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第一篇ps平面设计论文范文参考:半导体、石墨烯、拓扑绝缘体以及多铁氧化物中二维电子系统的自旋动力学的理论研究

自旋电子学是研究和利用电子的自旋自由度来取代或者结合电荷自由度的一门学科,尤其以固态系统为研究主体.它的目标是为新一代的电子学器件的设计和应用提供一种方案.这种新一代的电子学器件在传统的标准微电子工艺中结合进自旋依赖的效应.这种效应来自于电子的自旋与材料本身或者外在的磁、电和光学因素的相互作用.为了实现这个目标,理解各种载体中不同电子体系的自旋动力学,包括自旋弛豫和自旋输运,是非常必要的.基于这种需要,二维电子系统,尤其是存在于半导体量子阱或者异质结中的电子系统,在过去的几十年中得到了广泛的研究.最近,单层或者双层石墨、拓扑绝缘体的表面态以及绝缘体氧化物的界面如LaAlO3/SiTiO3,也在一定程度上因为它们的二维性质而引起了人们很大的关注.这篇论文主要从理论上研究了在传统半导体以及石墨烯、拓扑绝缘体和多铁氧化物中的二维电子系统的自旋弛豫和输运.全文结构如下.

在第1章的背景介绍中,我们首先简要回顾了自旋电子学的发展,论述了实现自旋电子器件的关键要素,如自旋的产生和探测.接着我们介绍了时间域里自旋的主要弛豫机制,包括D',yakonov-Perel',, Elliot-Yafet和Bir-Aronov-Pikus机制,以及由于空间上自旋轨道耦合的涨落造成的自旋翻转散射所导致的自旋弛豫机制.除此外,我们还简要明确了空间域的输运过程中的自旋弛豫机制.


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在第2章,我们逐一介绍了这篇论文中所研究的材料和其中的电子系统.我们首先给出Ⅲ-Ⅴ族半导体如GaAs()勺能带结构及有效哈密顿量.接着,我们介绍被视为严格二维体系的石墨烯,并且从紧束缚模型的角度分析了高对称点处的电子(无质量的Dirac费米子)的有效哈密顿量.然后,我们转向拓扑绝缘体,如具有代表性的二维HgTe量子阱以及体的Bi2Se3.我们展示了拓扑绝缘体的边界态和表面态,这是一种具有类金属的传导性和自旋的螺旋性的、受时间反演对称保护的电子系统.我们从k.p方法以及不变量方法两个角度引入了边界态和表面态的有效哈密顿量.最后,我们对多铁材料做了一个简要介绍.在第3章,我们特别对石墨烯中自旋动力学的研究现状做了一下介绍.

在第4章,我们首先介绍动力学自旋Bloch方程.本篇论文中关于自旋动力学的研究都是基于这种动力学自旋Bloch方程方法.接着,从动力学自旋Bloch方程出发,我们从微观的角度论述了时间域以及空间域的自旋弛豫机制.之后从第5到第10章,我们分别对半导体、石墨烯、拓扑绝缘体表面态以及多铁氧化物界面中的二维电子系统的自旋动力学进行研究.

我们首先在第5章研究了半导体量子阱中的自旋弛豫.具体包含下面这些内容.

我们从实验和理论上研究了室温下本征的(001) GaAs量子阱中的自旋弛豫.实验数据来自时间分辨的圆偏光泵浦—探测光谱.实验结果显示,随着电子(空穴)浓度的增大,自旋弛豫时间先增大然后缓慢下降.我们用包含了D',yakonov-Perel',和Bir-Aronov-Pikus自旋弛豫机制的完全微观的计算很好地重复出了实验观察到的现象,并且揭示:当浓度低的时候,Dresselhaus自旋轨道耦合的线性项占主导,这时候随着浓度的增大自旋弛豫时间变长;当浓度足够高的时候,Dresselhaus自旋轨道耦合的三次方项变得重要,使得自旋弛豫时间随浓度的变大而下降.

我们接着研究了高温下n型(001)GaAs量子阱在阱平面内存在电场情况下的涉及多能谷的自旋弛豫.我们的研究表明,由于L能谷大的自旋轨道耦合以及强的Γ-L能谷间散射,L能谷扮演了自旋极化的“漏”(",drain",)的角色.随着电场的增大,整个电子系统的自旋弛豫时间先增大后减小.小电场区自旋弛豫时间随电场增大而变长是由热电子效应使得电声散射增强造成的;大电场区自旋弛豫时间随电场增大而减小一方面是由于r能谷的电子占据高动量态使得自旋进动的非均匀扩展变强,另一方面是由于更多的电子占据了自旋弛豫非常快的高的L能谷.

除了电子系统,我们还研究了(001)方向生长的加了应力和门电压的Si/Si0.7Ge0.3和Ge/Si0.3Ge0.7量子阱中空穴的自旋弛豫.我们首先从六带的Luttinger k·,p哈密顿量出发,利用子带的Lowdin微扰理论得到了量子阱中最低空穴子带的有效哈密顿量,包括Rashba自旋轨道耦合.我们发现,在Si/SiGe (Ge/SiGe)量子阱中,最低的空穴子带是轻(重)空穴型的.在我们所考察的温度、空穴/杂质浓度和门电压范围内,对于Si/SiGe (Ge/SiGe)量子阱,计算得到的自旋弛豫时间在1~100ps (0.1~10ps)的量级.我们的研究还表明,空穴—声子的散射很弱,从而在没有杂质(低杂质浓度)的样品中突出了库仑散射的重要性.随着温度的变化,Si/SiGe量子阱中的空穴系统一直处于强散射区,但是Ge/SiGe量子阱中的空穴系统既可以处在强散射区也可以处在弱散射区.在没有杂质时,两种量子阱中,库仑散射在自旋弛豫时间对温度的依赖中导致了一个峰,它出现在从简并区到非简并区的过渡位置.除此外,对于Ge/SiGe量子阱,库仑散射还在自旋弛豫时间对温度的依赖中导致了一个谷,这个谷出现在从弱散射区到强散射区的过渡位置.

在上面的研究中,根据文献中普遍采用的近似,声子都是被假设处在平衡态的.但是,实际上,当电子系统远离平衡时,声子也可以被电子驱离平衡,并进而反过来影响电子的动力学,包括自旋动力学.为了考察这个效应,我们在n型(001) GaAs量子阱中将纵向光学声子考虑成非平衡的,研究了电场下热电子的自旋弛豫.我们发现,和将声子处理成平衡态的情形比起来,自旋弛豫时间变长了,主要是因为电子的热化加强使得电声散射变强.但是,大致和电子漂移速率成正比的自旋进动频率,却或增大或减小,具体依赖于电场的强度和晶格的温度.

在第6章中,我们研究半导体量子阱中的自旋输运.在有Dresselhaus和(或)Rashba自旋轨道耦合因而有D',yakonov-Perel',弛豫机制存在的情况下,比如在Ⅲ-Ⅴ族的半导体中,自旋的输运已经得到了比较广泛的研究.在这里,我们考察对称的Si/SiGe量子阱.这个系统中没有D',yakonov-Perel',弛豫机制,但是我们在量子阱平面内加了磁场.通过这个研究,我们再一次强调,即使没有来自于Dresselhaus和(或)Rashba自旋轨道耦合的动量依赖的有效磁场,单独的静磁场也可以造成在空间域自旋进动的非均匀扩展.这个非均匀扩展,连同散射,导致自旋输运过程中不可逆的自旋弛豫.实际上,在Appelbaum等人关于体Si的自旋输运的实验中[Nature447,295(2007)],这个机制是非常重要的.

在第7章,我们进入到石墨烯的研究.石墨烯中的电子是无质量的Dirac费米子,具有线性能谱.关于石墨烯中起主导作用的自旋弛豫机制很受争论.我们的研究试图理解石墨烯中的主要弛豫机制.由于门电压和石墨烯结构上的弯曲导致的Rashba自旋轨道耦合所决定的自旋弛豫时间比实验上观察到的值(~100-1000ps)长大约3个量级,我们考虑进了附着原子的效应.附着原子被认为可以局域上非常可观的增强Rashba自旋轨道耦合.除此之外,附着原子也可以提供库仑散射中心.由于附着原子分布的随机性,Rashba场实际上也是空间涨落的.这种随机的Rashba场通过造成自旋翻转散射贡献自旋的弛豫,因此表现出一种类似Elliot-Yafet的自旋弛豫机制.在我们的研究中,D',yakonov-Perel',和这种类Elliot-Yafet的自旋弛豫机制都被考虑了进来.通过拟合和比较Groningen的小组[Jozsa et al., Phys. Rev. B80,241403(R)(2009)]和Riverside的小组[Pi et al, Phys. Rev. Lett.104,187201(2010), Han and Kawakami,ibid.107,047207(2011)]的实验(这些实验中有的体现D',yakonov-Perel',机制表现的常规性质,即自旋弛豫率和动量弛豫率成反比,而有的体现Elliott-Yafet机制表现的常规性质,即自旋弛豫率和动量弛豫率成正比),我们倾向于认为D',yakonov-Perel',弛豫机制在石墨烯中占主导.后来Jo等人观察到的自旋弛豫时间随扩散系数的非单调的依赖性质[Phys. Rev. B84,075453(2011)]也被我们的模型很好地重复出来.在这个研究的最后,我们还对石墨烯中自旋弛豫的实验研究的最新进展进行了介绍.新的实验给出了自旋弛豫时间对动量散射的不敏感性.结合新的实验,我们对可能的主导的自旋弛豫机制重新进行了讨论.在这一章的最后,我们还研究了低迁移率波纹状石墨烯中的自旋弛豫.这种波纹状的结构弯曲不仅导致局域的Rashba自旋轨道耦合,而且还在两个谷中引入方向相反的有效静磁场,从而导致谷间的非均匀扩展.在谷间电声散射的作用下,自旋会非常有效的弛豫.这个效应在室温附近重要,可以导致最小达100ps量级的自旋弛豫时间.

第8章里,在D',yakonov-Perel',机制的框架下,我们研究了石墨烯中的自旋输运.我们假设Rashba自旋轨道耦合被涨落的衬底和附着原子大大增强.通过拟合Pi等人用Au原子进行表面掺杂得到的自旋弛豫时间对Au原子浓度的依赖[Phys. Rev. Lett.104,187201(2010)],我们发现随着Au原子浓度的变大,Rashba自旋轨道耦合的系数从0.15增到0.23meV.在这个强的自旋轨道耦合下,我们计算得到的自旋输运的长度和实验值是可比的,都在μm量级.我们发现,在强的散射极限(这里电子—杂质散射占主导),自旋的扩散仅仅由Rashba自旋轨道耦合强度决定,而对温度、电子浓度和散射不敏感.但是,当沿着自旋注入的方向施加电场时,自旋输运的长度可以被电场或者电子浓度调节.同时,我们的研究还表明自旋输运对于注入的自旋的极化方向有各向异性的依赖.这个各向异性不同于由简单的两分量漂移—扩散模型给出的各向异性.

在研究完石墨烯中无质量费米子的自旋动力学后,我们在第9章研究了拓扑绝缘体Bi2Se3的表面态在高电场下(可达几个kV/cm)的热电子输运和自旋弛豫.在该表面上,除非温度特别低,电子—表面光学声子的散射占主导.由于导带和价带的自旋混合,电场除了在各个带内加速电子,还会导致带间的进动.在有电场的情况下,电子可以通过带间的电声散射和带间的进动从价带转移到导带.另外,我们还发现,由于自旋—动量的锁定,电场会导致一个平面内横向的自旋极化,其幅度与动量散射时间成正比.我们的研究还表明由于Bi2Se3中大的相对静态介电常数,库仑散射非常弱,以至于在电场驱动下电子不能建立具有统一热电子温度的漂移费米分布.当我们在稳态时把电场撤掉,热化的电子会冷却到初始的费米分布,但是需要的时间(反应了能量弛豫的速率)非常长(100-1000ps的量级).同时,之前电场下产生的自旋极化也会弛豫,其所用的时间在动量的弛豫时间量级(0.01-0.1ps).

这篇论文以在15K的温度下对生长在多铁材料TbMnO3上的氧化物LaA103/SrTi03界面处二维电子气里的自旋扩散的研究(第10章)作为结束.TbMnO3里Mn3+的螺旋磁矩与LaA103/SrTi03界面处扩散的自旋发生Heisenberg交换相互作用.我们的研究表明,由于这个相互作用,在LaA103/SrTi03界面处的二维电子气的自旋扩散长度是有限的,不管注入的自旋的极化方向如何.之前Jia和Berakdar预言,在这个二维电子气中,当注入的自旋的极化与TbMnO3中磁矩的螺旋平面垂直时,自旋将不会弛豫[Phys. Rev. B80,014432(2009)],也即有恒久的自旋流.我们的研究表明他们的这个预言是不成立的.

在第11章,我们对本论文的内容做了总结.

第二篇ps平面设计论文样文:新型线性及环状多吡咯、多吡啶化合物的合成与离子识别研究

锌离子和氰根等离子的检测在生物化学和环境科学等领域具有重要学术价值和应用背景.其中,荧光探针具有成本低、操作简便以及灵敏度高等优点,受到了广泛关注.其分子设计往往基于一些结构简单的五员或六员杂环发色团.毗咯为五员杂环,它可以与醛缩合生成线性二吡咯、三吡咯及多毗咯.这些线性吡咯低聚物广泛用作合成卟啉的中间体.但是在荧光探针方面却没有引起足够重视.考虑到其氮原子的配位性能及吡咯α-位的易修饰性,本文系统性地将其用于设计锌离子和氰根等离子的荧光探针.此外,多吡啶类化合物是良好的金属离子配体,本论文也将其用于荧光探针的设计.

本论文第一章详细介绍了荧光探针常见的识别机理、研究进展及本文研究思路.

第二章设计合成了四个meso位为五氟*取代的线性二吡咯(D1-D3)和三吡咯(D4),它们对锌离子表现出荧光增强型识别作用,并且荧光波长可在绿光到红光的范围内进行调控.荧光增强可归因于锌离子配位作用导致分子平面性和刚性的增强,分子内旋转所造成的能量损失得到抑制,即存在“螯合荧光增强效应(CHEF)",.这些探针可用于含水体系中锌离子的高选择性检测,其灵敏度最高可达4.6×,10-8M.此外,D4还可用于细胞内锌离子的荧光成像.

第三章,通过取代基的改变来进一步调控该类多吡咯探针对锌离子的识别性能.以对甲氧基苯甲酰氯为酰化试剂,酰化5-五氟*二吡咯甲烷时,伴随着常规的α-单酰化产物PS1和α-,α',-双酰化产物PS3的生成,意外得到了较高产率的新型α-,β',-双酰化产物PS2.PS1-PS3经过氧化得到次*二吡咯S1~S3,可用作荧光增强型锌离子探针.相对于D1~D3,不对称取代的S2具有更高的灵敏度和更长的荧光发射波长.

第四章,用DDQ氧化含有较多供电子取代基的二吡咯甲烷时,意外地得到了三个meso-位羟基取代的二吡咯甲烷DPMOH1-DPMOH3.由于其meso位碳原子为sp3杂化,整个分子不是共轭结构,溶液既没有颜色也没有荧光.向其溶液中加入锌离子后,DPMOH1-DPMOH3被空气氧化为其对应的次*二吡咯并与锌离子配位,导致共轭体系增大、刚性及平面性增强,最终溶液发出较强的橙色荧光.

第五章,研究了三个α-羰基取代次*二吡咯化合物DCN1-DCN3对氰离子的识别性能.在纯有机溶剂中,氟离子能使溶液由浅黄变为橙色,而氰离子的加入则使之变为粉红色.在含水溶剂体系中,氟离子不能引起明显的颜色变化,而氰离子的加入却使溶液颜色由浅黄变为红色.这是由于氟离子与主体的氢键作用在含水体系中被破坏.而氰离子对α-位羰基碳原子的亲核进攻在含水体系中仍能够正常进行.

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第六章,将蒽与2,2',-二吡啶胺通过炔基或者直接相连,合成了ACN1-ACN3,它们具有较高荧光量子产率.其中,ACN1和ACN2的荧光在加入少量铜离子之后几乎完全淬灭,而随后加入氰离子又能够使荧光恢复,并且这一过程对氰离子表现出高选择性和高灵敏度,检测限可达2×,10-7M.相比之下,ACN3的荧光较难被铜离子淬灭也因此不能用作氰根的荧光增强型探针.结果表明,蒽与二吡啶胺连接方式的微小差异对离子识别性能有非常显著的影响,这为今后设计相关的氰根荧光探针提供了新的思路.

第七章为实现分子的多个稳定状态,设计合成了对称性相对较低的新型meso-羰基卟啉化合物DPH22.在低极性溶剂中,它以酚式结构存在,四吡咯大环接近共面.而加入大极性溶剂之后,则立即转变成其醌式异构体,同时大环扭曲为非平面构象.此外,它还可以与酸碱作用,发生可逆的质子化及脱质子作用.基于这些过程,以酸、碱为输入信号,以其氯仿溶液在特定波长的吸光度为输出信号,成功构建了两个半减法器和一个数字比较器.

第八章对全文工作进行总结并对线性多毗咯化合物在荧光探针方面的应用前景进行了展望

第三篇ps平面设计论文范文模板:用于谷物清选的三维并联振动筛的研究

清选装置为联合收获机的重要组成部分,其清选性能直接影响到整机的工作性能.作为联合收获机上广泛应用的风筛式清选装置,其清选效果的影响因素较多,其中,振动筛面的驱动运动形式及其控制为重要因素之一,目前大多数采用平面连杆机构的平面运动形式,其清选效果受到较大的影响;同时,筛面的结构和形状对清选效果也有影响,而采用常见的平面型筛面筛分谷物时,物料容易聚集到一起,易造成筛孔堵塞,影响籽粒透筛性.因此,以筛面运动形式及其控制对筛分效果的影响为重点,突破传统振动筛的主机构和筛面结构形式,研究高效的振动筛分清选装置,对提高筛分效率、降低清选损失率等,具有重要的理论意义和实践价值.本文基于这样的背景,结合国家科技支撑计划的实施,采用结构优选的变速驱动并联机构作为振动筛的主机构,开展了谷物清选并联振动筛理论及其试验研究,主要工作包括:

1.在分析谷物成份、特性及其筛分特点的基础上,提出了适合谷物筛分的多维并联振动筛机型的设计优选原则;基于这些设计优选原则,设计了适合于谷物筛分的四类7种三自由度并联振动筛主机构,并对它们进行了结构特性分析;同时,设计了适合于谷物筛分的少凸柱筛面,为进一步优选并联振动筛主机构奠定基础.

2.基于离散元法,建立了籽粒与籽粒、籽粒与壁面之间的接触碰撞模型,应用离散单元法应用软件-EDEM,对平面往复式和8种空间多维振动型式的筛面上稻谷物料群的透筛和运动规律进行了数值模拟,结果表明:①筛面运动形式对各筛面上谷物的透筛情况和籽粒的运动规律有较大的影响:②相比于多维振动筛,往复式振动筛的筛分效率和谷物清洁率都较低;③8种多维振动型式中,运动形式为zaβ、xzα、xyz的多维振动筛同时具有较高的谷物清洁率和筛分效率因此,应当选择具有这些运动形式的并联机构;④平面往复式筛面上籽粒运动的模拟结果与理论分析结论较为一致;同时通过试验验证,运动形式为zaβ内多维振动筛的试验结果和模拟结果基本一致,表明利用EDEM对各种运动筛面进行数值模拟具有较好的可行性,为并联振动清选筛的设计提供了依据.

3.研究并得到了并联振动筛的驱动输入数目对筛面输出特性及其透筛特性的影响规律:对具有相同输出类型和维数(含非独立输出元素)的三、二、一自由度并联振动筛主机构,二、一自由度振动筛主机构的筛面运动输出比较接近;三、一自由度并联振动筛的籽粒透筛情况比较接近.结合考虑机器的结构简单性原则以及制造和使用的低成本原则,将一自由度并联机构作为三维振动筛实际样机制作的优选机型,并进行了谷物筛分试验,试验结果与仿真结果较为一致,表明:对于不需要很高筛分精度的谷物筛分,采用一自由度并联机构作为振动筛驱动主机构,具有结构简单、工作可靠、成本低且易操作等优点.

4.提出了三维并联振动筛主动输入变速(转向)驱动的概念,并设计了三相交流异步电动机的变压变频调速控制系统.该系统以专用ARM电机芯片—LPC1752为变频调速系统的控制核心,同时采用智能功率模块PS21865作为逆变器,减少了了系统的复杂性,提高了系统的可靠性;根据三维振动筛谷物清选的调速要求,设计了转速、电流双闭环的SPWM变频调速系统,该调速系统的动态响应和控制精度均能满足三维振动筛的实际要求.

5.为保证振动筛的筛分效果,提出通过调节传送系统的传输速度来控制振动筛的谷物喂入量,使振动筛的负荷保持合适的水平.设计了振动筛负荷—传输速度双闭环控制系统.传输速度控制器采用传统的PID控制,负荷控制器采用模糊控制与传统PID控制相结合的双模控制,其中的模糊控制器采用了在线修正模糊控制参数的自校正模糊控制器.对振动筛负荷控制系统进行了谷物分布密度阶跃扰动试验,试验结果表明,控制器能有效抑制外部扰动,获得期望的控制效果.

6.在传统直线筛和一自由度三维并联振动筛样机上进行了谷物筛分的比较试验,试验结果表明:①并联机构振动筛的筛分效率和透筛率均明显高于直线振动筛;②无论并联筛还是直线筛,基于少凸柱筛面的谷物筛分效率明显高于基于平面筛面的筛分效率,筛面上的凸柱对谷物起到了疏松和防堵的作用.

7.自行设计并研制了基于三维并联振动筛的谷物清选装置,进行了谷物筛分的正交试验,通过分析发现:①电机转速和筛孔与凸柱率的交互作用两者均对清洁率有极显著的影响,筛而凸柱率和筛孔尺寸均对清洁率有显著影响;筛孔尺寸对损失率有极显著的影响,电机转速对损失率有显著影响②各因素最佳的优化组合为:筛孔尺寸为8*8mm、筛面凸柱率为1%、电机转速为1400r/m、电机转向为反转.

第四篇ps平面设计论文范例:自适应光学波前处理机高速数据传输和信号与电源完整性技术研究

随着自适应光学系统子孔径和校正单元数的不断增多、系统采样频率的逐步提高,对波前处理机的性能,尤其是系统中数据吞吐能力与延迟提出了更加严格的要求.但由于现有波前处理平台的数据传输结构为基于紧耦合并行总线互连结构,传输延迟较高,且无法实现传感器和监控数据的远距离传输,同时不利于今后大规模的扩展.因此,研究新的波前处理机互连结构,高速数据传输的工程实现,以及引入高速互连所带来的电气性能影响对波前处理机的发展具有重要意义,也是本文的核心内容.

在广泛总结与提炼前人工作成果的基础上,讨论了波前处理机中数据传输的各个重点环节.阐明了波前处理机中各数据处理单元的数据特征,将其间传递的数据划分为实时数据与非实时数据,并以此为线索,分析了现有平台中数据传输结构在未来应用的局限性.为解决现有平台中数据传输结构的缺陷,提出了一种以FPGA为核心的点对点松耦合数据传输架构,与原有传输架构相比,该结构具有硬件接口资源占用少、无总线竞争、传输延迟低、噪声抑制能力强的特点.

对波前处理机中实时图像数据对远距离、高速、低延迟传输要求的实现难题上,提出了一种基于数据流格式的实时图像数据传输方法,并设计了与其相应的基于光纤接口的自定义实时图像数据传输协议,该方法具有传输距离远、延迟低、硬件资源消耗低的特点.制作了实物板卡进行验证,结果表明其传输与协议处理延迟仅为413.5纳秒,有效传输带宽达到2.5Gbps,误码率低于10-12,该方法已在实际工程中得到应用.

在斜率与复原运算单元的互连结构上,讨论了基于并行总线和分布式互连结构对斜率运算与复原运算单元间数据交互的影响,结合波前处理任务流程,分别实现了针对单板卡与多板卡分布式互连结构中数据传输接口的设计,制作了实物板进行了验证,其中多板卡数据传输延迟仅为198纳秒,单板卡有效传输带宽达到2Gbps,误码率低于10-12,单板卡波前数据传输方法已在实际工程中得到应用.

在监控计算机与波前处理机远距离监控技术的研究上,对原有的基于CPCI紧耦合互连方式架构进行了改进,结合千兆位数据传输技术与嵌入式系统技术,实现了基于UDP与TCP/IP协议的千兆以太网远距离监控数据传输,并建立了实物板卡进行验证,结果表明在TCP/IP协议下传输速度达到220Mbps,UDP协议下达到600Mbps,满足监控数据的远距离传输要求.与原有基于标准PCI接口的监控数据传输方案相比,该方案能实现远距离数据交互,且无需额外的协议解析芯片,降低了硬件资源消耗,节省了成本,利于工程实现.

系统的研究了波前处理机中由于高频、高速器件引入而引起的信号完整性问题,采用场路混合建模的方法进行了系统级高速链路进行建模、仿真及优化.引入了基于DOE方法,分析并优化了实际处理机中高速串行链路,该方法在实际的处理机板卡研制中得到应用,经过实测,在该方法下设计出的高速链路在6.5Gbps速度下达到10-12误码率,满足波前处理机对高速串行链路的需求.

对波前处理机中电源同步开关噪声的来源进行了深入的分析,讨论了多种同步开关噪声抑制方法在波前处理机应用中的优缺点.在此基础上研究了电磁带隙结构在波前处理机电源噪声抑制中的应用,提出了一种基于螺旋谐振环结构的新型电源平面,制作了实物板卡与UC-EBG、Planar-EBG和传统电源平面进行了性能对比,结果表明新型电源平面获得了更高的同步开关噪声抑制带宽,在-40dB抑制深度下其阻带范围覆盖110MHz-5.8GHz,对比前两种电源平面噪声抑制性能分别提升95%与160%.此外,由于本结构保持了地平面的连续性,可以在保证抑制宽频电源噪声的情况下获得良好的信号质量,信号眼图的眼宽、眼高、抖动分别为281.6ps,494mV和44.5ps,与完整参考平面相比,信号质量几乎无畸变.

本文提出的波前处理机中高速数据传输和信号与电源完整性分析、设计方法大多已在工程中得到应用,为今后大规模自适应光学波前处理机中多单元互连及高速数据传输的设计与工程实现提供了有益的参考和帮助.

第五篇ps平面设计论文范文格式:数字图像隐写检测关键问题研究

如何实现隐密载体的可靠检测,具有重要的现实意义和理论价值.十几年来,研究者们在隐写检测方面已经取得了许多优秀的研究成果,但仍有许多问题亟待研究和解决.本文主要开展数字图像隐写检测方面的研究,全文共八章,分三部分.主要包括:

一、背景知识及国内外研究进展方面.从应用背景和技术背景阐述了隐写与隐写检测的现实意义和理论价值;简要介绍了信息隐藏的基本概念、模型及研究概况;详细阐述了图像隐写检测方面的研究进展.

二、图像特定隐写检测研究方面.运用替换隐写所确立的像素对固定更改模式,提出了空域最低两位平面(LTSB)替换隐写和最低多位平面(MLSB)自适应隐写检测方法;基于DCT系数直方图相对熵,给出了频域F5隐写的信息嵌入比率估计算法.其中:

1、针对空域LTSB替换隐写,通过分析图像相邻像素对集合在隐写前后的变化,发现了自然图像随隐写变化的统计规律.在此基础上,基于相似三角形原理,给出了空域LTSB替换隐写信息比率估计算法.实验表明,该算法能较为准确地估计LTSB隐写信息比率,克服了现有检测算法在嵌入率较高情况下出现的病态问题.

2、针对空域MLSB自适应隐写,提出了基于特定区域和像素对分析的自适应隐写信息比率估计的一般方法;以非平坦区域为特定区域,给出了基于MBPIS(Multiple Bit Planes Image Steganography)自适应隐写的特定区域选取和隐写信息比率估计算法.实验表明,算法能较为准确地估计MBPIS隐写图像中各位平面隐写信息比率.

3、针对频域F5隐写,首先,基于校准待检测图像估计原始图像,并计算嵌入率为p的隐写图像系数直方图;然后,基于待检测图像和隐写图像系数直方图的相对熵,得到隐写图像系数更改比率,并将该更改比率视为待检测图像系数更改比率的估计;最后,根据更改比率估计和待检测图像,修正原始图像直方图,并给出隐写信息比率估计算法.实验表明,相比现有典型检测算法,给出的新算法具有更高的估计精度.

三、通用盲检测算法及特征比较分析方面.从隐写检测算法设计和隐写盲检测特征比较分析两个方面进行了研究.在算法研究方面,从多域特征的角度,给出了原始图像、PS类图像和隐写图像分类的多种盲检测算法;从时频分析的角度,给出了基于完全小波包分解、基于最优小波包分解的多种盲检测算法.在特征比较分析方面,基于小波系数多种子带,对PDF(概率密度函数)矩、CF(特征函数)矩等特征进行了比较,给出了在不同子带中两类特征优劣的理论依据.其中:

1、基于多域特征综合的通用盲检测.首先,提出了一种基于多域特征综合的原始图像与非原始图像、PS类图像与隐写图像、不同隐写类图像间的分类算法架构.其次,设计并实现了基于空域像素、DCT系数和小波子带系数相关统计量为特征的盲检测算法,基于小波域特征联合的PS类图像与隐写图像的分类算法,基于空域相邻像素对偏离度的LSB替换与LSB匹配隐写图像分类算法.实验表明,架构提高了隐写检测的实用性,算法具有更高的检测正确率和通用性.

2、基于优化时频分析的隐写通用盲检测.从优化时频分析的角度探讨了特征提取源的构造.基于既无冗余、又无疏漏的完全小波包分解对图像进行时频分析,给出了基于完全小波包分解的盲检测算法;基于图像不同的最优小波包分解结构,自适应地选择训练特征,给出了三种不同的基于最优小波包分解的盲检测算法.实验结果表明,与现有的典型盲检测算法相比,新算法具有更高的正确检测率和更好的通用性.

3、特征比较分析.从现有文献关于PDF矩在小波系数对数预测误差子带优于CF矩的实验结论出发,对小波系数预测子带、小波系数预测误差子带、噪声小波系数子带、小波系数对数预测误差子带中CF矩和PDF矩隐写前后的变化趋势进行了分析.给出了基于前三种子带,提取CF绝对矩特征用于隐写检测比PDF绝对矩更优的理论依据;基于特征提取源在隐写前后均服从0均值高斯分布的条件,给出了CF绝对矩总是优于PDF绝对矩的一般结论;针对小波系数对数预测误差子带CF矩和PDF矩的优劣问题,给出了CF矩和PDF矩的表示形式,针对PDF矩是一个Lerch(拉尔赫)超越函数,难以定量分析的困难,基于拉尔赫超越函数可用多项式以任意精度逼近的特点,给出了在有限精度下一阶PDF矩优于CF矩的结论.

最后,对全文工作进行了总结,并对下一步的研究方向进行了展望.

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