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浙江大學FEI Titan球差矯正透射電鏡用高分辨原位高速相機競爭性磋商

近日，上海交通大學電子系義理林教授課題組基于智能鎖模算法、時間拉伸技術(shù)和實時高速電路建立的實時光譜分析控制平臺，實現(xiàn)了鎖模激光器輸出飛秒脈沖的實時光譜調(diào)控，對飛秒激光器的設(shè)計具有重要的應(yīng)用價值。相關(guān)成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”為題目于2020年1月發(fā)表于國際光學頂尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院長春光機所與Nature出版集團合辦期刊），并入選為封面文章，在“News & Views”欄目被專門評述。博士生蒲國慶為第一作者，義理林教授為通信作者。 圖說：期刊封面文章 飛秒尺度（1E-15秒）脈沖對應(yīng)著原子分子、材料、生物蛋白、化學反應(yīng)等豐富物質(zhì)體系的眾多超快過程，有著廣泛而重要的應(yīng)用。鎖模激光器作為產(chǎn)生飛秒脈沖的重要基礎(chǔ)研究工具，在物理、化學、生物、材料、信息科學等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。飛秒鎖模激光器自上世紀六十年代發(fā)明以來，與其相關(guān)的研究分別于1999，2005，2018年獲得過諾貝爾獎。 隨著超快光學的快速發(fā)展，越來越多的前沿應(yīng)用需要對飛秒脈沖的時域和光譜進行精細控制。由于飛秒脈沖的產(chǎn)生涉及非常復(fù)雜的非線性和色散傳輸效應(yīng)，達到特定脈沖狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)輸出需要對激光器多個參數(shù)在高維空間進行優(yōu)化，傳統(tǒng)基于激光器光學設(shè)計和優(yōu)化的方法已被證明難以精確實現(xiàn)。 通過對飛秒脈沖狀態(tài)進行智能識別，結(jié)合智能算法對激光器多參數(shù)進行全局優(yōu)化，有望獲得理想的飛秒脈沖輸出，但其主要挑戰(zhàn)在于飛秒脈沖難以實時精確識別。低速時域采樣無法識別飛秒脈沖寬度和形狀，光譜儀雖可識別飛秒脈沖積分光譜但無法識別其瞬時光譜，因此傳統(tǒng)方法都無法做到實時控制飛秒脈沖精確鎖模狀態(tài)。為了解決這一難題，義理林教授課題組提出在鎖模控制環(huán)內(nèi)引入時間拉伸-色散傅里葉變換（TS-DFT）技術(shù)，通過時域到光譜的轉(zhuǎn)換，采用低速時域采樣即可識別飛秒脈沖對應(yīng)的瞬時光譜寬度和形狀。結(jié)合智能控制算法，實現(xiàn)了以1.4nm為精度對飛秒脈沖光譜寬帶從10nm到40nm進行可編程控制，光譜形狀可編程為高斯型或三角形等。這是本領(lǐng)域首次實現(xiàn)飛秒鎖模脈沖光譜寬度和形狀高精度實時編程控制，解決了飛秒鎖模脈沖鎖模狀態(tài)無法精確調(diào)控的難題。 基于實時的光譜控制，該研究還展示了從窄譜鎖模態(tài)至寬譜鎖模態(tài)以及從三角形光譜脈沖態(tài)至寬譜鎖模態(tài)的演變過程，發(fā)現(xiàn)兩者動力學過程具有相似性，提出了目標鎖模狀態(tài)可能決定中間動力學過程的猜想，為人們進一步探索鎖模激光器內(nèi)部機理提供新視角。 圖說：基于快速光譜分析的飛秒鎖模脈沖智能控制 非線性光學著名專家John Dudley教授（歐洲物理學會主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”欄目撰文介紹此項工作，認為本工作極具創(chuàng)新性，開拓了研究鎖模動力學新的可能性，很可能應(yīng)用于多種鎖模光纖激光器中。 義理林教授課題組過去六年來一直致力于解決飛秒鎖模激光器的智能控制問題，2019年發(fā)表在光學領(lǐng)域頂級期刊《Optica》的“智能鎖模激光器”成果入選美國光學學會旗下新聞雜志《Optics & Photonics News》2019年光學年度進展“Optics in 2019”。該方向工作部分得到國家自然科學基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》論文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”評述論文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

本發(fā)明公開了一種基于多核處理器的高速印花機圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接收設(shè)備、數(shù)據(jù)解析處理設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸通道和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。本發(fā)明還公開了一種基于多核處理器的高速印花機圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理方法，其通過以太網(wǎng)接口接收數(shù)據(jù)，利用處理器的多個核并行處理數(shù)據(jù)，由FPGA實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明系統(tǒng)及方法能夠大大提高數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)效率以及吞吐量，從而實現(xiàn)數(shù)碼印花機的高效能產(chǎn)出。

本發(fā)明公開了一種基于多核處理器的高速印花機圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接收設(shè)備、數(shù)據(jù)解析處理設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸通道和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。本發(fā)明還公開了一種基于多核處理器的高速印花機圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理方法，其通過以太網(wǎng)接口接收數(shù)據(jù)，利用處理器的多個核并行處理數(shù)據(jù)，由FPGA實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明系統(tǒng)及方法能夠大大提高數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)效率以及吞吐量，從而實現(xiàn)數(shù)碼印花機的高效能產(chǎn)出。

該項目是國家部委項目，現(xiàn)處于實驗室研究階段。 項目主要研究內(nèi)容如下： （1）關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺 建立以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標定試驗臺為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺，該平臺以多通道、高精度轉(zhuǎn)向架測力構(gòu)架標定加載系統(tǒng)為主要設(shè)備，配以多通道協(xié)同作用控制軟件和相應(yīng)的加載工裝，完成轉(zhuǎn)向架載荷譜測試中測力構(gòu)架的載荷標定，這是確保載荷譜研究圓滿完成所必需的基本試驗手段。 （2）載荷線路測試與評估平臺技術(shù) 建立以大容量、多通道、高信噪比（包括無線測量）的載荷線路測試與評估平臺技術(shù)，該平臺以高信噪比動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和無線遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主要設(shè)備，能夠在高速動車組運行時，全程往返連續(xù)測試高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、輪軸等關(guān)鍵部件的載荷與動應(yīng)力。    項目主要技術(shù)創(chuàng)新點如下：?  建立復(fù)雜載荷系下載荷標定技術(shù)和方法；?  載荷譜的損傷一致性編譜準則；?  高置信度編譜技術(shù)；?  各類測力裝置和大容量高抗干擾能力的測試系統(tǒng)；?  可靠性評估技術(shù)。 本項目將形成以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標定試驗臺、結(jié)構(gòu)疲勞試驗系統(tǒng)和材料疲勞試驗系統(tǒng)為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺和多通道高信噪比測試設(shè)備為主體的載荷線路測試與評估平臺。    應(yīng)用范圍： 高速列車車輪、車軸、構(gòu)架、軸箱、齒輪箱、懸吊螺栓、懸吊支座等走行及懸掛系關(guān)鍵零部件的設(shè)計及試驗評估。

燃燒器結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次包括中心天然氣輔助噴嘴通道，中心穩(wěn)燃直流風通道，環(huán)形天然氣主噴嘴通道，內(nèi)旋流高速空氣通道（旋流角25度），外軸向高速直流風通路。經(jīng)過精確的空氣動力學設(shè)計，可以實現(xiàn)理想的火焰溫度、速度、強度和剛度，天然氣流量可在100---2700Nm3/h內(nèi)調(diào)節(jié)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。 燃燒器提高了天然氣的噴射壓力（320---390m/s）和噴射速度（2000m3/h），以提高火焰強度和剛性。燃料壓力、流量實際調(diào)節(jié)比可達1：36。火焰的形狀、溫度、強度和剛性在整個火焰長度都能高效熱交換，不形成局部過熱，不出現(xiàn)峰值溫度。一方面有利于熟料結(jié)粒，熟料礦物晶相正常發(fā)育，防止燒成帶揚塵；另一方面有利于形成致密穩(wěn)定的燒成帶窯皮，延長耐火磚使用壽命。 天然氣噴嘴由單一大直徑噴嘴改為較小直徑的多孔噴射平行流多噴嘴。可以加強與一次風和二次助燃風的摻混，強化燃燒，提高燃燒速度和效率，提高火焰的溫度，縮短根部黑頭長度。 燃燒器采用了火焰穩(wěn)定器技術(shù)，防脫火效果顯著；采用了“攏焰罩”技術(shù)，有利于形成細長體剛性火焰，使窯體溫度分布合理，火焰峰值溫度降低。該燃燒器具備了低過剩空氣系數(shù)下完全燃燒的性能，因而可以在過剩空氣系數(shù)1.1下操作，可以節(jié)約的天然氣將可達到總量的10%。 主要性能指標：1. 燃料：天然氣（或中高熱值煤氣）；2. 天然氣壓力/流量：天然氣設(shè)計壓力50kPa，中心天然氣輔槍出力500Nm3/h，環(huán)形天然氣主槍出力1500Nm3/h，主、輔槍共同工作出力2000Nm3/h；3. 用途：用于回轉(zhuǎn)窯供熱（窯鋼板內(nèi)徑：3.5m，耐火材料內(nèi)徑3m）；4. 工藝溫度：1400℃，最高溫度：1600℃；5. 安裝位置：安裝在窯罩后部，火焰直接進回轉(zhuǎn)窯，伸進窯筒內(nèi)的火管長度4.5m（窯罩端面至噴火口）；6. 助燃風溫度：一次風不超過總量的10%，來自凈風機,壓力25---50KPa，常溫，二次風:不小于總量的90%，來自冷卻機,溫度:～800℃； 其中： P氣：為燃燒器噴槍前天然氣表壓力，單位:KPa V輔：為中心輔噴槍的天然氣流量，單位:Nm3/h V主：為環(huán)形主噴槍的天然氣流量，單位:Nm3/h V總：為主、輔噴槍共同工作的天然氣流量，單位:Nm3/h