基于59单元自适应光学系统的脉冲板条固体激光光束净化研究

光束质量是激光器的关键技术指标之一,利用自适应光学系统可以显著提升激光器的输出光束质量.本文研究了一种脉冲板条固体激光近场光强分布特性,利用哈特曼传感器测量了波前像差并进行了波前复原,修正了衍射极限倍数β值的计算方法.介绍了变形镜校正波前像差的理论模型,仿真计算了59单元变形镜对测量波前的校正情况,仿真计算校正后的远场峰值光强提高了3.2倍,衍射极限倍数β值提高了近3倍,校正效果明显.搭建了脉冲板条固体激光光束净化实验平台,开展了验证性实验研究,实验结果表明,利用59单元变形镜的自适应光学系统可以有效提升脉冲板条固体激光的输出光束质量,远场峰值光强提高了3倍,衍射极限倍数β值提高了约3倍,与仿真分析结果基本一致.本文的研究结论为后续将脉冲固体激光光束质量提升到近衍射极限水平提供了参考.     

汤川势的束缚态和临界行为

用两种算法研究汤川势V(r) = -λexp(-αr)/r的束缚态: 一种是用解Schrödinger方程数值计算方法, 另一种是我们提出的Monte Carlo-Hamiltonian法. 此系统有一临界参数α=α_c, 大于此值系统就不存在束缚态. 我们研究α_c对λ和角动量量子数l的依赖关系, 发现在原子单位下, α_c(l) =λ[A₁exp(-l/B₁) + A₂(-l/B₂)], 其中A₁= 1.020(18), B₁ = 0.443(14), A₂ = 0.170(17), B₂ = 2.490(180).     

7个Boson模多光子过程本征态的求解

给出了3种7个Boson模混合模型的本征态和本征能量的解析表达式, 其中引入了一个参数l, 并且没有用到Bethe anzatz假设. 而l可通过求解一个简单的多项式的根而得出. 因此可以在不包含任何未知参数的情况下求解本征态和本征能量.     

哈特曼波前探测器波面重构精度研究

活体人眼波前像差的精确探测一直是人眼自适应成像系统波前探测和波前校正的难点。以Shark-Hartman波前探测器(S-H)和液晶空间光调制器(LCOS)搭建了一套活体人眼像差探测及眼底自适应成像系统。对Shark-Hartman波前探测器(S-H)波面探测精度的影响进行研究。在液晶空间光调制器LCOS施加同阶等大小的波前畸变,探测不同情况下的哈特曼波前探测器上的波面重构值并且加以分析,并对当前波前探测精度的自适应像差校正及成像结果进行对比分析。利用优化参数的哈特曼波前探测器进行自适应校正成像实验。实验证明,人眼动态像差的精确探测是自适应系统像差校正的基础。哈特曼波前传感器的波前探测及重构精度是获得人眼眼底视网膜的衍射极限分辨的根本,哈特曼波前传感器的子孔径数选择及子孔径大小对眼底自适应成像系统起到关键作用。     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长La1-xSrxMnO3单晶薄膜

采用SrO和SrTiO3作为缓冲层, 用激光分子束外延在Si (100)衬底上成功地外延生长出La_1-xSr_xMnO₃ (x=0.1, 0.2, 0.3) (LSMO)单晶薄膜. 锐而清晰的反射式高能电子衍射仪 (RHEED)的衍射条纹和持久的RHEED强度振荡, 表明LSMO薄膜是很好的二维层状外延生长. X射线衍射和高分辨透射电镜分析结果证明, 在Si基底上获得了很好外延生长的LSMO薄膜, LSMO薄膜为C取向的单晶薄膜. 并在室温条件下观测到很好的LSMO/Si p-n结I-V整流特性.     

二维Coulomb散射的|m|分波处理与Regge极点

研究了二维Coulomb散射的对称性和|m|分波分析. 作为能量E的函数, 把|m|分波散射波幅f _|m|(q)解析延拓到负E(复k)平面, 发现束缚能量本征值(E < 0)恰好位于f_|m|(q)在正虚k轴上的极点. 此外, 作为|m|的函数, 把f_|m|(q)解析延拓到复|m|平面, 发现束缚能量本征值正好处于f _|m|(q )在正实|m|轴上的极点.     

模型人眼的视网膜自适应成像系统

为了更好的进行人眼视网膜成像探测及人眼像差校正,建立了一套基于液晶波前校正器的模型,模拟人眼眼底的自适应成像系统。该系统采用Shark-Hartman波前探测器进行波面探测,将探测所得波前畸变经过计算处理转化为灰度图通过电脑施加到LCOS上进行波面校正,通过校正人眼像差的方式来提高系统成像质量。经过校正后,系统波误差从1．92μm降低到0．048μm系统分辨率接近70lp／mm已经到达该光学系统衍射极限分辨。可以满足低阶大像差情况下的模拟人眼视网膜成像要求。     

高温高密度氦流体物态方程

用二级轻气炮作为冲击压缩加载手段和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量工具, 测量了冲击压缩下氦气(初始温度293 K, 初始压力为0.6, 1.2和5.0 MPa)的Hugoniot曲线和高达15000 K的冲击温度. 发现用Saha方程和Debye- Hückel修正模型计算初始压力为5 MPa的氦气物态方程与实验数据有较好的符合程度. 理论计算的氦气(初始压力P₀ = 5.0 MPa, 初始温度T₀ = 293 K)在低压条件下冲击波速度与粒子速度关系D = C₀ + λu (u<10 km/s, λ = 1.32)与Nellis液氦实验数据拟合的D-u曲线近似平行(λ = 1.36), 这表明氦流体的Hugoniot参数λ不依赖于初始密度ρ₀;当冲击温度约大于18000 K(冲击压缩氦气电离度达到10^-3量级)后, 气氦D-u曲线很快过渡到λ = 1.2另外一条曲线, 达到了压缩氦气的极限值.     

超高光束质量研究及进展

超高光束质量研究及进展王绍民赵道木（杭州大学物理系３１００２８）基模高斯光束被认为是理想光束，或是衍射极限光束。是否有可能实现一种光束超过高斯光束，便是本文要研究的内容。提出了边界波具有π跃变性质的假说，作为惠更斯－菲涅耳原理的补充。根据边界衍射波理...     

氢化非晶硅薄膜红外透射谱与氢含量

研究了用氢化非晶硅薄膜红外透射谱的摇摆模和伸缩模计算氢含量的两种方法, 分析了这两种方法在计算薄膜氢含量时引起差别的原因. 理论推导及实验结果表明, 若将SiH₂和(SiH₂)_n含量大小用结构因子F=(I₈₄₀+I₈₈₀)/I₂₀₀₀来表示, 则在F值较小的情况下, 薄膜折射率接近3.4或拟合厚度值d=0.71~0.89 μm时, 两种计算方法得到的氢含量很接近. 研究还发现, 制备工艺对薄膜的键结构及组分有很大的影响, 不同的制备方法薄膜中形成的SiH₂和(SiH₂)_n含量不同, F值大的样品均匀性差(表现为这些样品实测厚度值与拟合厚度值有较大的差异); 同时在这种情况下, 两种方法计算得到它们的氢含量值相差较大, 但CAT CVD辅助MWECR CVD制备方法, 能有效地抑制SiH₂和(SiH₂)_n的形成.     

大气湍流对激光传输的影响

当激光在湍流大气中传播时,大气湍流折射率场的起伏导致了激光波震面的畸变,破坏了激光的相干性,而相干性退化将削弱激光的质量,表现在光束相位的随机起伏、光束的随机漂移、能量在光束截面上的重新分布（畸变、展宽、破碎等）以及由此而引起的光强起伏等。本文介绍了大气湍流的形成及基本特性,并着重讨论了湍流对激光传输的影响。     

新型水导引激光耦合系统研究

由于现有水导引激光系统存在对激光焦点和喷嘴口中心点的耦合要求高的缺点,利用轴棱锥产生的无衍射光束具有中心光斑直径小且传播距离远的特性,设计了一种用轴棱锥替代聚焦透镜的新型水导引激光耦合.该系统是基于现有的水导引激光原理,利用无衍射光束的特性,扩大了激光与水束的耦合区域,降低了耦合精密度要求.同时,具有加工距离长、无热影响区等优点,该系统的研究也扩展了无衍射光束应用领域.     

近金属表面的Rydberg氢原子的动力学性质

用相空间分析方法和闭合轨道理论研究了近金属表面氢Rydberg原子的动力学性质. 由氢Rydberg原子与金属表面相互作用的Hamilton量, 通过坐标变换发现, 电子运动的相空间可以分为振动区和转动区, 从Poincaré截面和闭合轨道都能很清楚地说明这一点. 选取主量子数n = 20的氢原子, 其动力学行为敏感地依赖于原子与金属表面间的距离 d: 在d较大时, 原子与金属表面间的相互作用表现为经典的van der Waals力, 系统是可积的; d变小时, 存在一个临界值d_c. 当d>d_c时, 系统是近可积的, 接近于规则运动; d<d_c时, 系统是不可积的, 运动是混沌的, 轨道是不稳定的, 电子有可能被金属表面俘获.     

扰动对三倍频光束质量的影响

使用分步傅里叶变换和四阶龙格库塔法,对高强度激光三次谐波转换的光束质量进行了研究,考虑了谐波转换过程中的二阶非线性、三阶非线性、衍射、离散等效应,并着重研究了入射基频光波的扰动对三倍频光束质量M2因子的影响.研究表明,入射基频光的振幅调制和位相畸变均会降低三次谐波转换光波的光束质量,相对而言较大的位相畸变对谐波光束质量的影响更大于振幅调制的影响,而较小的位相畸变对谐波光束质量没有明显的影响.     

热处理对ZnO:Al薄膜的结构、光学和电学性质的影响

用电子束蒸发技术在石英衬底上制备了铝掺杂氧化锌(ZnO:Al)透明导电薄膜, 并对其退火前后的结构和光电性质进行了研究. X射线衍射实验结果表明所制备样品均具有c轴择优取向的六角多晶结构. 光致发光谱由较强的紫外发光和弱深能级缺陷发光组成. 薄膜具有较高的透射率、电导率和载流子浓度. Hall效应测试结果表明薄膜为简并n型半导体, 室温电阻率为6.7×10^&#8722;4 Ω&#8729;cm, 载流子浓度在10²⁰ cm^&#8722;3量级. 研究了其导电机理及载流子的输运机制.     

兴隆2.16m望远镜自适应光学系统

自适应光学系统是大口径天文望远镜克服大气湍流,提高望远镜成像质量的必备手段之一.本文针对兴隆2.16 m望远镜及其所在台址的大气视宁度,研制了一套自适应光学系统.系统的主要部件包括具有109个压电陶瓷驱动器的变形镜,具有100个子孔径的Shack-Hartmann波前传感器,以及基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的高速波前控制平台等.实验结果表明,该系统可以把大气扰动引起的波前像差的均方根值校正到0.1λ以下,获得接近衍射极限的成像质量.     

质子滴线附近的β缓发质子衰变

简要回顾了我们小组在1996~2004年中发表的有关质子滴线附近β缓发质子衰变的实验结果, 即运用氦喷嘴快速带传输系统 +“p-γ”符合方法, 在稀土区质子滴线附近首次观测了9种新核素的β缓发质子衰变, 在A = 90核区的N = Z 线附近获得了5种核素的β缓发质子衰变的新数据. 同时着重补充了一些重要的实验技术细节. 汇总了这14种核素的半衰期、自旋、宇称、形变以及生成反应截面的实验结果, 并与流行的核模型理论预言进行了系统的对比讨论. 从中看出: (ⅰ) ⁸⁵Mo, ⁹²Rh以及“等待点”核⁸⁹Ru和⁹³Pd 半衰期的实验值比近期Möller等人的宏观-微观理论预言值长5~10倍, 因而明显地影响天体rp-过程的核素丰度; (ⅱ) 实验指认的质子滴线核¹⁴²Ho和¹²⁸Pm的自旋和宇称, 与流行理论预言不符, 但用Woods-Saxon-Strutinsky方法计算得到的位能面可以解释自旋和宇称的实验值; (ⅲ) 实验估计的9种稀土核的生成截面比通用的Alice和HIVAP程序的计算值要小1~2个数量级.     

弱相互作用Bose气体在势阱中Bose-Einstein凝聚临界温度

研究了弱相互作用 Bose 气体在指数势场中凝聚在最小动量态上的Bose-Einstein凝聚的临界温度, 以及相对于理想Bose气体临界温度的偏差. 相互作用对临界温度的影响归结为s分波散射长度与临界温度下的De Broglie波长之比α/λ_c. 当α/λ_c<<1/(2p)²时, 相互作用可以忽略. 所给出的三维简谐势场下的临界温度偏差与最近对简谐势阱中⁸⁷Rb Bose气体临界温度测量结果较好符合.     

微变形镜补偿激光器波前畸变

推导出热畸变与微变形镜镜面形变量及反射镜驱动单元上电压的关系,建立了补偿激光器腔内畸变的自适应光学系统试验平台．试验结果表明,给变形镜的37个驱动电极施加不同的控制电压,改变镜面弯曲程度．能有效校正激光波前畸变,为基于微变形镜的自适应光学在热畸变校正系统中的应用提供了必要的试验依据．     

短寿命β-放射性核12B磁矩精确测量

通过对核反应¹¹B(d, p) ¹²B的入射束流能量和¹²B反冲核的反冲角度的选择产生极化的β放射性核¹²B(I^π=1⁺, T_1/2=20.18 ms). 在中国第一台β-NMR和β-NQR谱仪上, 我们利用β-NMR技术测量了短寿命核¹²B的磁矩. 通过精确的奈特位移修正后, 得到¹²B的核磁矩μ ＝(0.99993 ± 0.00048) nm, g因子g =(0.99993 ± 0.00048).