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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 系外行星手册 || 系外行星的光谱直接探测

    摘要： 系外行星的光谱揭示了塑造其历史并决定其未来的物理、化学和生物过程。然而，观测系外行星光谱时，其宿主恒星的强烈光芒会造成干扰。本章重点介绍高分辨率光谱技术（HRS，分辨率R=25,000-100,000），该技术有助于分离和提取系外行星光谱。在高光谱分辨率下，分子特征会分解为具有独特排列模式的密集独立谱线群。对于近轨道行星，其轨道运行期间谱线会产生显著多普勒频移，而宿主恒星与地球的谱线基本保持静止，从而实现行星的速度分离。对于运动缓慢的宽轨道行星，则通过高对比度成像辅助下的空间分离来提取其光谱。通过将系外行星谱线与大气建模代码生成的高分辨率光谱进行比对来检测这些谱线——本质上是对系外行星大气进行"指纹识别"。该方法可测量行星轨道速度并帮助确定其真实质量与轨道倾角。因此，HRS既能探测凌日行星也能探测非凌日行星。凭借对行星谱线深度、形状及位置的敏感性，该技术还能同步表征行星大气特征——这些特征会因行星大气成分、结构、云层及动力学（包括昼夜风系与自转周期）而改变。本章将详细阐述HRS技术，重点介绍其在系外行星探测与表征中的成功案例，并展望未来利用HRS在邻近岩质行星上识别生物标志物、绘制巨型系外行星大气特征图的前景。

    关键词： 大气特征、分子特征、系外行星、多普勒频移、高分辨率光谱学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光诱导荧光测速技术用于高超音速前缘分离研究

    摘要： 首次展示了"滴状"几何结构产生的高超音速前缘分离流场速度分布的二维图谱。澳大利亚国防军学院(T-ADFA)通过多次运行高超音速风洞，采用硝酸盐荧光成像技术，在总比焓为3.8 MJ/kg的工况下获取了两个速度分量的离散测量数据。实测自由来流速度分布呈现非均匀性，推测源于激波风洞运行期间安装在紫外专用反射镜组上的载荷导致镜面偏转，轻微改变了激光片光方向。根据膨胀面产生的自由剪切层源头测定，流动分离点位于模型前缘1.4±0.2 mm处；该自由剪切层在压缩面上的再附点距模型顶点59.0±0.2 mm。分离点与再附点之间形成的循环流包含超声速逆流和亚声速流区域，后者与三个已识别的反向旋转涡位置相对应。将循环流流线图与Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡洛(DSMC)代码计算结果对比显示存在流动结构差异。在接近风洞产生的流动时间条件下，由于DSMC解法能通过建模前缘强粘性相互作用和稀薄效应更准确表征分离现象，其生成的流动结构与实验结果吻合度优于Navier-Stokes求解器。主要原因是Navier-Stokes解法采用的无滑移条件预测的分离点（及相应结构）比DSMC解法更靠近前缘，这影响了表面剪应力和热流，从而导致分离下游流动结构的差异。

    关键词： 速度测量、激光诱导荧光、高超音速、前缘分离、纳维-斯托克斯方程、直接模拟蒙特卡罗方法、多普勒频移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 多普勒频移激光自混合干涉测量技术用于提高检测灵敏度

    摘要： 激光自混合干涉测量技术（SMI）是一种广泛应用于几何量检测、医疗及工业制造领域的成熟测量方法。通过将激光频率偏移至其弛豫振荡频率（ROF）可提升检测灵敏度，传统方案通常采用一对声光调制器（AOM）实现该功能。本文提出一种基于多普勒效应的新型频率偏移方法——利用旋转圆盘实现频率调节，具有调节便捷、成本低廉的优势。研究通过多普勒频移和时间延迟速率方程进行理论分析，并辅以仿真与实验结果验证其有效性。据我们所知，该技术迄今尚未付诸实用，而所提出的结构凭借上述优势，可在高性能SMI传感器设计中发挥重要作用，并能将SMI测量拓展至更多非合作表面类型。

    关键词： 自混合干涉测量、信噪比、多普勒频移、灵敏度、弛豫振荡频率

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 卫星激光通信宽带激光多普勒频移仿真器

    摘要： 提出并实验验证了一种基于微波光子技术的卫星激光通信激光多普勒频移（DFS）新型仿真器。为突破传统电光或声光频移技术难以获得近零至宽频偏光学频移信号的瓶颈，先将激光信号频率搬移至较低/较高固定频率，再反向搬移至较高/较低可调谐频率。经反向级联频移处理后的信号等效于具有DFS的原始激光信号。实验中，DFS数值与方向分别对应两次频移差值的幅度与符号，成功实现了-14GHz至+14GHz范围、变化速率323MHz/s的精确频移。具有DFS的激光信号边模抑制比（SMSR）均超过52.3dB。该方案对评估卫星激光通信终端的DFS补偿能力具有重要价值。

    关键词： 多普勒频移，卫星激光通信，电光级联频移

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用红外激光掩星技术探测风场和温室气体：有风大气中端到端模拟的结果

    摘要： 低轨卫星间微波与红外激光掩星探测（LMIO）新任务概念旨在提供准确且长期稳定的大气热力学变量、温室气体（GHGs）及视线（l.o.s.）风速垂直廓线，重点覆盖对流层上层与平流层下层（UTLS）。虽然基于端到端仿真已证实LMIO在UTLS区域获取温室气体数据的独特优势，但视线风场反演及温室气体与风场联合反演的潜力尚未在真实仿真环境中验证。本研究采用新开发的视线风场反演算法，将其嵌入包含热力学变量与温室气体反演的端到端仿真框架，分析独立风场反演与联合反演的性能表现。该风场算法利用4767 cm?1附近高度对称的C18OO吸收线翼部拐点处的LMIO激光信号，通过风致多普勒频移产生的传输差异进行探测。基于热带至高纬度冬季等多样大气条件的典型案例，研究发现：在所有工况下，平流层下层（约15-35公里高度）反演的视线风廓线质量优异——偏差可忽略且精度达2米/秒以内；风场精度随高度进入对流层上层而下降，这是由于风致差分传输信号的信噪比降低所致。含风大气中的温室气体反演对不超过10米/秒的风速误差不敏感，但在更高风速条件下，集成风场反演通过修正温室气体信号的风致多普勒频移可提升反演效果。总体而言，视线风场与温室气体反演结果均强有力地支持LMIO任务的进一步研发与实施。

    关键词： 温室气体、多普勒频移、微波与红外激光掩星技术、视线风速、上对流层与下平流层

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第14届工业电子与应用国际会议(ICIEA) - 中国西安 (2019.6.19-2019.6.21)] 2019年第14届IEEE工业电子与应用国际会议(ICIEA) - 面向移动大规模MIMO基站无线供电物联网系统的信道跟踪与混合能量波束成形

    摘要： 本文研究支持无线能量传输（WPT）的物联网（IoT）系统中的信道跟踪与能量混合波束成形问题，其中移动基站（MBS）服务于覆盖区域内均匀分布的一组半双工（HD）传感器。通过研究信道的时间与空间特性，提出基于线性卡尔曼滤波的多径信道跟踪与混合能量波束成形方案。首先通过波束对准捕获信号的精确角度信息来补偿多普勒频偏（DFO），随后在到达角时间（AOAT）期间跟踪多径信道，最后应用混合波束成形实现下行WPT与上行数据传输。仿真验证了所提方案的优越性。

    关键词： 到达时间角（AOAT）、移动基站（MBS）、无线能量传输（WPT）、混合能量波束成形、卡尔曼滤波器、物联网（IoT）、信道跟踪、多普勒频移（DFO）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 利用多普勒频移法研究内重力波正反问题的解析解

    摘要： 本文提出了一种通过记录多普勒频移来研究内重力波（IGWs）动力学中正反问题的解析解法。正问题是确定电波反射点区域IGWs对多普勒频移的响应；反问题则是根据多普勒频移数据反演IGW参数。该解法基于F区高度等温电离层近似获得，其表达形式便于实际应用，可广泛应用于包括电离层F区类孤子波结构探测在内的多种场景。

    关键词： 逆问题，电离层，正问题，内重力波，多普勒频移

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 利用夫琅禾费线多普勒频移进行初始轨道确定

    摘要： 低地球轨道目标跟踪技术包括利用雷达或激光反射进行视线角度测量和距离测量。然而，主动测距技术对更高轨道效果较差，因为来自远距离目标的信号损耗更大。本文通过计算机模拟表明，结合太阳夫琅禾费线多普勒频移测量可提升初始轨道测定精度。结果表明：当多普勒测量误差小于5米/秒时，某些轨道构型的预测精度能超越古丁仅凭角度的测定方法，且仅需对目标进行两次观测。

    关键词： 空间态势感知（SSA）、夫琅禾费线、初始轨道确定（IOD）、多普勒频移

    更新于2025-09-04 15:30:14