与“男性”“女性”。这两组观念的可对应性在于:每组观念皆成对出现,各处于相似的观念层级,有着相似的问题语境,并作为应对问题的根据或原则而显现,而又不完全等同。“女性儒学”是以儒家的诗性言说为依托的、关于女性伦理的建构。其所应对的问题是:“人”的自由何以被“乾坤”或“男女”的二元对立所割裂?何以基于儒家的“仁爱”或“关怀”克服这种割裂、恢复并重建人的自由?应对此问题,“女性儒学”的观点是:属于“人”的“仁义一体”“乾坤合德”的德性观念,建立在前主体性的仁爱本源之上;“人”的德性一旦建立即一分为二,“女性化”的“坤道”显现出德性的理性化面向,实行坤道的主体在运用仁义原则建构并实践伦理规范的过程中,以回归仁爱、关怀的本源为目的,从而恢复并重建“人”的自由。

用于本地时标系统的铯原子喷泉钟研制

研制了一套铯原子喷泉钟系统作为精密重力测量国家重大科技基础设施的本地时标,并最终溯源到国际单位制“秒”定义.描述了铯原子喷泉钟的整体设计方案,包括真空物理系统、光学系统、微波综合链和电子学控制系统.实验上实现了原子的上抛和捕获,成功地扫描到Ramsey条纹.获得的Ramsey中心条纹线宽0.911(2)Hz,条纹对比度约为90.8%.通过将喷泉钟本地振荡器锁定到Ramsey中心条纹,并与氢钟比对,测得铯原子喷泉钟的频率稳定度为3.2×10^(-13)τ^(-1/2)(τ为测量时间).同时讨论了影响频率稳定度的各贡献项及后续提升方案.