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基于遗传优化的集成光子带通滤波器设计方法
随着包括5G通讯、物联网在内的新型产业的兴起，在实际应用中对于高速、低损耗的信息处理系统的需求与日俱增。传统的电子器件受摩尔定律的限制，在储存密度和运算速度的突破上均面临瓶颈，并且进入“ 后摩尔时代”，电子器件不可无限制地进行集成。器件的尺寸越小，量子效应越明显，集成的困难就越大。作为摩尔定律的延续，人们提出一种极具潜力的设计——光子芯片。相较于传统的电子芯片，光子芯片的巨大优势之一是光子之间无相互作用力，可以大大降低系统的功耗，增大信息传输的带宽。因此，光子芯片可以在数据通信、高性能计算和传感技术上有重要的应用。
带通滤波器是一种信号前端处理器件，是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信号，仅允许目标波段通过，这在信号处理领域具有广泛的应用。然而，目前带通滤波器在光子集成器件领域少见报道。传统方法大多依赖经验以及物理启发进行结构设计和参数优化，需要耗费大量资源，器件的性能有局限性。相较于传统的设计方法，利用算法设计纳米光子学器件具有普适性和高效性。通过采用恰当的算法进行优化，可以有效提高设计效率，优化器件指标，避免出现局部最优的情况，找到性能最优的器件。
图1.带通滤波器扫描电镜图
北京理工大学
2023-07-10
泵+管道输送系统的优化运行软件与高效节能技术
1 成果简介国民经济各生产部门广泛采用管道输送系统。为保证输送系统正常运行，需要按照流量和扬程配置若干台泵按一定的组合作为流体的动力源。泵与泵之间首尾相接为泵的串联模式，各泵的进口管、出口管分别连接在一起时称为并联模式。在大多数工业流程中，为了达到较好的动力配置常采用多台泵串联与并联混合使用的方式，这些泵构成复杂的泵串并联输送系统。 泵串并联输送系统的运行调节比较复杂，在我国目前多采用常规优化法。常规优化法通过改变泵的转速、改变泵的运行台数或增加新泵等手段达到改变系统运行状态的目的，属于一种半经验半理论的方法。常规优化法实施得当时可提高运行效率，但一般难以达到最佳节能状态。当调节不当时，泵系统中的某些设备将处于非稳定运行工况，不仅影响设备本身的使用寿命，也使得系统的安全性受到影响。 清华大学在长期的研究中积累了丰富的泵及其系统优化运行技术，并形成一套软件。该软件采用遗传算法进行泵串并联输送系统的最优化运行控制，可针对泵系统的实际串并联情况开发优化运行软件，确保系统高效节能。2 应用说明泵串并联系统主要可分成流量基本稳定和流量经常变化的系统。对于流量基本稳定的供水系统，泵的优化选型主要通过确定系统中各泵的转速使得整个系统在最佳节能工况下运行；而对流量经常变化的供水系统，如自来水供水系统、热电厂锅炉给水系统和供热系统、高层建筑生活供水系统、油田高压注水泵系统、中央空调的循环水系统和各种泵站输水系统等系统，这些系统是按照所需要的最大流量来选择水泵的，应根据所需流量的变化进行泵的优化调节。 无论哪种泵串并联系统，均可以通过软件的设置自动判别，并进行相应的优化计算，给出系统运行调节的参数。
清华大学
2021-04-13
间歇靛蓝生产工艺计算机优化控制技术（技术）
成果简介：靛蓝是染色牛仔布的主要染料，每年全世界的靛蓝需求量达 10 万吨之多。靛蓝生产工艺主要以间歇法为主，已经有一百多年历史了。其中 的碱熔反应工艺堪称间歇反应的经典，在一百多年历史中，即使到上世纪 90 年代国际上最大、技术最先进的化学品公司最后放弃该产品生产的时候，也没有能够用一种连续的生产工艺来代替它。目前全世界大概 80％的靛蓝由中 国生产，其中 60~70％出自江苏泰丰公司。在 2006&nbs
北京理工大学
2021-04-14
一种相控阵声纳系统换能器稀疏面阵优化方法
本发明提供了一种相控阵声纳系统换能器稀疏面阵优化方法， 包括如下步骤:(1)初始化步骤、(2)模拟退火优化步骤、(3)教与学优化步骤和(4)终止步骤。本发明以阵列的主瓣宽度和旁瓣峰值等空间响应 性能为约束条件，求解使稀疏面阵满足空间响应性能所需激活的最小 换能器数目。本发明利用改进教与学优化算法对模拟退火算法所得可 行解进行二次优化，具有更好的收敛速度和收敛精度，可获得全局最 优解，利用尽量少的换能器工作，获得换能器面阵所需的空间响应性 能，能够很好的降低相控阵成像声纳系统所需的硬件成本。
华中科技大学
2021-04-11
一种多学科设计优化学科解耦方法
本发明公开了一种多学科设计优化学科解耦方法，该方法在多 学科耦合模型中针对学科组件之间存在相互变量依赖的耦合关系进行 系统平衡分析，将同时存在正向连接和反馈连接的系统耦合环作为一 个整体处理，使得原模型转变为有向有环的图数据结构，对反馈变量设置初值，求解图数据结构所对应的非线性方程，根据反馈变量计算 结果与初值的差值设置反馈变量的新值，进而迭代运算直至收敛。通 过本发明，提升了多学科设计优化流程的运行效率，提高了多学科设 计优化方法的工程实用性，更容易得到产品设计的最优参数。
华中科技大学
2021-04-14
在二维拓扑材料MoTe2中发现光激发诱导的亚皮秒时间尺度结构相变
MoTe2是由MoTe6八面体结构单元构成的原子层沿c方向堆叠形成的二维材料系统，不同的堆叠方式具有不同晶体对称性。1T-MoTe2在室温时是单斜的1T’相，随着温度降低在250K时发生结构相变，转变成正交的T_d相，其中可以存在第二类外尔费米子。王楠林课题组通过实验发现高强度的近红外激光脉冲可以在亚皮秒时间尺度内将中心反演对称性破缺的T_d相驱动到具有中心反演对称的1T’相。该相变发生的最明显的特征是时间分辨的反射率变化中横向剪切振荡声子的消失和二次谐波强度的急剧下降。通过选择和改变激发脉冲的脉宽和波长，从实验上排除了激光加热效应。该项研究首次在超快亚皮秒尺度内实现了激光诱导的非加热效应引起的MoTe2晶体中第二类Weyl半金属相与正常半金属相的超快结构相变。它为超快激光控制固体的拓扑特性开辟了新的可能性，使超快激光激发的拓扑开关器件具有潜在的实际应用价值。 该工作于2019年5月22日在线发表于著名学术期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者为量子材料中心博士生张梦瑶，王楠林教授和其研究组的董涛博士是通讯作者，量子材料科学中心王健教授研究组为该工作提供了样品。该项研究得到国家自然科学基金委员会、国家重点研究开发项目等项目的支持。Figure: Pump induced SHG time traces of MoTe2 at selected fluences at T=10 K. The graph shows that as the laser fluence increases, the signal of the second harmonic of the sample drops significantly. The inset is a time-resolved schematic diagram of second harmonic detection
北京大学
2021-04-11
北京大学物理学院极端光学研究团队在非厄密拓扑光学研究取得重要进展
北京大学物理学院、纳光电子前沿科学中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室“极端光学团队”胡小永教授和龚旗煌院士等在非厄密拓扑光子学研究中取得重要进展：发展出一种研究新型增益-损耗畴壁拓扑光学体系的有效哈密顿量新方法，揭示了由增益-损耗畴壁诱导的拓扑态的产生机制。
北京大学
2022-08-26
华东师范大学科学家在三维拓扑体系中观测到一维外尔费米子
近日，华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室袁翔课题组在三维拓扑绝缘体HfTe5中观测到一维外尔费米子。
华东师范大学
2022-10-11
优化组织方式 充分发挥国家战略科技力量突出作用
国家战略科技力量并非相关领域国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业等不同主体的简单组合，关键是要切实产生协同效应，形成科研攻关的体系化能力。
科技日报
2022-04-18
邬大光 | 面向2035：高校学科优化调整布局的思考
当以“面向2035”为逻辑起点，遵循“现实与未来相关照”“学科内外部发展逻辑相统一”“多元主体、多种因素相协调”的逻辑理路，对面向2035的高校学科优化调整布局进行系统性、全局性和前瞻性的战略思考。
光明日报
2022-10-14