年青行星状星云NGC7027 HCO^＋谱线发射的一个模型

对在年青行星状星云 NGC7027中新发现的 HCO~+分子离子谱线进行了研究.采用具有不同速度的双壳层膨胀模型,计算了 NGC7027 HCO~+,J=1-0,v=89.2GHz 的谱线发射.将模型结果与观测资料进行比较,导出了双壳层的膨胀速度和半径.发现谱线的理论轮廓与观测轮廓符合甚好.它说明,双壳层的运动学模型对年青行星状星云离子分子谱线的形成可能有重要的作用.     

532 nm单频Nd:YVO4/KTP激光器及碘吸收谱线观测的研究

用Nd:YVO4/KTP内腔倍频激光器在515 mW抽运时,获得了40.4 mW的单频532 nm绿光.分析了获得单频运转的原因,并从理论上分析、实验中验证了用增加腔长的办法,可减小自由运转激光器的频率漂移.用其单频输出观测到1997年国际米定义咨询委员会(CCDM)推荐谱线以外的一些新的12吸收谱线.     

非线性损伤谱特征研究

提出了基于Park和Ang损伤模型的弹塑性反应谱(损伤反应谱,简称"RD谱")的研究方法.考虑结构极限状态设计,并通过自编DBRS程序,研究得到了RD谱族;RD谱综合考虑了结构最大弹塑性位移和结构累积滞回耗能的耦合影响,更加合理地反映结构在罕遇地震作用下的弹塑性行为.研究发现RD谱与已有Rμ谱具有类似的特征.通过大量时程分析和拟合得到其回归公式及其相关系数.此外,提倡的RD谱和Rμ谱的定性比较分析,所得结果相对于其它研究结果中是最小的,主要由于两个方面的原因:一是RD谱考虑结构极限状态的情况,二是考虑地震动持时的作用,表明结构抗震设计或评估应当考虑地震动的持时因素.     

大质量年轻星体的13CO(1→0)谱线发射

利用紫金山天文台青海站的１３．７ｍ毫米波望远镜对１３３个大质量年轻星体或其候选体进行了＾１３ＣＯ（１→０）（Ｊ＝１→０）的谱线观测,在１１５个源中观测到了＾１３ＣＯ（１→０）的发射,其中９４个天体是第一次探测到＾１３ＣＯ（１→０）,谱线,根据多样性的＾１３ＣＯ（１→０）谱线轮廓,分析了大质量年轻星成协分子云枚的运动和结构,用ＬＴＥ方法导出了每个被测源的＾１３ＣＯ（１→０）光学厚度和Ｈ２分子星成协分     

用多谱线法计算闪电通道等离子体温度

以一次闪电回击过程的光谱为例,采用二谱线法和多谱线法对通道温度进行了计算.对比所得数据发现,多谱线法可以部分地消除二谱线法中因所选谱线组不同而引起的计算结果在一定程度上的不确定性.因此,在利用谱线相对强度进行闪电通道温度研究时,运用多谱线法是最佳的选择.     

外加电场下激光诱导Al等离子体特性的实验研究

由Q-Nd∶YAG脉冲激光(波长1.06μm,脉宽10 ns)烧蚀Al靶产生等离子体.观测了在低气压和直流电场条件下的Al等离子体发射光谱.研究了激光功率密度和直流电场对各谱线强度的影响,分析了等离子体电子温度与激光能量之间的变化规律.结果表明,直流电场对铝原子谱线和离子谱线强度有显著的增强作用,铝等离子体的电子温度随激光功率密度持续增长.     

激光与微波功率对金刚石NV色心磁强计ESR谱线的影响研究

金刚石氮空穴色心磁强计广泛采用连续波光探测磁共振脉冲进行磁测,其灵敏度指标主要受到激光功率和微波功率影响.基于金刚石氮空穴色心系综搭建了一套共聚焦磁场检测系统,调节激光功率和微波功率测量相应的电子自旋共振谱的谱线半高宽和谱线对比度.实验表明,谱线半高宽主要受到微波功率影响,谱线对比度同时受到微波功率和激光功率影响;保持微波功率不变提高激光功率,观测到了明显的谱线半高宽变窄.系统的最优参数可分两步获得,首先调整微波功率获得较好谱线半高宽,再提高激光功率获得更好的对比度和谱线半高宽.      

532nm单频Nd：YVO4／KTP激光器及碘吸收谱线观测的研究

用Ｎｄ：ＹＶＯ４／ＫＴＰ内腔倍频激光器在５１５ｍＷ抽运时，获得了４０．４ｍＷ的单频５３２ｎｍ绿光。分析了获得单频运转的原因，并从理论上分析、实验中验证了用增加腔长的办法，可减小自由运转激光器的频率漂移。用其单频输出观测到１９９７年国际米定义咨询委员会（ＣＣＤＭ）推荐谱一以外的一些新的Ｉ２吸收谱线。     

氢原子跃迁几率以及振子强度和谱线强度的解析计算

根据爱因斯坦辐射理论,给出氢原子跃迁几率、振子强度和谱线强度的一般性解析计算公式,并计算了氢原子初态n=2～50到末态n′=1～10的跃迁几率、振子强度和谱线强度,并将计算结果与文献中现有的数据进行了比较,结果一致.     

自由基C_4的ν_1,ν_2,基带在高温下的线强度

利用密度泛函B3LYP方法,在6-311g(d,p)基组水平上,对C4分子电子基态的几何构型、振动频率和转动常数进行计算.利用线性模型计算了C4分子的3ν+ν4-ν4振动的谱线频率,计算结果与实验值符合很好.在此基础上计算了C4分子较重要的两个跃迁带ν1,ν2的配分函数、谱线频率、跃迁线强度,并将其推到了2 000 K,3 000 K的高温,得到其在高温下的跃迁线强度及模拟光谱.这对于研究C4分子的高温光谱有一定的参考价值.     

垒层介质折射率对光量子阱透射谱的影响

利用传输矩阵法理论,研究垒层介质折射率对光量子阱透射谱的影响,结果表明：垒层高折射率介质的折射率越大,光量子阱的透射峰带宽越窄;垒、阱层介质的折射率之和的比值越大,光量子阱的透射峰带宽越窄。光量子透射峰带宽对垒层介质折射率的响应规律,不仅可以解决自然介质的折射率上限问题,而且为设计窄带高品质的光学滤波器件提供理论依据,同时对光量子阱的理论研究也具有积极的指导意义。     

有源环形腔滤波器

利用掺铒光纤放大补偿环形腔中的损耗,制作了有源带通型环形腔.初步实验表明,用它对窄带的光源进行滤波,可以获得线宽更窄的光谱.     

基于SPR的液体折射率检测研究

精确的折射率测量可以深入的了解介质微小的物理或者化学变化。提出一种基于Kretschmann棱镜结构的SPR折射率检测方法。首先利用Mathematica软件重点分析Kretschmann模型结构下待测样品折射率变化对表面等离子体共振吸收峰的影响,得到吸收峰随样品折射率的变化关系。在此基础上,构建Kretschmann模型并进行了酒精与水混合溶液的折射率测量。最后得出该方法能够有效检测到样品反射谱曲线,且与理论曲线趋势基本一致,在1.33~1.36折射率范围内检测的灵敏度可达86.88 deg/RIU。本研究方案对研制表面等离子体共振折射率传感器具有良好的价值。     

A terahertz metamaterial with unnaturally high refractive index

Controlling the electromagnetic properties of materials, going beyond the limit that is attainable with naturally existing substances, has become a reality with the advent of metamaterials. The range of various structured artificial 'atoms' has promised a vast variety of otherwise unexpected physical phenomena, among which the experimental realization of a negative refractive index has been one of the main foci thus far. Expanding the refractive index into a high positive regime will complete the spectrum of achievable refractive index and provide more design flexibility for transformation optics. Naturally existing transparent materials possess small positive indices of refraction, except for a few semiconductors and insulators, such as lead sulphide or strontium titanate, that exhibit a rather high peak refractive index at mid- and far-infrared frequencies. Previous approaches using metamaterials were not successful in realizing broadband high refractive indices. A broadband high-refractive-index metamaterial structure was theoretically investigated only recently, but the proposed structure does not lend itself to easy implementation. Here we demonstrate that a broadband, extremely high index of refraction can be realized from large-area, free-standing, flexible terahertz metamaterials composed of strongly coupled unit cells. By drastically increasing the effective permittivity through strong capacitive coupling and decreasing the diamagnetic response with a thin metallic structure in the unit cell, a peak refractive index of 38.6 along with a low-frequency quasi-static value of over 20 were experimentally realized for a single-layer terahertz metamaterial, while maintaining low losses. As a natural extension of these single-layer metamaterials, we fabricated quasi-three-dimensional high-refractive-index metamaterials, and obtained a maximum bulk refractive index of 33.2 along with a value of around 8 at the quasi-static limit.     

基于乙醇填充的光子晶体光纤温度传感器

提出一种具有独立探头的反射式高双折射光子晶体光纤环镜结构,此结构利用乙醇的热光效应对光子晶体光纤双折射线性调制,双折射的改变引起Sagnac干涉系统光程差的变化,并导致光谱强度在某一温度区间随温度线性变化,实现了温度的高灵敏度测量.此结构克服了传统的环内结构易受外界扰动的缺点,并且使其在实际应用中搭建分布式传感系统成为可能.实验验证了乙醇的折射率随温度的线性变化规律,灵敏度为4.45e-4/℃;验证了填充乙醇后光子晶体光纤双折射与温度的变化规律,灵敏度为0.015 625/℃;验证了在20~40℃之间,输出光强随温度的变化规律,灵敏度为0.003 1 m W/℃.利用琼斯矩阵理论论证了干涉光谱的形成机理,得到干涉谱方程.     

光纤环形腔的腔长调制速率限和应用

从理论上导出了有线性腔长调制时光纤环形腔的输出特性,首次得到了腔长调制速率限的定量公式,并给出了调制速率大于速率限时腔的有效带宽与调制速率之间的关系．计算结果表明：当调制速率大于速率限时,腔的输出特性出现振铃和不对称．讨论了它在光纤环形腔陀螺中的应用．     

基于亚毫米尺度金属包覆波导的茅台酒折射率测量

利用亚毫米尺度双面金属对称包覆波导测量茅台酒的折射率,测量方法只需待测茅台酒对激光透明,则折射率大小不受限制,此方法简单有效,精度可达1.0 ×10-4,从而可以用来鉴定茅台酒的真伪.     

兰州冬季气溶胶的谱特征及其折射率

从兰州冬季气溶胶的实测资料出发，分析得到兰州冬季气溶胶的粒径质量谱呈双峰特征，在近地面和６００ｍ高度谱相似，而质量浓度则有明显的日变化。在假设气溶胶质量密度随粒径不变时，气溶胶气地面层的谱分布可根据其粒径质量谱的特征拟合成Ｊｕｎｇｅ谱加Ｄｅｉｒｍｅｎｄｊｉａｎ谱形式的双谱模式。     

具有谐振特性的双通带左手材料的设计

通过对谐振型左手材料的理论分析,提出了一种新型双通带左手材料的单元结构.该结构由E型和双谐振环形构成的谐振器与金属线组合而成,其中谐振器实现负磁导率,金属线实现负介电常数.利用电磁仿真软件,分析该材料单元结构的谐振特性,提取该结构的折射率、波阻抗以及介电常数、磁导率.仿真结果表明:该结构在其工作频段内存在2个通带,并且在这2个通带内该结构都具有左手特性.     

全反射比较法测量液体折射率色散的研究

基于全反射原理,提出一种用比较法测量液体折射率色散的方法.分析了棱镜全反射比较法测量液体折射率色散的基本原理,推导得到折射率色散的计算公式.结果表明:待测液体折射率色散与标准液体折射率色散、全反射极限出射角有关,与棱镜折射率色散无关;搭建相应的实验光路及系统,通过与阿贝折射仪及双棱镜法测量折射率色散对比证明了该方法的准确性.实验测量了葡萄糖水、印度墨水、聚苯乙烯溶液、品红溶液、唾液、汗液及不同浓度蜜糖溶液样品的折射率色散曲线,同一样品的折射率随着波长的增加而降低,并通过柯西色散公式得到相关样品色散曲线的拟合方程.实验表明:测量液体折射率的精度约0.000 2;分离餐后汗液、唾液的折射率明显高于餐前,这一实验结论给糖尿病的无创检测血糖提供一种可能的思路.文中提出的方法不需要棱镜折射率及其色散数据,具有实验系统简单、样品量少、测量过程方便、测量精度高等特点,不仅适合于透明及弱吸收散射的液体,而且可被用于固体折射率色散的测量,具有实际推广应用意义.