量子通信技术在航天系统中的应用研究

较传统保密技术而言,量子通信技术在信息安全方面具有更大的优势,在军事通信领域具有广阔的应用前景。在简要介绍量子通信原理、研究进展的基础上,对量子通信技术在航天系统中的应用进行了初步设想,为推动量子通信技术在航天领域的应用提供参考。     

碲化镉量子点与金纳米粒子用于DNA检测

A DNA fluorescence probe system based on fluorescence resonance energy transfer （FRET） from CdTe quantum dot （QD） donors to Au nanoparticle （AuNP） acceptors is presented. CdTe QDs, 2.5nm in diameter, as energy donors, were prepared in water. Au nanoparticles, 16nm in diameter, as energy acceptors, were prepared from gold chloride by reduction. CdTe QDs were linked to 5＇-NH2-DNA through 1-ethyl-3-（dimethylaminopropyl）car- bodiimide hydrochloride （EDC） as a linker, and the 3＇-SH-DNA was self-assembled onto the surface of AuNPs. The hybridization of complementary double stranded DNA （dsDNA） bound to the QDs and AuNPs （CdTe-dsDNA-Au） determined the FRET distance of CdTe QDs and Au nanoparticles. Compared to the fluorescence of CdTe-DNA, the fluorescence of CdTe-DNA-Au conjugates decreased extremely, which indicated that the FRET occurred between CdTe QDs and Au nanoparticles. The fluorescence change of this conjugate depended on the ratio of Au-DNA to CdTe-DNA. When the AuNPs-DNA to QD-DNA ratio was 10：1, the FRET efficiency reached a maximum. The probe system would have a certain degree of fluorescence recovery when a complementary single stranded DNA was introduced into this system, which showed that the distance between CdTe QDs and Au nanoparticles was increased.     

半导体量子点最低导带态的量子限制效应

采用最新计算方法和半导体体材料传统量子计算结果,系统研究了14种半导体(Si,Ge,Sn,AlSb,GaP,GaAs,GaSb,InP,InAs,InSb,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdTe)的立方量子点,得到了最低导带态的量子限制效应结果,我们把量子点对尺寸的依赖关系分为三类并详细讨论了它们的差别。     

一种无线光通信中空间分集技术

针对移动无线光通信中,由于平台抖动、大气湍流等原因造成瞄准偏差,从而影响系统误码率的问题,本文提出一种采用双光束发射双发散角的空间分集技术。在系统的发射端中使用光分路器,将一束光分成两束发散角大小不同的光进行传输。经过计算表明,该方案能有效地降低系统的误码率,改善信噪比和提高稳定性。这种设计方案可以成为移动无线光通信传输系统中切实可行的方案。同时表明,双光束系统两束光发散角的最优选择与偏差角度和传输距离密切有关。     

基于改进混沌扩频序列的多用户混沌扩频通信系统的研究与仿真

提出一种改进混沌扩频序列,并将其应用在多用户混沌扩频通信系统中,给出了多用户混沌扩频通信系统的理论推导和SIMULINK仿真模型。对该系统进行了详细的性能分析,包括信噪比、用户数、改进混沌扩频序列的分形参数和初始值等各自对系统误码率的影响,并比较了改进混沌扩频序列与传统混沌扩频序列的系统误码率随信噪比和用户数的变化情况。结果表明改进混沌扩频序列要好于传统混沌扩频序列的系统误码率,具有较好的抗噪声和抗多址干扰的能力。     

面向无线多媒体传感器网络的移动Sink路径规划

对无线多媒体传感器网络中的数据采集问题进行了研究.现有的数据采集方式多采用静态Sink的方式,容易导致热区问题,并且受到网络连通性的限制,通信开销也较大.移动Sink可以部分避免这些问题.但是如果Sink的路径规划不合理,反而会加剧上述问题.对此进行了研究,并提出了一种移动Sink数据采集协议DCPD.DCPD首先根据节点的分布选取一批采集点,并使用量子遗传算法计算出经过这些点的最短回路,Sink即以此作为运动路线,沿着它进行数据采集.理论分析和仿真实验表明,DCPD不仅工作效率更高,采集的数据量也更多.     

改进的粒子群算法及其SVM参数优化应用

支持向量机是一种性能优越的机器学习算法,而其参数的选择对建模精度和泛化性能等有着重要的影响,也是目前机器学习研究的一个重要方向。在简要介绍基本粒子群优化（PSO）算法的基础上,提出了一种量子粒子群优化算法,给出了其实现方式,并通过4个基准测试函数进行性能对比评价。基于这种量子粒子群优化算法,对最小二乘支持向量机（LS-SVM）的参数优化进行了研究。仿真结果表明,量子粒子群优化算法能给出很好的优化结果。     

基于量子遗传算法的无线传感器网络路由研究

对于无线传感器网络(WSNs)中的两大关键性问题路由搜寻和能量优化,引入量子遗传算法进行路径的搜寻,并改进算法编解码思路,降低由于网络规模扩大而导致编码长度急速增加,即减少算法的计算复杂度,从而解决传统编码方式下的量子遗传算法难以适用于大规模的WSNs的缺点。通过实验表明:该方法能够得到更加优越和稳定的路径搜索结果,与粒子群优化算法进行1000次重复路径搜寻试验比较,其平均最优解提高了18.9%,稳定性提升了38.9%。     

超高色域图案化量子点彩膜的研究

平板显示中影响色域的两个关键因素为背光源发光光谱特性和彩色滤光片的透过光谱特性。在TFT-LCD的高色域领域,为了实现BT2020标准,我们开发了量子点光刻胶替代彩色滤光片的方法。首先合成新型的量子点光刻胶,将其作为色彩转换膜制备在彩色滤光片下方,通过背光激发量子点自发光,可得到色纯度更高的红绿光。研究表明,自主开发的量子点光刻胶可以有效地进行色转换,可耐受光刻工艺,在高温烘烤和碱性显影下,可保持一定转换效率,且能实现pattern化,避免目前用白光直接搭配彩膜的漏光问题,有效地提高色域。     

石墨烯量子点光致发光性能及调控机制研究进展

石墨烯量子点是一类重要的石墨烯衍生物,在量子尺寸效应的作用下,石墨烯量子点显示出与传统石墨烯截然不同的半导体特性。目前,石墨烯量子点以其优异的光致发光特性,高稳定性,低生物毒性,可调制的界面结构,在荧光防伪材料、生物成像、肿瘤诊疗、光/电催化等领域展现出突出的优势。从石墨烯量子点光致发光特性出发,对石墨烯量子点的带隙这一关系到该材料在各应用领域的重要基本物性进行总结,旨在明确当前在石墨烯量子点光致发光机制研究、光致发光性能调制两大领域的研究进展与挑战。