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摘要： While the new generation of direct dark matter detectors are being built in the hopes of finding sub-GeV dark matter, it is important to understand how natural radiation can produce a background of low-energy interactions. This thesis will analyze simulating γ-ray elastic scattering, a possible source of background for sub-GeV dark matter detectors. The simulation uses Geant4-based SuperSim software in order to model the SuperCDMS SNOLAB experiment. A modified version of the G4JAEAElasticScatteringModel called CDMSJAEAElasticScatteringModel was implemented into SuperSim in order to simulate the Rayleigh, nuclear Thomson and Delbruck γ-ray elastic scattering mechanisms. The CDMSJAEAElasticScatteringModel adds the ability for the γ particles to deposit energy after being elastically scattered. The validity of both these models was checked, and errors were encountered in their treatment of photon scattering angle distributions which determine the deposited energy spectra. The total cross sections are consistent with the documentation and other sources. Despite the bug, the simulation does set a lower bound on the γ-ray elastic scattering rate of ∼ 0.01 and ∼ 0.035 elastically scattered photon kg -1 year -1 for germanium and silicon SuperCDMS SNOLAB detectors, respectively. These lower bounds are set using a 1 eV recoil energy cutoff. In conclusion, γ-ray elastic scattering a significant source of background for proposed SuperCDMS detectors with ER/NR discrimination capabilities at eV-scale recoil energies.

关键词： 飞秒激光   高功率激光器   受激拉曼散射   光纤光栅   啁啾倾斜光纤光栅  

摘要： 啁啾倾斜光纤光栅（CTFBG）是高功率光纤激光系统中抑制受激拉曼散射（SRS）的关键器件。使用飞秒激光刻写在50/400μm光纤上研制了可承受10kW激光功率的CTFBG，这是目前报道的最高功率水平的CTFBG。CTFBG插入损耗为0.1dB，制冷后的功率温升系数仅为3.5℃/kW。本文验证了飞秒激光刻写的CTFBG具有优异的功率承受能力，对推动CTFBG的研制与应用具有重要的意义。

关键词： 光纤Bragg光栅   湿度传感器   灵敏度   响应时间   准确度  

摘要： 为了实现相对湿度高灵敏、快速、准确的检测，本文提出了一种基于壳聚糖/聚乙烯醇/纳米碳粉复合物涂敷的光纤Bragg光栅湿度传感器。建立了传感器检测相对湿度的理论模型。实验研究了湿敏膜成分与厚度、温度及光辐射对传感器性能的影响。研究表明：当壳聚糖与聚乙烯醇中碳纳米粉掺杂质量百分含量为10 wt%、湿度敏感膜厚度为185μm，相对湿度在20%-90%RH范围内传感器灵敏度达到57.7 pm/%RH，响应时间为420 s，恢复时间为540 s。将传感器封装在黑色聚四氟乙烯毛细管内，且引入参考光纤FBG-T的方法对温度进行解耦后，在温度为5-65℃、光辐射波长为220-1200 nm、光辐射强度为50 mW/cm2时，传感器测量结果可免疫温度和光辐射的影响，测量结果准确性高、重复性好、最大相对误差小于5.8%。

关键词： 时序InSAR   降维压缩   虚拟影像   张量分解   地表形变监测  

摘要： 随着SAR影像的增加，时序InSAR数据处理量呈指数增长，给广域长时序地表形变监测带来了新的挑战，特别是分布式目标InSAR（DS-InSAR）技术中所有干涉图均参与计算，对计算和存储资源要求较高，一定程度限制了其发展和应用推广。然而，时序InSAR影像在时间维和空间维均存在冗余信息，降维压缩是去除冗余信息的有效方法之一。本文提出一种基于张量分解的时序InSAR影像降维压缩方法，根据较小子空间内各像素之间具有相似的统计特性，将较小子空间范围内的协方差矩阵表示成三阶张量形式，采用Tucker分解算法同时实现时间维和空间维的降维压缩处理。选取昆明市主城区Sentinel-1A数据进行实验验证分析，结果表明，当压缩子空间为2×3和2×5时，计算效率分别提升约24倍和40倍，且能够满足监测精度需求。当压缩子空间为2×10和2×15时，信息丢失增多，但仍然能识别出形变位置且其计算效率分别提升约80倍和120倍。研究成果为广域长时序InSAR地表形变监测提供了新的数据处理方法。

关键词： 弱反射信号处理   保真去噪   波动方程   Q吸收补偿   优势道集叠加   子波提取   子波整形   储层预测  

摘要： 四川盆地碳酸盐岩储层埋藏深、缝洞发育、非均质性强,储层与上下围岩的波阻抗差异小,难以形成强的反射界面,其内幕表现为断续、弱能量的地震反射特征,致使储层的地震响应更加微弱。针对原始地震资料反射信号弱、频率衰减严重的特点,以信号保真去噪、弱反射信号的振幅、频率恢复和叠后处理技术为研究重点,开展了深层碳酸盐岩弱反射信号处理技术攻关研究。研究结果表明:①采用保真组合去噪技术较好地保护了二叠系储层弱反射信号;②采用地震处理获得的层速度,按照经验公式计算地层Q体数据并进行波动方程Q吸收补偿,对储层弱反射损失信号进行了较好的恢复;③偏移后采用优势道集叠加,并对新叠加数据体进行子波整形保真拓频,凸显了二叠系储层的地震响应。通过在射洪、西充等地区二叠系茅口组储层预测中的应用,获得了89%的储层预测成功率。

关键词： 颅脑损伤   弥散张量成像   磁敏感加权成像   病情程度  

摘要： 目的分析弥散张量成像(DTI)联合磁敏感加权成像(SWI)对老年颅脑损伤患者病情程度的评估价值。方法采用回顾性分析,收集庆阳市人民医院2020年10月至2022年10月收治的由外伤引起的108例闭合性颅脑损伤患者临床资料,依据其病情程度分为轻型组(n=54)、中型组(n=36)和重型组(n=18),同时收集并比较3组术前DTI检查指标〔感兴趣区(ROI)的各异性分数(FA)值〕及SWI检查所显示的出血灶数量,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线评估DTI、SWI单独及联合评估年颅脑损伤患者病情的价值。结果DTI检查显示,重型组胼胝体压部(sCC)、双侧内囊膝(LgIC、RgIC)、双侧内囊后肢(LpIC、RpIC)的FA值均小于轻型组与中型组,且中型组均小于轻型组,差异具有统计学意义(P<0.05);SWI检查显示,重型组总出血灶数量明显多于轻型组与中型组,中型组明显多于轻型组(P<0.05);经Pearson相关性分析显示,sCC、LgIC、RgIC、LpIC、RpIC的FA值与老年颅脑损伤患者病情程度呈负相关(P<0.05);出血灶数量与老年颅脑损伤患者病情程度呈正相关(P<0.05);DTI检查指标、SWI检查指标对老年颅脑损伤患者病情程度的曲线下面积(AUC)均>0.7,具有一定评估价值,且联合检查的评估价值更高。结论DTI及SWI可有效评估老年颅脑损伤患者病情程度,且联合检查评估价值更高,能够为临床评估老年颅脑损伤患者病情程度提供参考依据。

关键词： 重力位三阶梯度张量异常   波数域   转换计算   DEXP   定量解释  

摘要： 现在的仪器测量技术还不能直接测量重力位三阶梯度张量,本文提供了一种基于重力异常及重力梯度张量数据的重力位三阶梯度张量波数域转换计算方法。为验证计算方法的正确性,文中计算了三维模型重力位三阶梯度张量异常,并将重力位三阶梯度张量波数域转换结果和模型正演结果进行对比,结果表明所采用的波数域转换方法是可行的,并且相对于重力异常数据,基于重力梯度张量数据的波数域转换结果精度更高,其均方根误差不超过1 pMKS。此外,基于Vinton盐丘区实测数据利用波数域转换方法得到该地区的重力三阶梯度张量数据,并将其用于DEXP方法的数据解释中,所得的深度以及边界结果与前人的研究结果相符合。

关键词： 双层Si_(3)N_(4)   垂直光栅耦合器   波分复用   仿真优化   耦合效率  

摘要： 面向波分复用技术提出了一种双层Si_(3)N_(4)垂直光栅耦合器结构。基于时域有限差分(FDTD)方法对该结构模型(2D)进行了仿真及优化,重点研究了双层Si_(3)N_(4)的宽度、厚度、位置关系以及双层Si_(3)N_(4)结构距离光栅的高度对耦合效率的影响。结果表明,对于1550 nm波长的TE偏振入射光垂直入射,当光栅周期为579 nm,占空比为67.5%,加入厚度为60 nm的金属Al反射镜及双层Si_(3)N_(4)结构后,光栅耦合效率超过了94%。与未添加金属反射镜和双层Si_(3)N_(4)的垂直耦合光栅相比,耦合效率提高了约46%。

关键词： 衍射   叉形光栅   涡旋光   轨道角动量   空间光调制器  

摘要： 衍射和光栅是基础光学课程和光学实验的重要内容,在传统光学技术和前沿科学研究中有重要的作用和应用。文章以分数阶涡旋光为研究对象,利用空间光调制器设计了基于叉形光栅的衍射效应产生分数阶涡旋光的实验,编写了分数阶叉形光栅的计算机程序,实验上产生和观测了分数阶涡旋光,分析了分数阶涡旋光的特点和强度分布。通过本实验,学生进一步加深了对衍射和光栅特性的理解,激发了对光学前沿研究和探索的兴趣,拓展了学生的专业知识,提升了对光学研究和光场调控的创新意识。

关键词： 数值模拟   BSO算法   非对称性弹性波动方程  

摘要： 随着地震学研究的不断深入,介质微观结构相互作用引起的非均质性对地震波传播的影响受到越来越多的关注。Wang等(2020)提出在广义连续介质力学理论的框架内来描述介质的复杂微观结构,并推导出了包含介质特征尺度参数的非对称性弹性波动方程。此外,在考虑到介质的微观结构相互作用时,地震波传播中会出现尺度效应。本工作为了更好地分析波场的尺度效应并提取微结构相互作用引起的波场新分量,我们提出了一种基于改进的BSO算法来得到优化的常规网格有限差分方法,然后利用优化后的有限差分方法对考虑了介质微观结构的非对称性弹性波动方程进行数值模拟。数值频散分析表明,优化后的常规网格有限差分方法具有较高的精度。根据使用优化后的有限差分方法得到的数值模拟结果,可以清楚地观察到,在考虑介质的微观结构时,地震记录中出现了新的波场成分表现出了明显的尺度效应。