摘要：量子信息技术是20世纪极具代表性的两种科技进步——量子力学和信息科学技术相结合的新兴领域,其发展需要解决量子信号的产生、处理、传输、同步和存储等一系列问题,对材料的特性提出了严苛的要求,然而目前还没有一种材料可以在所有功能上都能满足量子信息应用的需要.掺铒晶体材料在1.5μm具有光学辐射峰,并且具有良好的相干特性,在量子信息技术的若干关键节点都有着巨大的应用前景.本文结合掺铒晶体的性质,回顾其在量子存储、量子频率转换、量子光源以及基于离子间相互作用的量子调控等方面的应用进展,并对可能的发展方向进行讨论.

摘要：充分发掘量子计算机的应用潜力需要将大量分立的量子节点连接起来,组建一个与互联网类似的全量子网络.高性能的可集成光量子存储器是解决不同量子节点间信号同步问题的核心器件,直接关系到量子网络的实现规模和整体性能.然而,目前的微纳量子存储器还存在可集成性和存储性能难以兼容的问题,还不能满足构建全量子网络的需求.本文提出在掺铒硅材料上设计通信波段的光子晶体微腔,不仅可利用光学微腔的角动量共振模式来实现基于光子回波的量子存储,还可利用光学微腔来增强光和物质相互作用,有望实现高存储效率的可集成量子存储器.

摘要：微机械环形振动陀螺仪采用四波腹工作原理,具有精度高、抗冲击性能好等优点。通常情况下为了提高电容值和信噪比,环形结构会采用高深宽比方案,因此带来的footing效应直接影响了结构加工的成品率。本文在设计环形结构的基础上提出了一种在硅下表面溅射一层Al金属层的方法,能够避免footing效应的发生。实验结果表明,该方法有效提高了结构加工精度。同时,为了验证所设计结构的正确性,对加工出的结构进行了扫频测试,结构驱动模态谐振频率与设计值相差仅0.13%,并在此基础上搭建了测控系统,进一步进行了静态实验,结果表明其零偏稳定性指标为101(°)/h证明了设计和加工的可行性。

摘要：针对空间机器人抓捕目标的轨迹跟踪过程,提出了一种基于可变增益的滑模控制算法,并利用MATLAB/Simscape对空间机器人的理论动力学模型和控制算法进行了仿真校验。首先,基于拉格朗日法构建了空间机器人的动力学模型,并给出了系统参数不确定时的动力学方程。设计了一种滑模控制器,在控制器中引入了可变增益,该增益可根据系统的不确定性和系统的运动状态进行调整,从而使控制器具有很强的鲁棒性。基于Simscape Multibody软件模块,对空间机器人的理论动力学模型进行了验证。在此基础上,针对多关节运动和系统模型不确定两种情形,利用可变增益滑模控制算法进行了空间机器人的轨迹跟踪仿真实验。实验结果表明,与传统的计算力矩法相比,本文提出的控制算法呈现出更高的运动控制精度和误差收敛速度。

摘要：时间平移对称性表明系统在时间演化下具备不变的动力学特性。时间晶体是一种特殊的多体系统非平衡相态,其因时间平移对称性的自发破缺而表现出随时间周期性振荡。根据自发对称性破缺的类型,时间晶体可分为离散时间晶体和连续时间晶体。最近在超冷原子-腔系统、掺铒离子系统、里德堡原子、核自旋固态等不含时的哈密顿量系统中,都观察到连续时间平移对称性的自发破缺。文章综述近期连续时间晶体的实验成果,可为深入理解连续时间晶体的特性和潜在应用提供参考。

摘要：基于叉指电容结构设计了一种双频段谐振传感器,用于液体复介电常数的测量。通过仿真分析、加工和实测,验证了该传感器在灵敏度、小型化和工作带宽等方面的优势。仿真和实测结果均表明,该双频段谐振传感器灵敏度高达5.2%,能够用极少量的液体同时实现两个频点液体复介电常数的无损测量,并可基于一定的校准操作测量甲醇-乙醇混合溶液的浓度。通过同时获取两个频点的测试数据,测量误差由4.2%下降至2%,有效提高了液体复介电常数测量的准确度。此外,可进一步调整叉指电容结构尺寸,拓展成多频段谐振传感器,以实现液体宽频带介电谱的准确获取。

摘要：本文设计了一种基于功率分配原理的平面双频谐振传感器,旨在提高液体复介电常数的测量精度。该设计在功率分配器两个端口分别引入了三层嵌套式SRR结构,通过调整SRR结构的尺寸,实现了在2.7~3.4GHz和4~5.7GHz两个工作频段的液体复介电常数测量,并通过两个工作频段同时测量提高了测量的精确度。仿真和实物测试均表明了其在灵敏度、小型化、工作带宽、测量精度等方面的优势。在适当的校准基础上,该传感器能够在使用较少液体和较低成本的前提下,实现对甲醇-乙醇混合溶液复介电常数的有效测量。此外,可进一步调整三层嵌套SRR结构尺寸,利用功率分配结构拓展成多频段谐振传感器,以实现液体宽频带介电谱的准确获取。

摘要：增材制造(AM,也称为3d打印)以其设计自由度高、定制化生产、节约成本和快速原型制作等优点,革新了现代制造业。在微波与毫米波工程中,增材制造技术提供了一个有前景的解决方案,以满足日益增长的对更紧凑、更复杂和更轻的结构的需求。本文综述了基于3D打印技术的微波与毫米波器件,主要涵盖了器件类型、加工方式和关键技术三个方面。在器件类型方面,包括滤波器、天线和透镜等关键组成部件,展示了3D打印技术在设计和制造中的灵活性和多样性。加工方式上,针对金属和非金属材料的打印技术进行了深入探讨,探索了各种材料在微波与毫米波器件中的适用性和优势。在关键技术方面,重点介绍了打印方法、误差分析及后处理工艺等关键技术,这些技术对于提升器件性能和可靠性至关重要。

摘要：低层错能的CrCoNi基(中)高熵合金在室温或低温下具有优异的断裂韧性。同时,在冲击条件下变形机理的多样性使CrCoNi基(中)高熵合金具有优异的抗变形能力,有望作为抗冲击结构材料被应用于极端环境中。然而,金属材料“强度-塑性”的倒置关系在CrCoNi基(中)高熵合金中依然存在,低的屈服强度限制了CrCoNi基(中)高熵合金的潜在应用。因此,选择合适的强化方法,提高CrCoNi基(中)高熵合金的屈服强度,同时保持高塑性,成为目前高熵合金研究的热点。本文从固溶元素、晶内缺陷、相结构3个方面介绍了目前应用在CrCoNi基(中)高熵合金中的强化方法,从固溶原子、间隙原子、位错、孪晶、相变、梯度结构等多方面讨论了强韧化机制,并以CrCoNi基(中)高熵合金的变形机理为切入点,分析了不同方法对合金性能的提升机理,为低层错能高强韧合金的设计提供了思路。