一、量子电压基准——现代计量科学专题之六（论文文献综述）
刘民,孙毅[1]（2021）在《国际单位制的基本常数综述》文中研究指明新的国际单位制（SI）从2019年5月20日正式实施,具有划时代的意义。综述从秒、米、千克、安培、开尔文、坎德拉、摩尔这7个基本物理单位到7个基本物理常数发展的过程,揭示他们之间的内在物理联系,对基本单位定义的含意进行深入剖析.在SI量纲表达中原7个基本单位仍然不可替代,但是已经不再作为量值溯源的源头,单位的定义也有所更新,而7个基本物理常数成为了量值溯源的根.展望了新的国际单位制对计量学发展的意义。
李春光,王佳,吴云,王旭,孙亮,董慧,高波,李浩,尤立星,林志荣,任洁,李婧,张文,贺青,王轶文,韦联福,孙汉聪,王华兵,李劲劲,屈继峰[2]（2021）在《中国超导电子学研究及应用进展》文中研究说明超导体的发现距今已有近110年了,高温超导体的发现也已经有30多年了.超导材料的电子学应用在最近一二十年取得了突破性进展.高温超导微波器件显示了比传统微波器件更优越的性能,已经在移动通信、雷达和一些特殊通信系统中取得了规模化应用.超导量子干涉器件以其磁场和电流测量的超高灵敏度,成为地质勘探、磁共振成像和生物磁成像等领域不可替代的手段.包括超导隧道结混频器、超导热电子混频器、超导转变沿探测器及超导单光子探测器等在内的超导传感器/探测器可以探测全波段的电磁波及各种宇宙辐射,具有接近量子极限的超高灵敏度,在地球物理、天体物理、量子信息技术、材料科学及生物医学等众多前沿领域发挥越来越重要的作用.超导参量放大器已经成为实现超导量子计算的关键器件.超导集成电路技术已被列入国际器件与系统技术路线图,成为后摩尔时代微电子领域的前沿阵地之一.在计量科学中,超导约瑟夫森效应及约瑟夫森结阵器件被广泛应用于量子电压基准和国际单位制基本单位的重新定义中.在当前的量子信息技术热潮中,超导电子学扮演重要角色,同时量子热潮也大力推动了超导电子学的发展.本文主要对近几年我国超导电子学研究和应用的现状与进展进行概括总结.
赵博文[3]（2020）在《金刚石NV色心的制备以及在量子测量领域的应用》文中提出量子计量学是基于量子物理学和计量学的理论框架,结合量子科学、计量科学和现代实验技术的新型实用交叉学科。量子计量学是量子科学的重要应用,也是更精准计量学的必经之路;既是科技进步的产物,也是时代发展的需求。量子计量学的发展将有助于我们更真实的了解世界,更深刻的改造世界。目前,NV色心是量子测量技术一种重要的物理载体,它具有性质稳定,相干时间长,光学可读取,常温可操作等优秀的自身属性,同时可以非破坏性地测量电场、磁场、时间、应力、热能等多个基础物理量。随着测量参数的优化和实验技术的进步,量子精密测量技术的研究领域和适用范围将在物理、化学、生物、材料科学等众多领域进一步扩大,可行性和实用性将进一步加深。本博士论文主要完成以下工作:（1）系统研究了基于NV色心的固态量子体系在生成、制备、加工和检测全过程的工艺参数。通过不同加工方式、不同能量和剂量、不同退火流程等,经过系统的数据模拟和一百多批次的完整样品制备经历,总结并优化了基于CVD合成金刚石通过离子注入产生色心的实验参数。并可以根据不同需求高效定制化得到单个（或多个）色心点阵样品和浓度可调的系综样品,可以定制化得到距离表面10nm到100nm深度可调的样品。（2）系统研究,用于色心生长、加工和检测技术流程。实现了从金刚石合成、加工（激光切割,掩膜制作）到离子注入的全流程设备的性能优化;实现了从高温退火、有机无机（酸洗）清洗到共聚焦检测平台的搭建;实现了完整的金刚石生成和NV色心制备流程,解决了将来的实验研究和生产应用中材料来源的问题。（3）系统研究离子注入对NV色心性质的改变,尤其是与量子测量相关的光学性质,电子自旋性质和材料学性质。通过电子辐照延长NV色心的荧光寿命达到1.3倍,延长电子自旋相干时间达到1.7倍,提高生成效率达到24.6倍,提高磁场测量灵敏度达到3.15倍。（4）研究了时间门控技术,利用自旋依赖的荧光寿命,在时间上对NV荧光进行滤波,提高了自旋探测中的光信号对比度达到1.8倍。优化了基于NV色心的固态传感系统在实验上的使用。
管勇[4]（2020）在《铯喷泉钟冷原子碰撞频移评定技术研究》文中进行了进一步梳理时间单位“秒”,是通过铯-133原子的基态超精细能级之间的量子跃迁频率来定义的。铯原子喷泉钟作为实现秒定义的装置,在守时系统中标校着守时型原子钟的频率,是标准时间产生过程中不可或缺的部分。频率不确定度是原子钟性能的主要指标之一,可以用来衡量铯原子喷泉钟标校其他原子钟的性能。对所有可能引起偏离定义频率9 192 631 770 Hz值的频移项进行精确测量,获得每项频移的频移量,和评定该项频移量的不确定度,将各项不确定度合成为总的频率不确定度,作为表征铯原子喷泉钟性能的指标。铯喷泉钟以冷原子团（μK量级）为工作介质,通过垂直上抛的原子样品两次与微波场相互作用的方式来运行。随着温度的降低,原子的德布罗意波波长变大,铯原子之间的碰撞与常温下的碰撞有本质上不同,表现出显着的量子效应:自旋状态的交换,导致了原子能级的移动和跃迁频率的变化。在决定铯原子喷泉钟不确定度性能的各项系统频移项中,冷原子碰撞频移是最主要的系统频移项之一。本文围绕冷原子碰撞频移展开工作,对碰撞频移的物理机制与评定方法进行了理论分析,开展了技术研究,实现了冷原子碰撞频移的精确评定,具体内容如下:1. 冷原子碰撞频移的物理机制与测量方法分析。根据冷原子频移与密度的关系,确定了差分法测量碰撞频移的统计不确定度和系统不确定度。采用单变量拉比法制备高低不同密度的原子团并测量碰撞频移,对照实验数据和理论计算,分析了频移与原子密度比例的线性关系。参照理论分析结果分析研究了可能因为偏离线性关系而造成的各种系统误差因素。2. 绝热绝热跃迁方法测量碰撞频移理论与实验研究。为了获得冷原子碰撞频移测量的不确定度,分析了绝热跃迁过程中的原子状态随时间演化的过程以及精度偏差,得出了误差演化方程,从而可以更简明地分析该方法的误差来源、参数设置要求以及改进脉冲的设计。对脉冲形状参数、时间参数、频率参数,逐一通过理论分析与实验研究,确定不同因素对误差影响的可能性,确定实际参数可能选取的范围。对影响该方法精度的四种因素逐一分析并提出解决方案。首先,参数设置不当可能使得演化过程偏离量子绝热条件,产生误差。系统的误差研究指明了脉冲的功率幅度和调频幅度的合适范围。为了确定时间参数,精确测量分析了原子到达激励腔的精确时间,此结果同时可以用来确定利用干涉开关测量微波泄漏频移的时间参数设置。其次,脉冲中心频率与原子谐振频率偏差可能导致误差。实验分析测量了选态微波腔附近的磁场环境,采用短脉冲锁定原子跃迁来准确测量选态脉冲结束的空间位置的谐振频率,消除了一项主要影响绝热跃迁方法测量精度的因素。第三,对边带效应,确定了可以有效抑制边带效应的磁场值。第四,原子团中存在部分不是由选态过程引入的本底原子数,影响了原子数比例,造成误差。实验确定了该因素的基本性质,并能在消除该因素影响的情况下测量了绝热跃迁方法的不确定度。3. 双变量拉比法测量冷原子碰撞频移研究。在既有的冷原子碰撞频移测量方法的基础上,通过对选态均匀性标准的适度修改,从制备跃迁几率均匀一致的选态方法,改为对跃迁几率比值的均匀性,重新评估了双变量拉比法在冷原子碰撞频移测量中的适用性。通过方案设计,找到同时调整微波强度和频率,寻找合适参数的方法,改进后的方法可以得到任意密度比值的原子团,并有良好的均匀性。通过数值分析和实验测量,研究了双变量拉比方法原子总数比例的稳定性,并通过整体参数的改变评估了原子团局部均匀性,对利用此方法测量碰撞频移的精度做出了评估,并报告了一组测量结果。4. 实现了铯原子喷泉钟与世界协调时的比对。在每次一个月的三组比对中,对比不确定度2.9×10-15,部分验证了喷泉钟各项频移评估的准确性。
教育部[5]（2020）在《教育部关于印发普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版2020年修订）的通知》文中研究说明教材[2020]3号各省、自治区、直辖市教育厅（教委）,新疆生产建设兵团教育局:为深入贯彻党的十九届四中全会精神和全国教育大会精神,落实立德树人根本任务,完善中小学课程体系,我部组织对普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）进行了修订。普通高中课程方案以及思想政治、语文、
李京慧[6]（2020）在《基于约瑟夫森效应的交流量子电压合成技术研究》文中进行了进一步梳理科技和军工的发展对计量领域的电压基准提出了更高的要求。传统交流电压标准采用热电转换器实现电压的溯源和精密测量,作为一种实物基准,其性能易受到外界影响而出现漂移。而近年,以约瑟夫森效应为基础的量子电压基准因其稳定性优、可复现性强等优点迅速成为各国计量机构研究的热点。我国已于上世纪90年代成功建立了1 V和10 V直流量子电压基准,其不确定度达到当时国际先进水平,但在交流量子电压的合成方面仍处于探索阶段。本文依托中国计量科学研究院实验平台开展了对交流量子电压合成技术的研究,主要研究内容如下:1、简要介绍了约瑟夫森效应及量子电压的产生和发展,阐述了量子电压基准对于传统实物电压基准的优势及发展前景。详述了传统约瑟夫森电压基准、可编程约瑟夫森电压基准和脉冲驱动的交流约瑟夫森电压基准的原理,并对这三种电压基准的优缺点进行了比较和分析,为后续交流量子电压的合成提供了理论基础。2、评估基于小型制冷机的可编程量子电压合成系统的温度稳定性,测试临界电流值随温度的变化趋势以及工作裕度与微波功率、温度之间的关系,找到系统工作的最佳运行参数:温度为9.9K,微波功率为6dBm。研究了约瑟夫森结阵在基于液氦制冷技术的脉冲驱动量子电压合成系统中的工作条件,测试了交直流I-V特性、微波频率和微波功率与最大运行裕度之间的关系。对两个系统的测试结果进行综合比较,最终决定选用脉冲驱动系统进行交流量子电压信号的合成。3、研究了交流量子电压信号合成中的关键技术。设计了基于DDS原理的补偿电流源电路,编写MATLAB程序产生波形数据,并通过FPGA控制AD768数模转换芯片输出频率、幅值可调的正弦波;研究了Δ-Σ调制生成脉冲码型的工作原理及各项参数对调制器性能的影响,包括调制过程量化噪声的产生、噪声整型技术、过采样等;详细的展示了调制的实现过程,分析了电平数、阶数对性能的影响。创新性成果:目前,国内在脉冲驱动交流量子电压系统的研究方面处于起步阶段,合成信号的有效值不超过10mV,本文利用脉冲驱动的方式成功合成有效值高达90mv的交流量子电压信号。分析了合成信号过程中,脉冲码型、补偿电流源以及交流量子电压波形的频谱,谐波失真均低于基频信号100dBc,满足约瑟夫森量子化的要求,对进一步开展交流量子电压的研究具有重要的现实意义。
谢臣瑜[7]（2020）在《采用超连续谱激光源的光谱辐射定标系统及应用》文中指出宽光谱范围、高光谱分辨率的光学遥感器在大气环境监测等领域的定量化应用,推动了实验室细分光谱扫描定标技术的发展。高光谱分辨的定标技术,需要调谐范围宽、输出带宽窄、辐射通量高的可调谐光源。目前在太阳反射谱段（350 nm～2500 nm）常用的可调谐光源主要有单色仪分光的卤钨灯（以下简称单色仪光源）和可调谐激光器。受到卤钨灯光谱通量和单色仪相对孔径的限制,单色仪光源的光谱辐射通量大约在100 nWnm-1～1 μW nm-1量级,限制了定标时的信噪比和精度。可调谐激光器具有极高的波长准确性,但单台调谐激光器的覆盖光谱范围有限,一般在几纳米到几百纳米之间,需要数套激光器才能覆盖可见光～短波红外谱段,且调试流程复杂,运行环境严苛,一般仅适用于最高精度的初级辐射标准系统。为了满足遥感器业务化定标的应用需求,本文提出了一种超连续谱激光与单色仪相结合的绝对光谱辐射定标系统（Supercontinuum laser and Mono-chromator,以下简称SCM定标系统）,充分利用超连续谱激光光源的宽光谱范围和高功率密度优势,结合单色仪快速调谐和光谱分辨率可调的特点,设计了超连续谱激光至单色仪的高效率耦合光路,实现了宽光谱范围内准单色光的连续调谐输出,输出光谱带宽在pm～nm范围内可调,光谱通量在1mW nm-1～10 mW nm-1量级,将单色光导入积分球后,可实现光学遥感器系统级的光谱辐亮度/辐照度响应度定标。论文评估了 SCM定标系统的各项光谱辐射特性参数,测量了单色光输出波长值与程序设定值间的偏差,结果表明全谱段范围内该偏差小于1 nm,输出波长测量精度在pm量级。搭建了积分球光源非稳定性和非均匀性测量的实验装置,得到光源非稳定性的结果优于0.5%/h,积分球出光口 Φ21 mm范围内的平面非均匀性小于0.4%,±20°内的角度非均匀性小于0.57%。利用光谱偏振分析仪,获得了 SCM定标系统输出光的线偏振度和偏振角。为验证SCM定标系统的绝对光谱辐射定标能力,本文开展了不同定标系统之间的比对实验,分别以SCM定标系统和可调谐激光定标装置获得了两种辐射计的绝对光谱响应度。实验结果表明,在700 nm～900 nm的波段范围内,两种定标装置获得的绝对光谱响应度定标结果最大偏差为0.6%,通道式滤光片辐射计的带内绝对光谱响应度定标结果最大偏差为0.4%,带内积分响应度最大偏差为0.1%。SCM定标系统和可调谐激光定标系统的定标不确定度分别为1.8%和0.53%（k=2）,比对结果的偏差均在定标不确定度范围内,验证了 SCM定标系统具有良好的系统级定标能力。在SCM定标系统的应用方面,搭建了适用于偏振遥感器的相对光谱定标实验平台,开展了定标实验,分析了定标不确定度的影响因素,推导了光谱定标的理论模型,提出了系统级的定标方案,优化了传统模式下偏振遥感器光谱的定标方法,获得了偏振通道光谱响应非一致性小于0.6%的定标结果。并将SCM定标系统成功应用于星载大气校正仪的实验室定标,得到了大气校正仪七个光谱波段的绝对光谱辐亮度响应度以及通道内的定标系数,定标的最大不确定度为2.05%,优于传统模式下利用单色仪光源定标的3%～5%不确定度。本文的研究成果验证了 SCM定标系统具有良好的系统级定标能力,同时具有输出光谱带宽可调、使用和维护更为便捷等优点,可满足太阳反射谱段内光学遥感器的高精度光谱辐射定标需求。
赵地[8]（2020）在《索结构参数识别中的不确定度研究》文中进行了进一步梳理作为斜拉桥的主要受力构件之一,准确地识别斜拉索的索力值并科学地评定测量结果是确保斜拉桥顺利建设和后期运营安全的重要前提。频率法测试索力结果的准确度取决于模型参数的精度和模型本身的可靠性,本文以课题组初步建立的索力计量体系为基础,分析了索力测量与计量学的联系,在不确定度理论框架下,对不同测量模型进行不确定度评定,并用上级仪器对索力动测模型进行校准以量化模型本身的不确定度大小。建立了拉索有限元模型并结合评定结果对不同测量模型进行了对比分析,在此基础上,设计并实施了现场索力测试方案,运用频谱分析提取拉索自振频率,通过上级仪器压力环对测量模型索力值进行校准,确定了索力动测模型本身因假设条件的不满足而引起的不确定度大小,本文主要内容有:（1）对索力测试现状、计量学中的测量结果评定理论方法以及索参数识别方法进行文献调研。总结了常见的索力测试方法并推导了频率法中的弦模型及简支梁模型的显式表达过程,在此基础上,从计量学角度阐述了对测量结果的分析处理从误差理论过渡到不确定度理论这一过程,并分析了对于索力测量结果也需满足量值溯源的必要性和科学性,梳理并分析文献中对索力测量模型中的索长、索密度、抗弯刚度和边界条件对测量索力的影响及各参数的识别方法。（2）以计量学中的不确定度理论为基础和切入点,对计量学中有关测量模型的不可靠性方面的文献进行分析梳理,完成了桥梁工程中索力动测模型因假设条件的不满足而其本身存在的不确定度和动测模型中因参数的概率特性引起的不确定度的区别划分。结合短索实测案例,以固支梁模型为制备状态分别得到了弦理论模型和简支梁模型本身的不确定度和测量模型中参数的概率特性引起的不确定度。并分析了索力测量模型迭代发展过程。并通过非参数假设检验理论确定了动测模型中参数以及索力输出量的概率分布类型,完善了蒙特卡洛法分析参数的概率特性所引起的不确定度这一过程。（3）通过上级仪器校准来确定动测模型本身的不确度大小,完成了对索力测量结果从模型之间的比对上升到计量学的中对于测量模型的校准这一过程。建立拉索有限元模型来提取拉索自振频率,将不同的测量模型带入到蒙特卡洛法中进行不确定度评定,通过参考值对不同的测量模型进行校准,以确定测量模型本身产生的不确定度大小,在此基础上结合拉索生产现场以及实桥实测数据,通过上级仪器的校准,分别得到了模型参数的概率特性和模型本身存在的不确定度大小,然后将两者引起的不确定进行合成,得到了测量模型最终不确定度大小。
崔诗晨[9]（2019）在《基于标准电阻比对的高精度恒温箱系统的研究》文中进行了进一步梳理从1990年1月1日开始,国际计量委员会宣布在世界范围内启用量子化霍尔电阻基准,直流电阻的量值溯源不再以实物电阻为基准,受量子霍尔电阻复现条件苛刻的影响,由其复现的电阻量值仍然要由实物电阻作为传递标准逐级向下传递。想要保持传递电阻阻值高度稳定,不仅要求电阻优良的制作材料及制造工艺,而且要在运输过程中为电阻提供高度稳定的温度环境。在中国计量研究院和平里院区以及昌平院区进行量子化霍尔电阻基准比对的过程中,标准电阻难免要在两个院区之间来回移动,由于环境温度的变化,必然导致标准电阻的阻值发生微弱的变化,基于此现状,本文通过对桥式电路对微弱电阻阻值变化敏感的特点进行深入的了解,设计了一款基于标准电阻比对的高精度可移动恒温箱系统,包括恒温箱主体结构设计和实现,控温电路的设计和实现,数据采集的设计和实现,以及针对恒温箱参数的实验验证,最后应用于标准电阻比对的验证实验,主要内容如下:首先在本设计中考虑到恒温箱温度稳定性要达到标准电阻储存的要求,恒温箱的结构设计采用双层铝壳结构设计并在表面进行绝缘处理,首先通过SolidWorks软件对箱体的整体结构以及进行密封绝缘细节进行设计,同时为了保证保持箱体温度的均匀性,将箱体设计为正方体的结构,同时将功率电阻的位置均匀地设计在箱体内壳六个面上。其次在本文中恒温箱硬件设计的关键在于实现恒温箱的精确控制,采用温度测量铂电阻与实验室高精度电阻组成交流电桥电路、功率放大电路、相敏检波电路、铝壳箱体功率电阻串联电路组成的闭环反馈回路进行温度的控制,采用振荡器电路提供稳定的输入信号,同时为保证整个系统电源的不间断设计了一个电源模块提供稳定的直流电压。最后在本文中通过LabVIEW软件实现了恒温箱数据的可视化以及实时存储,同时设计了恒温箱的短期稳定性以及长期稳定性、温度梯度实验、功率电阻模拟标准电阻散热实验、标准电阻比对实验来分析系统的性能,实验结果表明:实验室环境下,恒温箱控温过渡过程小于5h,短期峰峰值波动小于2mK,温度梯度小于5mK,当外加功率小于400mW时,恒温箱在1mK内无明显变化,大于1.06W时,控温点发生明显偏移,稳定性变差,实验证明,本文研制的恒温箱达到了在一定条件下保存在10-9量级标准电阻比对要求中满足保存标准阻并实现可移动的的目标。
李正坤,张钟华,鲁云峰,白洋,许金鑫,胡鹏程,刘永猛,由强,王大伟,贺青,谭久彬[10]（2018）在《能量天平及千克单位重新定义研究进展》文中提出质量单位千克是国际单位制7个基本单位中惟一一个仍以实物定义和复现的基本单位.作为一种实物,其量值必然会因为环境因素及使用时的磨损而发生变化.但由于缺少更高一级的参考标准对其进行考察,国际千克原器的真实变化情况无从得知.国际计量委员会建议采用普朗克常数对千克重新定义,号召各个国家开展普朗克常数的精密测量研究工作,并要求至少有三种独立方案提供有效测量数据.自20世纪70年代起,英、美等国采用功率天平方案进行研究,国际阿伏伽德罗常数合作组织则采用了X射线单晶硅密度的方案.为了应对国际单位制的重大变革,2006年中国计量科学研究院提出了用能量天平法测量普朗克常数的新方案,其特点是可避免国外方案中困难的动态测量.2013年原型实验装置研制成功,证实了能量天平方案原理可行.此后,中国计量科学研究院开始了新一代能量天平装置的研制.2017年5月,中国计量科学研究院提交了普朗克常数的测量结果,不确定度为2.4×10-7（k=1）,该数据被国际科学数据委员会收入参考数据库.但由于数据的不确定度尚未进入10-8量级,未被用于普朗克常数的定值.目前中国计量科学研究院正对几项主要的不确定度来源进行研究,预计在未来的两年内达可到10-8量级的不确定度.
二、量子电压基准——现代计量科学专题之六（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、量子电压基准——现代计量科学专题之六（论文提纲范文）
（1）国际单位制的基本常数综述（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 超精细能级跃迁频率ΔνCs |
| 1.1 时间单位的历史 |
| 1.2 时间单位的溯源途径 |
| 1.3 新SI秒表述的意义 |
| 2 真空中的光速度c |
| 2.1 长度单位的历史 |
| 2.2 长度单位的溯源途径 |
| 2.3 新SI米重新表述的意义 |
| 3 普朗克常数h |
| 3.1 质量单位的历史 |
| 3.2 千克单位的溯源途径 |
| 3.3 新SI千克表述的意义 |
| 4 基本电荷量e |
| 4.1 电磁学单位的历史 |
| 4.2 电学单位的溯源途径 |
| 4.3 新SI安培重新定义的意义 |
| 5 波尔兹曼常数k |
| 5.1 温度单位的历史 |
| 5.2 温度单位的溯源途径 |
| 5.3 新SI开尔文重新定义的意义 |
| 6 发光效率常数Kcd |
| 6.1 光度学单位的历史 |
| 6.2 光度学单位的溯源途径 |
| 6.3 新SI坎德拉表述的意义 |
| 7 阿伏伽德罗常数NA |
| 7.1 摩尔单位的历史 |
| 7.2 物质的量单位的溯源途径 |
| 7.3 新SI摩尔重新定义的意义 |
| 8 结 论 |
（3）金刚石NV色心的制备以及在量子测量领域的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 计量学 |
| 1.1.1 计量学发展 |
| 1.1.2 计量学变革 |
| 1.2 量子测量中的传感体系 |
| 1.2.1 固态量子系统 |
| 1.2.2 原子干涉仪系统 |
| 1.2.3 超导量子干涉仪系统 |
| 1.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 金刚石材料及内部色心 |
| 2.1 金刚石 |
| 2.1.1 金刚石的性质 |
| 2.1.2 金刚石的分类 |
| 2.2 金刚石样品的合成与加工 |
| 2.2.1 金刚石的合成 |
| 2.2.2 金刚石的加工 |
| 2.3 金刚石内部色心 |
| 2.3.1 NV色心 |
| 2.3.2 SiV色心 |
| 2.3.3 NE8色心 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于NV色心的量子测量技术 |
| 3.1 磁场测量 |
| 3.1.1 自旋哈密顿量以及能级跃迁分析 |
| 3.1.2 静磁场测量原理及灵敏度分析 |
| 3.1.3 交流磁场测量原理及灵敏度分析 |
| 3.2 温度场测量 |
| 3.3 应力的测量 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 NV色心的制备 |
| 4.1 掩膜制作 |
| 4.2 离子注入 |
| 4.2.1 技术分析 |
| 4.2.2 实验操作 |
| 4.3 真空退火 |
| 4.3.1 技术分析 |
| 4.3.2 实验操作 |
| 4.4 清洗、检测与存放 |
| 4.4.1 清洗 |
| 4.4.2 检测与存放 |
| 4.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 NV性质与辐照关系 |
| 5.1 样品加工 |
| 5.1.1 参量设定 |
| 5.1.2 电子注入 |
| 5.2 测量系统搭建 |
| 5.2.1 测量系统概述 |
| 5.2.2 光路系统 |
| 5.2.3 探测系统 |
| 5.2.4 微波控制系统 |
| 5.2.5 软件系统 |
| 5.3 NV色心性质表征 |
| 5.3.1 光学性质 |
| 5.3.2 电子学性质 |
| 5.3.3 材料学性质 |
| 5.4 灵敏度测量 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 测量系统优化 |
| 6.1 利用时间门操作提高自旋信号收集效率 |
| 6.1.1 荧光寿命 |
| 6.1.2 实验原理及步骤 |
| 6.1.3 结果分析 |
| 6.2 测量优化 |
| 6.3 离子注入模拟 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）铯喷泉钟冷原子碰撞频移评定技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铯原子喷泉钟与秒定义 |
| 1.2 铯原子喷泉钟在守时系统中的作用 |
| 1.3 铯原子喷泉钟的研究现状 |
| 1.4 章节安排 |
| 第2章 铯原子喷泉钟的原理与结构 |
| 2.1 铯原子喷泉钟的原理与工作过程 |
| 2.1.1 铯原子与微波场的相互作用理论 |
| 2.1.2 工作过程 |
| 2.2 铯原子喷泉钟的性能表征 |
| 2.2.1 频率稳定度 |
| 2.2.2 频率不确定度 |
| 2.3 铯原子喷泉钟的结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 冷原子碰撞频移的理论及相关因素研究 |
| 3.1 碰撞频移的理论分析 |
| 3.1.1 两体碰撞 |
| 3.1.2 原子碰撞的总频移 |
| 3.2 影响碰撞频移测量的相关因素的实验研究 |
| 3.2.1 原子团的速度分布与空间分布 |
| 3.2.2 激励腔微波功率稳定性的实验研究 |
| 3.2.3 原子团上抛轨迹的精确测量 |
| 3.2.4 腔牵引频移 |
| 3.3 差分法 |
| 3.3.1 差分法的不确定度分析 |
| 3.3.2 减小碰撞频移系统不确定度的途径 |
| 3.3.3 有效密度与选态 |
| 3.4 冷原子碰撞频移的模拟 |
| 3.5 拉比法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 绝热跃迁方法与双变量拉比法的研究 |
| 4.1 绝热跃迁方法 |
| 4.1.1 Jaynes-Cummings模型 |
| 4.1.2 缀饰态的态矢量空间 |
| 4.1.3 量子绝热条件 |
| 4.1.4 绝热跃迁的实验实现 |
| 4.1.5 绝热跃迁方法的误差演化方程 |
| 4.1.6 绝热跃迁法的实验测量 |
| 4.1.7 全脉冲参数的实验研究 |
| 4.1.8 半脉冲参数的实验研究 |
| 4.1.9 绝热跃迁方法的不确定度分析 |
| 4.2 双变量拉比法 |
| 4.2.1 理论分析 |
| 4.2.2 双变量拉比法均匀度的实验测定 |
| 4.2.3 双变量拉比法锁定测量碰撞频移 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 铯原子喷泉钟与UTC的比对 |
| 5.1 NTSC-F1的总不确定度 |
| 5.2 比对方法 |
| 5.3 比对方法与结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于约瑟夫森效应的交流量子电压合成技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 约瑟夫森效应 |
| 1.1.2 交流量子电压的合成 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容和论文结构安排 |
| 第二章 量子电压基准原理 |
| 2.1 常规约瑟夫森电压基准(CJVS)原理 |
| 2.2 可编程约瑟夫森电压基准(PJVS)原理 |
| 2.3 脉冲驱动的交流约瑟夫森电压基准(ACJVS)原理 |
| 2.4 三种量子电压基准原理的比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于小型制冷机的可编程量子电压合成系统 |
| 3.1 系统整体结构 |
| 3.2 约瑟夫森结阵芯片 |
| 3.3 低温恒温系统 |
| 3.4 测控与传输系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于液氦制冷技术的脉冲驱动量子电压合成系统 |
| 4.1 系统整体结构 |
| 4.2 约瑟夫森结阵芯片 |
| 4.3 补偿电流源 |
| 4.3.1 DDS正弦信号合成原理 |
| 4.3.2 波形数据生成模块 |
| 4.3.3 数模转换模块 |
| 4.3.4 FPGA控制模块 |
| 4.3.5 低通滤波与信号输出模块 |
| 4.4 Δ-Σ调制 |
| 4.4.1 量化噪声模型与过采样 |
| 4.4.2 Δ-Σ调制系统总体结构 |
| 4.4.3 Δ-Σ调制器 |
| 4.4.4 Simulink仿真 |
| 4.4.5 Δ-Σ调制工具箱生成数字码型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统各项参数与结阵工作裕度的测试 |
| 5.1 工作裕度的含义 |
| 5.2 制冷机系统的测试 |
| 5.2.1 温度稳定性 |
| 5.2.2 直流I-V特性 |
| 5.2.3 工作裕度的测试 |
| 5.3 液氦系统测试 |
| 5.3.1 I-V特性的测试过程 |
| 5.3.2 直流I-V特性 |
| 5.3.3 工作裕度的测试 |
| 5.4 两个系统合成交流量子电压可行性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 交流量子电压信号的合成 |
| 6.1 合成单个频率交流量子电压信号过程 |
| 6.2 合成不同频率有效值相同的交流量子电压信号 |
| 6.3 合成不同幅值频率相同的量子电压信号 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（7）采用超连续谱激光源的光谱辐射定标系统及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 辐射定标的意义及作用 |
| 1.2 辐射定标的类型 |
| 1.3 辐射标准传递技术 |
| 1.3.1 初级标准辐射源 |
| 1.3.2 辐射标准传递方法 |
| 1.4 光谱辐射定标装置概述 |
| 1.4.1 国外研究现状调研 |
| 1.4.2 国内研究现状调研 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 第2章 SCM定标系统的设计 |
| 2.1 整体定标方案 |
| 2.2 超连续谱激光光源 |
| 2.3 单色仪 |
| 2.3.1 平面衍射光栅 |
| 2.3.2 单色仪选型 |
| 2.3.3 前置耦合光路 |
| 2.4 积分球 |
| 2.4.1 积分球的辐亮度模型 |
| 2.4.2 积分球设计 |
| 2.5 硅标准辐亮度计 |
| 2.5.1 硅标准辐亮度计的设计 |
| 2.5.2 绝对光谱辐亮度响应度的标准传递 |
| 2.5.3 硅陷阱探测器响应度定标 |
| 2.5.4 硅量子效率的模型 |
| 2.5.5 光阑筒的几何因子测量 |
| 2.5.6 辐亮度响应度的计算及不确定度分析 |
| 2.6 InGaAs标准辐亮度计的设计 |
| 2.6.1 InGaAs探测器响应度定标 |
| 2.6.2 辐亮度响应度的计算及不确定度分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 SCM定标系统特性测试分析 |
| 3.1 波长精度 |
| 3.1.1 SHR波长计 |
| 3.1.2 波长及带宽测量 |
| 3.2 光功率分布 |
| 3.2.1 标准探测器 |
| 3.2.2 光功率测量 |
| 3.2.3 积分球光源辐亮度 |
| 3.3 积分球光源非稳定性 |
| 3.4 积分球光源非均匀性 |
| 3.4.1 空间平面非均匀性 |
| 3.4.2 角度非均匀性 |
| 3.5 偏振特性表征 |
| 3.5.1 光谱偏振分析仪 |
| 3.5.2 单色仪出射光偏振特性 |
| 3.5.3 积分球光源偏振态 |
| 3.6 相干特性 |
| 3.7 内部杂散光分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 SCM系统定标能力的比对验证 |
| 4.1 SCM系统级绝对辐亮度响应度定标 |
| 4.1.1 系统级辐亮度响应度定标 |
| 4.1.2 SCM定标系统数据采集软件 |
| 4.1.3 定标结果比对 |
| 4.1.4 定标不确定度分析 |
| 4.2 系统级定标能力比对验证 |
| 4.2.1 可调谐激光器定标系统 |
| 4.2.2 硅辐亮度计定标结果比较 |
| 4.2.3 通道式辐射计响应度定标及比对 |
| 4.2.4 激光干涉效应的影响分析 |
| 4.2.5 不确定度评估 |
| 4.3 卤钨灯积分球比对验证 |
| 4.3.1 宽谱段光源定标方法 |
| 4.3.2 滤光片辐射计相对光谱 |
| 4.3.3 积分球辐亮度及测量不确定度 |
| 4.3.4 滤光片辐射计辐亮度响应度计算 |
| 4.3.5 定标结果比较与不确定度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SCM定标系统的应用 |
| 5.1 偏振遥感器光谱响应度定标影响分析 |
| 5.1.1 偏振遥感器系统组成 |
| 5.1.2 偏振遥感器定标原理 |
| 5.1.3 传统相对光谱定标装置及方法 |
| 5.1.4 系统级相对光谱响应度定标 |
| 5.1.5 定标实验及分析 |
| 5.1.6 结果与讨论 |
| 5.2 大气校正仪光谱定标 |
| 5.2.1 大气校正仪光谱定标的传统方法 |
| 5.2.2 SCM系统定标方法及结果 |
| 5.3 大气校正仪绝对光谱辐亮度响应度定标 |
| 5.3.1 辐亮度响应度定标结果 |
| 5.3.2 定标不确定度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文工作创新点 |
| 6.3 存在问题及展望 |
| 6.3.1 超连续谱激光光源的升级 |
| 6.3.2 定标光源的性能优化 |
| 6.3.3 宽光谱范围的定标需求 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）索结构参数识别中的不确定度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 拉索索力测试及参数识别的研究现状 |
| 1.2.1 常见的索力测试方法 |
| 1.2.2 频率法测量索力的研究现状 |
| 1.2.3 拉索参数识别的研究现状 |
| 1.3 索参数对频率法测量索力的影响 |
| 1.4 索力测量与计量学 |
| 1.4.1 量值的传递和溯源 |
| 1.4.2 索力测量与计量学的联系 |
| 1.5 问题的提出 |
| 1.6 研究意义和章节安排 |
| 第二章 测量结果分析及参数识别的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 误差理论到不确定度理论的过渡 |
| 2.2.1 误差理论与不确定度理论的区别与联系 |
| 2.2.2 测量不确定度评定的理论分析 |
| 2.3 参数概率特性分析 |
| 2.3.1 连续型总体密度函数的描述 |
| 2.3.2 区间估计及非参数假设检验分析 |
| 2.4 模型校准的逻辑推理分析 |
| 2.5 拉索参数识别的方法研究 |
| 2.5.1 索的抗弯刚度识别方法 |
| 2.5.2 索的边界条件识别方法 |
| 2.5.3 索长及线密度识别方法 |
| 2.6 拉索参数识别中的不确定度研究技术路线 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 参数识别方法的不确定度评定理论及案例分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 索结构参数识别方法的不确定度评定理论 |
| 3.2.1 频率法测量索力的理论分析 |
| 3.2.2 索参数识别方法的不确定度评定理论分析 |
| 3.3 索力测量模型之间的比对分析 |
| 3.3.1 制备状态下的索力测量模型 |
| 3.3.2 不同测量模型比对的案例分析 |
| 3.4 有参考值的拉索实测案例分析 |
| 3.4.1 索力测量模型本身的不确定度分析 |
| 3.4.2 弦模型索力测量的不确定度分析案例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 拉索数值分析与不确定度计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 拉索数值建模与不确定度计算 |
| 4.2.1 有限元模型的建立 |
| 4.2.2 拉索不确定度分析 |
| 4.3 测量模型参数对索力测量结果的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 拉索索力现场实测及不确定度计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 拉索动测法现场实测 |
| 5.2.1 现场实测的理论分析 |
| 5.2.2 现场测试方案及过程 |
| 5.2.3 测量数据分析 |
| 5.3 测量结果的不确定度评定及测量模型的校准 |
| 5.3.1 BD012#拉索不确定度评定 |
| 5.3.2 索力测量模型的校准 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 文章总结 |
| 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A:MCM法计算程序 |
| 附录 B:常见的分布列或概率密度分布函数 |
| 附录 C:常见的分位数分布表 |
| 在校期间发表的论文和科研成果 |
（9）基于标准电阻比对的高精度恒温箱系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高精度恒温箱的研制背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 恒温箱在标准电阻储存方面的优势 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 恒温箱基本理论 |
| 2.1 恒温箱相关基本理论 |
| 2.1.1 量子化霍尔电阻基准比对原理 |
| 2.1.2 SolidWorks软件介绍 |
| 2.1.3 LabVIEW上位机软件介绍 |
| 2.2 桥式测量阻值基本理论 |
| 2.2.1 直流电桥测量电阻 |
| 2.2.2 交流电桥测量电阻 |
| 2.3 热传递基本理论 |
| 2.3.1 传热的基本方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 恒温箱的结构及硬件电路的设计 |
| 3.1 恒温箱的总体结构设计 |
| 3.1.1 铂电阻测温原理 |
| 3.1.2 恒温箱保温层结构设计 |
| 3.1.3 外壳开关端子绝缘的设计 |
| 3.2 内腔功率电阻分配设计 |
| 3.3 恒温箱硬件电路设计与实现 |
| 3.3.1 恒温箱内腔电桥电路的实现 |
| 3.3.2 振荡电路的实现 |
| 3.3.3 相敏检波电路的设计与实现 |
| 3.3.4 恒温箱加热电路的实现 |
| 3.4 电源电路的设计与实现 |
| 3.4.1 不间断电源模块设计与实现 |
| 3.4.2 电源模块噪声优化设计与实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 恒温箱软件设计 |
| 4.1 前面板设计 |
| 4.2 后面板设计 |
| 4.2.1 循环指令发送模块 |
| 4.2.2 接收数据以及温度数据转化模块 |
| 4.3 NI PXI-5922 高速数据采集程序设计 |
| 4.4 电阻测量上位机的实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 恒温箱实验分析 |
| 5.1 稳定性实验 |
| 5.2 恒温箱梯度实验 |
| 5.3 外加发热功率电阻模拟标准电阻散热测试实验 |
| 5.4 功率消耗实验分析 |
| 5.5 标准电阻测试实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、量子电压基准——现代计量科学专题之六（论文参考文献）
- [1]国际单位制的基本常数综述[J]. 刘民,孙毅. 电子测量与仪器学报, 2021(01)
- [2]中国超导电子学研究及应用进展[J]. 李春光,王佳,吴云,王旭,孙亮,董慧,高波,李浩,尤立星,林志荣,任洁,李婧,张文,贺青,王轶文,韦联福,孙汉聪,王华兵,李劲劲,屈继峰. 物理学报, 2021(01)
- [3]金刚石NV色心的制备以及在量子测量领域的应用[D]. 赵博文. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]铯喷泉钟冷原子碰撞频移评定技术研究[D]. 管勇. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020(01)
- [5]教育部关于印发普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版2020年修订）的通知[J]. 教育部. 中华人民共和国教育部公报, 2020(06)
- [6]基于约瑟夫森效应的交流量子电压合成技术研究[D]. 李京慧. 青岛大学, 2020(01)
- [7]采用超连续谱激光源的光谱辐射定标系统及应用[D]. 谢臣瑜. 中国科学技术大学, 2020
- [8]索结构参数识别中的不确定度研究[D]. 赵地. 重庆交通大学, 2020(01)
- [9]基于标准电阻比对的高精度恒温箱系统的研究[D]. 崔诗晨. 青岛大学, 2019(02)
- [10]能量天平及千克单位重新定义研究进展[J]. 李正坤,张钟华,鲁云峰,白洋,许金鑫,胡鹏程,刘永猛,由强,王大伟,贺青,谭久彬. 物理学报, 2018(16)