提高微腔孤子光频梳泵浦能量转换效率技术研究进展

分析了孤子微梳泵浦能量转换效率低的原因,介绍了目前已提出的几种提高孤子微梳泵浦光能量转换效率的技术方案,包括激发孤子晶体光梳利用多孤子结构、正常-反常色散双腔耦合泵浦光循环存储结构、微腔-光纤/波导环泵浦光反馈耦合干涉结构、主-副微环腔耦合超模谐振峰劈裂结构等,并分析了这些方案的优缺点。在此基础上,给出了本课题组对反馈耦合腔的优化设计,仿真模拟结果显示,单孤子微梳的泵浦光转换效率可超过25%。最后,对孤子微梳的低能耗产生方案作出总结和展望,为微腔孤子光频梳泵浦能量转换效率提高技术的发展与应用提供理论参考。

大数据时代计量校准理论与技术的发展展望

针对当代计量校准的两种需求进行了详细讨论。针对适合于各种严酷人工环境条件下的测量仪器设备与系统的现场计量校准需求,提出了大数据系统的理论技术发展方向,以线性或非线性系统模型进行系统建模,由单一环境条件变化合成多种环境条件变化,最终以系统理论方式解决多种因素严酷环境条件下的现场计量与校准问题的预测。针对数字化特征明显的数据域仪器设备的计量校准,提出了数据域计量校准理论、方法、技术的发展方向,以统计理论、信息理论、系统理论为基础,以频域、值域、逻辑域、变换域等理论与技术为手段,以模型参数等作为计量校准目标和结果。

数据采集系统共模抑制比的测量实验研究

介绍了数据采集系统共模抑制比参数的概念、内涵及定义,并阐述了数据采集系统共模抑制比测量中的5个问题:1)共模干扰的非线性问题;2)共模干扰表现形式的多样性,即直流偏移形式,交流波动形式,噪声水平变化形式;3)本底噪声影响的测量及剔除方式,即方差(能量)相减方式,有效值差方式,绝对值均值差方式;4)共模信号端接方式的影响;5)直流共模抑制比和交流共模抑制比的差异。以一个典型数据采集系统上的实验结果,阐述了上述不同条件变化对共模抑制比测量结果的影响,给出了数据采集系统共模抑制比测量的技术建议。

数字示波器相频特性的计量评价

针对数字示波器相频特性校准中,响应波形与激励信号之间相位差获取的难点问题,提出一种借助于脉冲沿幅度触发功能特性的方法,通过设定触发参量与激励信号幅度关系,固定与响应信号波形相对应的激励信号的相位点,从而精确获取被测数字示波器的相移特性,并统一了不同频率下相移特性的参考相位点,顺利获得数字示波器相频响应特性曲线。在一组实验中,验证了所述方法的有效性和可行性,可用于数字示波器相频响应特性的测量评价。

专用测试系统计量校准问题讨论

针对计量行业的难点问题之一"专用测试仪器系统"的计量校准问题进行了系统性讨论。首先,从其定义出发,结合其技术目标的特殊性特点,分析了专用测试系统的技术特征。其次,针对其校准中存在的歧义,如综合校准的含义、系统校准的含义等进行了辨析讨论,对于现场校准的三种基本模式特征进行了系统性区分和讨论。最后,针对其计量校准规范的制订难度,提出了制订单参量通用校准规范的方式予以组合使用解决方案,以及具体实现综合性校准和系统性校准的具体步骤。

计量性是复杂工业产品技术状态控制及大数据管理的基石

以质量控制观念及大数据管理为视角,阐述了计量性的概念、意义和价值,指出了计量性实质上就是产品状态参量的可激励性、可控制性和可观测性。按照技术目标与能力要求,将计量性划分为5个不同的技术等级,以贯穿从产品的设计制造到使用维护的全寿命过程。讨论了计量性对提升产品成熟度的作用。

轮式机器人环境建图计量评价方法研究

针对移动机器人环境建图计量评价指标缺失和评价技术不完善的问题,本文以轮式机器人和FastSlam建图算法为研究对象,通过构造实物场景和标准数字地图,提取准确、有效、可靠的环境地图评价指标,全方位对激光雷达和其建图结果进行计量评价。本方法提出全局特征参数和局部特征参数等多种评价指标,为移动机器人环境建图质量和环境建图算法优越性的合理评价提供支撑。

直流共模抑制比的精确测量与校准研究

针对数据采集系统的共模抑制比测量精度不高的问题,以波形分析方式研究了直流共模干扰的表现形式,揭示了其同时含有直流偏移叠加交流波动和本底噪声的典型特征。比较了4种不同的直流共模抑制比计算方式的特点,提出以波形幅度绝对值的平均值进行干扰强度表征,并进行直流共模抑制比的定量表述,同时,使用平均值叠加模型对系统本底噪声的影响予以剔除,提高了直流共模抑制比的测量精度。基于该方法与流程,讨论了其主要的不确定度来源——信号源误差、数据采集系统增益误差、幅度测量误差、幅度分辨力误差、测量重复性等。进行了测量不确定度分析和评价;结合一个实例,给出了通道直流共模抑制比的不确定度评价结果,验证了所述方法的实用性与可行性。

最小二乘拟合正弦参数误差阶梯式分布规律的实验研究

针对波形拟合法估计正弦参数时,测量条件对拟合参数带来的误差,进行了误差界的搜索研究。选取的条件变量分别是A/D位数、序列所含波形的周波数、序列长度。以仿真条件变化方式进行误差界变化规律搜索,获得了幅度、频率、相位、直流偏移、A/D有效位数等拟合参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律。并对A/D位数、序列所含波形的周波数、以及序列长度带来的影响进行了深入研究,获得了拟合参数的误差界随序列长度变化呈现量子化阶梯特征的显著规律,给出了量子化阶梯宽度及高度的变化规律。当周波数不变时,各个拟合参数误差随量子化阶梯序号m的变化呈1/m 2规律变化;当量子化误差阶梯号m相同时,拟合频率误差和拟合相位误差均随序列周波数N的变化呈1/N 2规律变化,而拟合幅度、拟合直流偏移、有效位数三个参数的误差均随序列周波数N的增大呈缓慢线性规律降低。该结果可用于拟合正弦参数的误差评价和不确定度估计,也可用于在设定拟合误差和不确定度情况下,选择测量条件。

人工智能的计量校准

针对人工智能的计量校准,阐述了其紧迫性、必要性以及可行性。提出了2种不同的人工智能计量解决方案。其一为基础方式,从智能的7个维度出发,分别进行语言智能、数理逻辑智能、空间智能、肢体运动智能、音乐智能、人际关系智能、内省智能的计量校准研究,然后,针对同时含有两种以上智能的多元智能系统,进行面向具体任务目标的综合加权,给出面对具体任务目标的智能水平定量评价结果。其二为工程方式,从每一个具体而明确的人工智能系统入手,依据愿景目标确立评价指标体系,开展计量校准研究,最终以定量量化方式,评价系统的分项与综合智能水平。其主导思想是以定量量化方式,评价任意智能系统的智能水平。

计量校准中的复杂环境的剖析与应对策略

概述了各种不同的环境表述方式,包括自然环境、人工环境、物理环境、化学环境等。总结了计量校准环境的四类要素,即环境媒介、环境场、环境力学条件和环境空间,以对复杂化的环境进行标准化表述与构建。提出了主环境要素分类法,按后续要素的重要性依次递减方式,用以表述复杂多变的环境状态。并对计量校准中环境因素影响的应对之策进行了总结归纳,包括技术提升策略、局部环境控制策略、环境因素降维策略等。

双飞秒激光频率梳光谱测量技术研究进展

双光梳光谱分析技术近年来凭借高分辨率、高灵敏度、宽光谱覆盖和快速测量的优势,在分子和原子光谱分析领域得到了快速发展。从双光梳光谱分析的原理出发,以使用泵浦光源数量为分类依据,对近年来国内外基于不同实现方案的多种双光梳光谱分析技术的原理进行了简要介绍,叙述了在不同数量泵浦光源条件下,不同实验小组提出的多种实验方案,介绍了他们进行的光谱实验结果。随着研究的不断深入,减少使用泵浦光源数量是双光梳光谱仪实现设备小型化的发展方向之一,增多光源则是从一维走向多维的重要发展思路,经典的双光源配置在测量精度和二维化方面起到了重要作用。

智能无人系统环境感知计量评价研究

智能无人系统环境感知能力是确保其效能最大化的核心因素。本文针对智能移动机器人、无人机、水下机器人等不同类型智能无人系统的计量评价技术研究现状进行归纳总结,并从机/车载传感器、智能无人系统单体感知、同构/异构无人系统集群协同感知三个层面,以及数据准确、信息可靠等不同维度分析环境感知计量评价的关键技术及解决方法,为提高智能武器环境感知能力开展计量技术研究明确发展方向。

原子重力仪的隔振技术研究现状

原子重力仪是测量重力加速度的高精度仪器,振动噪声是原子重力仪灵敏度受限的一个主要因素,故需对振动噪声进行抑制。详细介绍了用于原子重力仪的各个隔振技术,分析了以弹簧和阻尼结构组成的被动隔振、以主动反馈元件作动的主动隔振和通过算法剔除振动噪声影响的补偿隔振技术的原理、特点及应用领域,讨论了隔振技术的发展趋势,为原子重力仪的隔振技术研究提供参考。

双纵模He-Ne激光器的热稳频技术研究

介绍了双纵模He-Ne激光器的热稳频技术原理,设计了热稳频控制系统,并进行了相关的实验。根据实验结果可知,本热稳频系统实现了将两个纵模频率稳定在增益曲线中心频率对称位置和不对称位置上。根据拍频结果可知,当稳定在对称位置上时,激光器的频率稳定度达10-10量级;当稳定在不对称位置上、维持频率稳定度10-10量级时,激光器输出单纵模的功率最高达总功率的80%。

计量量子化变革对我国工业计量的影响

针对新一轮计量单位制量子化变革带来的普遍影响进行了阐述,相应地,讨论了计量标准小型化、芯片化趋势带来的作用和影响。关于计量量子化变革对工业计量的影响,本文结合航空行业特征,特别针对计量单位制量子化变革和计量标准小型化、芯片化趋势给航空行业计量带来的挑战和契机进行了系统论述,包括行业计量与量子化融合、量子化计量融入产品的全寿命周期、量子化计量与虚拟仪器技术相融合以及芯片化计量对工业计量的推动作用,同时,给出了应对措施与展望。

复杂系统的计量性设计与评估

从产品的计量性概念出发,以用户的视角和愿望,提出了计量性的14个设计要素构成的指标体系及设计原则,用以指导产品的计量性设计;对于计量性设计的优劣,使用了相同的14个要素进行评估,并可用于比较不同的计量性设计的优劣。

基于数字化设计制造协同的飞机计量保障体系架构探讨

在国家科技创新,数字化设计制造高速发展的背景下,先进的数字化制造与传统的"先制造后检测再校准"的计量保障模式的矛盾愈发突出。以几何参数的数字化计量保障能力为例,通过分析对比国内外航空数字化设计制造工程中的几何参数计量保障工作现状,提出在飞机全生命周期内要保证产品数字化制造的几何尺寸精度,应依据新的产品几何规范,从产品的数字模型定义出发,面向数字化设计制造协同的关键过程和关键参数的测量溯源性要求,研究架构新的数字化计量保障技术体系,并就体系架构展开探讨。

计量性与未来制造业

总结了未来制造业的三种模式,即智能制造、网络化制造和增材制造。从未来制造业的技术发展出发,讨论了产品制造及质量保证对计量测试的需求,重点讨论了产品全寿命周期的计量性设计对未来制造业发展的基础作用及引领作用,提出以数字化计量、智能计量和增材制造装备计量,分别应对未来制造业的3种模式。

残周期正弦曲线拟合的比较研究

针对频率搜索法和组合法2种残周期正弦曲线拟合方法在实际拟合中所能达到的最短周期个数极限,分别在单精度浮点数和双精度浮点数2种采样序列条件下进行了仿真实验研究,通过分别搜索变化序列周波长度、波形初始相位、序列包含的采样点数,考查残周期正弦参数拟合误差及其变化规律。获得的结论为:1)对于单精度浮点数序列,任意相位条件下,频率搜索法在10%的波形周期曲线下可以获得可用的结果,组合法可以在7%的波形周期曲线下获得可用的结果;过零点附近的最佳条件下,组合法可以进行1%周期曲线的残周期拟合。2)对双精度浮点数序列,任意相位条件下,频率搜索法在7%的波形周期曲线下可获得可用结果,组合法可以在4%的波形周期曲线下获得可用结果;过零点附近的最佳条件下,组合法可以进行0.03%周期曲线的残周期拟合。