Sensors based on optical resonators often have their measurement range limited by their cavity linewidth, particularly in the measurement of time-varying signals. This paper introduces a method for optical frequency shift detection using multiple harmonics to expand the dynamic range of sensors based on optical resonators. The proposed method expands the measurement range of optical frequency shift beyond the cavity linewidth while maintaining measurement accuracy. The theoretical derivation of this method is carried out based on the equation of motion for an optical resonator and the recursive relationship of the Bessel function. Experimental results show that the dynamic range is expanded to 4 times greater than the conventional first harmonic method while still maintaining accuracy. Furthermore, we present an objective analysis of the correlation between the expansion factor of the method and the linewidth and free spectrum of the optical resonator.

为进一步完善量子图像处理领域中的彩色图像降噪算法, 提出了一种基于量子矢量中值计算的量子彩色图像滤波方法。该方法利用量子纠缠将邻域像素与中心像素绑定至同一位置以避免量子卷积运算, 并将补码引入到量子电路中, 从而简化了矢量距离计算的量子电路, 此外还采用一次比较两次交换的方式设计了矢量中值选取的量子电路, 由此构建出完整的量子图像矢量中值滤波电路。实验相关指标表明, 量子图像矢量中值滤波对彩色图像椒盐噪声的抑制效果与经典矢量中值滤波基本相同, 但将经典矢量中值滤波算法的时间复杂度从O22n 降低至O(10n2+216q2)。

简述了用于分析多胞超导射频腔场平坦度调节的微扰理论，推导了场平坦度的理论计算方法。针对超导腔微小范围内的纵向拉伸/挤压，进行理论计算分析与结构-电磁多物理场模拟计算以求得变形前后腔体场平坦度及其变化趋势，所得结果表明：理论分析结果与仿真计算结果基本一致，进一步深入验证了该微扰理论的有效性。在多胞超导射频腔的加工制造、运行过程中的关键环节，国际上广泛采用的两种方法——包括预调谐过程中的“先单胞后整腔”和运行时腔体调谐过程中“整腔拉伸/挤压”方法，基于分析结果，这两种方法正确性和合理性均在理论上得以验证。在超导射频腔腔型设计的第一阶段——单胞优化设计过程中加入结构-电磁多物理场分析，可使腔型优化设计过程更加高效，结果表明：优化后的单胞（包括端胞和中间胞）的频率敏感度应尽可能接近或相等，以保证在腔变形期间始终保持较好的场平坦度。

上海光源自主研制的被动式超导三次谐波腔已通过束流测试，在正常运行时需要对感应腔压进行精确控制，以实现束团拉伸和提高束流寿命的目标。根据这一特定需求研制了一套数字化低电平控制系统，此系统基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）板卡和上下变频板卡，采用I/Q（In-phase/Quadrature）解调技术，设计了慢速步进电机和快速压电陶瓷驱动协同控制算法以及被动超导腔失超探测算法，用于实现腔压幅值稳定度控制及三次谐波腔运行状态监测等功能。在加速器工作在超过120 mA的top-up模式下，三次谐波腔感应腔压幅值的稳定度由开环的±5%提高到闭环的±1%以内，满足设计指标；压电陶瓷驱动电压波动在120 V范围内变化，达到输出电压平滑稳定的效果，束流寿命提高超过一倍。