固体中的元激发

固态量子理论的发展表明,采用元激发的概念,对于用一种统一的观点来描述固体的性质很有成效。激光技术的发展,为固体中各类元激发的研究提供了强有力的手段。元激发理论和光散射的实验研究相辅相成,在物质结构和各种微观过程的研究中起着重要的作用,对固态光子学、材料科学、信息科学和能源科学等应用科学的发展也有很大的推动作用。《固体中的元激发》一文,对声子、自旋波量子、等离子振荡量子和极化子等一些元激发概念作了详述。     

压电介质机电耦合裂尖场的杂交元数值分析

为分析压电介质的断裂问题建立了一种适用于机电耦合分析的优化杂交有限元模型－压电Ｐ－Ｓ元,通过对耦合裂尖场的数值计算,再现了解的１／√ｒ奇异性,所得结果校验了理论解。为探讨这类耦合断裂的机制提供了数值依据。     

声子极化激元的电子能量损失谱研究进展

声子极化激元是晶体中的光学支声子与电磁波耦合形成的元激发,具有独特的中远红外介电响应、低损耗等特性,在波导、超透镜、增强的能量感应与传输等方面展现了巨大的应用潜力,因此近年来发展迅速.声子极化激元的主要实验研究手段是扫描近场光学显微镜技术,但由于缺乏合适的光源,目前在远红外波段的研究严重受限.此外,光子与声子之间大的动量失配问题也限制了光学显微镜激发大动量的声子极化激元.本文介绍了近年来扫描透射电子显微镜电子能量损失谱技术在研究声子极化激元方面的主要进展.相比于近场光学方法,电子能量损失谱具有大动量转移、宽频激发与探测、高空间分辨能力、高激发探测效率、多模式激发等优点,并且能在自支撑样品上测量,避免衬底影响.因此,基于此,研究人员取得了一系列重要研究成果,该方法已成为近场光学方法很好的补充.本文简要总结以上研究进展,并对下一步的研究前景进行了展望.     

基于转角系统的可重构相干纳米激光阵列

<正>自1960年7月梅曼发明第一台激光器以来,追求高性能和微型化的激光从未停止,特别是半导体激光,已成为信息技术的核心器件之一^[1,2].微型化激光的相关研究始于20世纪90年代,研究人员发现,激光尺寸越小,其自发辐射速率越快且耦合因子越大,故调制速率更快且阈值更低^[3].因此,追求体积小、速度快、功耗低的微型激光一直是激光领域的研究热点之一. 21世纪初,研究人员陆续发明了纳米线激光、微盘激光和光子晶体缺陷态激光,这些微型化激光的特征尺寸约为一个真空波长^[4～6]; 2009年创造的等离激元纳米激光则又将其特征尺寸下降了一个数量级,仅为真空波长的1/10^[7].     

凝聚相分子振动量子拍的20fs时间分辨光谱实时观测

冲击相干振动光谱是以脉冲宽度比分子振动周期短的飞秒激光作为激发光源的一种光谱学实验方法,通常是以泵浦-探测实验装置为基础,可以实时观测与电子基态或激发态相耦合的分子振动动力学过程.中国科学院物理研究所以小于20fs,550～700nm光谱范围内可调谐的非共线光参量放大器为光源,建立了一套冲击相干振动光谱学实验装置,并以染料分子Oxazine720的甲醇溶液为样品进行了实验测试.实验中样品被泵浦光脉冲激发后在电子基态形成振动波包,并观测到振动波包在电子势能曲面上运动所形成的振动量子拍信号.经分析有两个分子振动模式被激发,其振动频率分别为592与678cm-1,所对应的振动周期分别为56.3与49.2fs.     

耦合反馈激光混沌振幅调制全光逻辑门及光电复合逻辑门研究

理论研究耦合反馈半导体激光器混沌同步及其在光学数字逻辑门中的应用, 构建了三种基本的全光XNOR, NOR, NOT 门以及光电复合NOR 光学数字逻辑门的物理模型, 定义了这些逻辑门的计算原理和方法. 基本物理方法是, 让外部光注入到2 个激光器中产生激光混沌输出, 通过两激光器激光的相互耦合及反馈实现混沌同步. 在此基础上, 利用光的外部调制方法让两相互耦合激光分别在振幅调制下控制混沌同步或非同步, 实现了全光逻辑门的功能与计算. 然后联合激光的外部调制和激光器电流调制, 控制混沌同步或者非同步, 实现了光电复合逻辑门的功能与计算. 另外, 详细地数值分析了激光混沌再同步与再非同步对逻辑输出影响等问题, 结果证明了该方案的科学合理性与可行性.     

单相多铁性材料——极化和磁性序参量的耦合与调控

单相多铁性材料是指同时表现出铁电性和磁性的单相化合物, 最近的研究还拓展到具有铁性磁涡旋的体系. 一方面, 多铁性材料同时具有铁电性和磁性; 更为重要的是, 铁电性与磁性之间存在磁电耦合效应, 从而可能实现铁电性和磁性的相互调控. 因此, 多铁性材料是一种新型多功能材料, 在自旋电子学和其他领域有着广阔的应用前景. 从凝聚态物理角度看, 多铁性现象本身也对铁电学、磁学和强关联电子物理提出了很多基本问题和挑战, 成为量子调控研究的一个热点领域. 多铁性物理在最近几年开始复兴, 并取得了很大进展. 综述了多铁性物理这一领域的研究现状和存在的主要问题. 首先, 简单介绍多铁性与磁电耦合效应的概念以及它们之间的联系, 重点阐述实现多铁性的困难, 亦即铁电性和磁性的互斥性. 其次, 详细介绍了单相体系中实现铁电性与磁性共存的一些可能物理机制, 其中重点介绍两个新的物理机制: (ⅰ)非共线螺旋状磁结构引起的铁电性和(ⅱ)电荷有序相导致的铁电性. 这两类系统中磁性和铁电性之间在量子层次上存在很强的耦合和互相调控效应. 随后, 叙述了多铁性系统中存在的元激发—— 电磁振子, 以及铁性磁涡旋效应. 最后, 指出了多铁性材料可能的应用以及尚未解决的问题.     

应用连续三步共振激光激发过程分离铀同位素

激光分离铀同位素是激光在近期内可能获得大规模工业应用的一个重要研究领域.目前已经研究过多种激光分离铀同位素方法,例如铀原子蒸气的光电离法(AVLIS)和六氟化铀分子离解法(MOLIS).在这些方法中实际上都需要有一个多步激发的过程,但激光的选择性激发作用却仅限于其中的第一步激发步骤,其它激发步骤对整个过程的选择性均无贡献,     

用对称稜镜耦合器精确测定薄膜参数的方法

光波耦合器的出现是导波光学发展中的重要成就之一。它是向波导薄膜馈送和取出光能、选择激发波导模式、多种导波光学器件基本实验研究以及精确测量波导薄膜参数的不可缺少的重要器件。     

在激光导致的高激发态原子中检验泡利不相容原理的适用性

激光技术已被用于精确检验自然界的某些基本规律,如利用激光干涉仪准确证实了空间的各向同性。1985年,H.Rinneberg等应用一对可调激光器发出的激光束照射一束被引入屏蔽真空室内的稀薄原子,其中一个激光器发射频率相当于把电子激发到较高的中间状态所需要的能量;另一束激光提供的能量将原子中的电子激发到主量子数n=290的高能级。这是实验室中目前所获得的最大原子,也是一系列n不断增大的高激发态原子的最佳实验结果。基于高能实验和理论等,1984年我们提出     

激光视力

激光视力不管你是近视，还是远视，问题都可能由不规则形状的眼球引起．解决办法是戴眼镜或隐形眼镜，否则就是施行外科手术──不论是角膜切除术，还是激发物激光外科手术．激光外科手术是一种新方法：医生使用计算机控制的激发物激光，通过汽化组织把角膜雕刻成正确的形...     

近库仑位垒重离子熔合反应动力学的系统研究

近库仑位垒重离子俘获与熔合是一个典型的多自由度耦合的位垒穿透过程.理论上,解耦合道方程可以描述多维位垒穿透问题.在本征道的理论框架下,多自由度的耦合会使单个位垒劈裂成一系列的分立位垒.基于位垒分布的思想,发展了一个经验的耦合道模型,系统地研究了220个反应体系的俘获激发函数.在该模型中,相对运动和内禀自由度的耦合效应及中子转移效应一并包含在一个非对称的高斯型位垒分布函数中.基于特定的核-核相互作用势,提出了计算位垒分布函数参数的经验公式.结果表明:本文发展的经验耦合道模型能够系统地描述近库仑位垒能区的俘获截面.该经验耦合道模型不仅能够解释俘获动力学中的重要现象,还有望对合成超重核的反应体系的俘获激发函数提供理论预言.本文将简要地评述描述近库仑位垒重离子俘获反应的相关模型,介绍经验耦合道模型,并基于该模型讨论振动耦合、转动耦合及中子转移效应对俘获截面的影响.     

浅谈电磁辐射污染的环境监测与管理防护

随着电磁技术的广泛应用,电磁辐射污染引起了人们重视,本文就电磁辐射监测、管理、防护进行了系统的、普及性的介绍.     

一种新型双电流探针研究激光等离子体自发电流

激光辐照固体靶产生的激光等离子体自发电流研究是高温、高密度等离子体物理研究的一项重要内容。传统的研究方法是采用带耦合线圈的单电流探针。我们首次研制了一种新型的双电流探针研究激光等离子体自发电流。优点是在一次激光辐照靶中,不仅可以测量到激光等离子体自发电流随时间的变化,而且可同时得到电流空间分布两个点的数据。这种新方法测量精度较以往的单电流探针法高。在实验方法上,传统的实验均采用较长脉冲宽     

从棉铃虫和烟青虫的种间杂交理解生物学物种概念

以棉铃虫和烟青虫种间杂交作为一个案例, 讨论了生物学物种概念. 根据Dobzhansky对生殖隔离机制的分类, 棉铃虫和烟青虫之间存在合子前隔离和合子后隔离, 表现为两性间化学通讯系统有差异, 生殖器不匹配, 以及杂种性别缺失和部分不育. 棉铃虫和烟青虫种间杂交的研究结果为生物学物种概念的合理性提供了依据. 此外, 还简要探讨了种间杂交在物种形成中的作用.     

金属纳米颗粒等离激元耦合的研究及其对理解近场光学探测的意义

等离激元是与电磁场耦合的自由电子的集体振荡. 贵金属纳米颗粒的等离激元振荡频率位于或接近光频, 并且具有模式压缩、场增强等新颖的光学性质, 因此有广阔的应用前景, 当前备受关注. 在研究单个金属纳米颗粒的等离激元之后进一步研究两个甚至多个颗粒间等离激元的耦合可以更深入地揭示等离激元的基本性质, 是构筑具有实用功能的等离激元器件的重要基础.     

高功率激光与MNOS型电荷耦合器件相互作用过程的等离子体诊断

电荷耦合器件(Change-coupled devices,CCD)是一种全固体自扫描摄像器件,因其具有体积小、图像畸变小、无残像和寿命长等优点,因而在摄像、探测和信息处理与存储等领域得到广泛应用.在一些特殊的场合,CCD经常要与激光光源配合使用,不可避免地存在着激光与CCD相互作用甚至产生损伤的问题.这里所说的损伤又有组成CCD的半导体材料中处于杂质能带的电子吸收激光能量大量向导带跃迁,引起暗电流增加而使器件饱和或失效的软损伤和激光束直接作用于CCD,致使器件中材料或结构硬损伤等.对前一问题,已有文献进行了相关的研究.本文利用调Q-YAG激光与NMOS结构的CCD多次重复作用产生的等离子体形貌及其Mach-Zehnder干涉图,研究了高功率激光与该种光电器件的相互作用过程.首次得到了脉宽为15ns的1064nm激光对MNOS结构相互作用过程的等离子体干涉图及有关实验结果.     

用于管盖基因芯片荧光图像信息的采集及数据分析系统

管盖基因芯片是将基因探针固定在特制的Eppendorf管盖内表面, 与内置杂交缓冲液贮液池的Eppendorf管一起构建的基因检测器件. 在这个全封闭的系统内, 可以完成基因扩增、荧光标记、芯片杂交及检测等一系列生物化学操作, 实现多基因高通量并行检测. 报道了用于管盖基因芯片的检测分析系统, 它包括光学检测平台、图像采集系统、图像分析系统及结果报告系统. 光学检测平台利用NIKON显微镜光学系统, 通过电荷耦合器件(CCD)进行图像的采集. 管盖基因芯片杂交后, 经过荧光信号被CCD捕获, 经通用串行总线(USB)传递给计算机. 图像经过旋转、去噪声点、图像分色、杂交信号计算、结果判定、有效性判定及结果输出. 用该系统成功地对呼吸道的10种病毒杂交结果进行了检测.     

激光科学20年

1960年,世界上首台红宝石固体激光器运转成功,研制者为美国休斯航空公司研究所的梅曼;1960年底贝尔电话公司研究所杰万等人又研制成功首台氦-氖气体激光器.这两台激光器的相继研制成功,标志着一门崭新的科学技术的正式诞生.激光的出现,标志着人类对光频相干电磁辐射的产生手段、控制能力以及它与物质相互作用规律性的认识,进入了一个新的更高级的阶段.由于激光器的发光机理,完全不同于以往任何一种普通光源,从而能从根本上突破以往所有光源的种种局限性,赋予古老的光学学科以新     

电磁辐射对孕妇的影响

生活中有很多关于电磁辐射的说法,比如:"微波炉不能多用"、"怀孕期间不能用电脑",如果你是准妈妈,就需要对这个问题更加在意了.仅仅为胎儿生长发育提供足够的营养是不够的,还应该注意可能对胎儿不利的种种因素,比如电磁辐射.