基于超声造影剂中包膜微气泡非线性振动的次谐波和超谐波研究

次谐波和超谐波与基波和二次谐波相比, 有更好的组织比(CTR), 在医学诊断领域显示了广阔的应用前景. 给出了基于Church模型的包膜气泡非线性振动的频率响应, 解释了频率偏移现象, 并且讨论了次谐波和超谐波产生的最佳频率. 此外, 在理论和实验上研究了次谐波和超谐波与外加声压的变化关系, 结果显示, 次谐波和超谐波的变化都经过3个阶段: 产生、增长和饱和, 但超谐波的产生略早于次谐波.     

腔内全耦合出净二次谐波的激光器

一般低损耗激光谐振腔内的光强度(单位面积的单程功率)是腔外光强的(1-R)~(-1)倍,R是输出反射镜的反射率。所以为了充分利用基波功率产生光学二次谐波,采用腔内产生二次谐波的方案是最有成效的。典型的腔内产生二次谐波的方案是同轴式的,其中Geusic等人的工作是最有成效和有代表性的,他们报道了使用自孔径选模和装在腔内的Ba_2Na(NbO_3)_5     

基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生理论与实验进展

自从2001年首次产生并测量了阿秒(attosecond, 1 as=10-18s)脉冲之后,高次谐波和阿秒脉冲在原子分子物理、材料科学等领域得到了广泛的应用.但是,由于气体高次谐波方法产生的阿秒脉冲效率较低,阿秒脉冲能量受限,限制了阿秒时间动力学研究的探测方式(目前主要是IR(infrared)+XUV(extreme ultraviolet)泵浦/探测)及其在许多领域的应用.如何获得高亮度、大能量的阿秒脉冲一直是该领域的追求.高强度的相对论飞秒激光脉冲与固体密度等离子体相互作用,在高亮度、大能量高次谐波和阿秒脉冲产生上具有独特的优势,甚至可能获得远高于泵浦激光场强的谐波电场强度.本文对基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生的物理机制和目前的实验研究进展作简要介绍.     

中心对称静引力场背景下的孤立波式引力波解

早在1917年,爱因斯坦证明了在弱场近似并在一定的坐标条件下,真空引力场方程有一波动解,这组解对应一平面引力波,当传播方向为x轴时,波的极化将由yz平面内的二阶对称张量决定,所以相应的引力波是一横波,这个弱场近似的条件是     

二次谐波回旋管产生0.42THz辐射输出

太赫兹辐射源在太赫兹科学技术中占有重要地位,回旋管是一种高功率太赫兹相干辐射源器件,具有广泛的应用前景.电子科技大学研制出一支0.42THz二次谐波回旋管,并进行了实验测试.实验结果表明在磁场强度8.1T时,该二次谐波回旋管产生了0.423THz的辐射输出,脉冲宽度5?s,功率约为4.4kW.这是目前我国真空电子学器件产生的最高频率的太赫兹辐射输出.     

嵌埋于极化BaTiO3薄膜内的Ag纳米微粒对基体中二次谐波产生的增强作用

近年来,铁电薄膜的光学性质引起了许多研究者的注意.除较为常用的电光效应外,人们还发现了极化后的BaTiO_3薄膜在激光辐射下产生很强的二次谐波,表明这类材料在非线性光学领域有很好的应用前景.最近,我们利用sol-gel过程制备具有嵌埋结构的铁电薄膜——金属纳米微粒体系,发现这类新型材料具有很特殊的光吸收性质.本文对这类材料的二次非线性光学性质进行了研究,发现金属纳米微粒对铁电薄膜中二次谐波的产生有明显的增强作用.实验所用的样品为淀积在石英玻璃基片上的、嵌埋Ag纳米微粒的BaTiO_3薄膜,用sol-gel法制备,具体过程见文献[2].石英基片的厚度为lmm,面积约为1.5cm~2,利用局部腐蚀法和台阶测厚仪测得薄膜厚度在1.6～2.0μm之间.样品的极化过程在两块极     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

电力系统中谐波问题的探讨

在电力系统中,由于非线性负荷的作用,使得电压和电流的波形产生畸变,电网中出现了大量的高次谐波,使得电能质量下降。随着各类的非线性负荷的大量使用,电力系统谐波问题变得越来越严重,已威胁到电力系统的安全运行和经济运行。随着我国工业化进程的迅猛发展,电网装机容量不断加大,电网中电力电子元件的使用也越来越多,致使大量的谐波电流注入电网,造成正弦波畸变,电能质量下降,不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响,对广大用户也产生了严重危害。目前,谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害,因而了解谐波产生的机理,研究和清除供配电系统中的高次谐波,对改变供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。     

优化双色激光场产生高次谐波转化效率的理论研究

利用遗传算法优化单原子高次谐波场的强度,得到了最优双色激光场的波形.在800~3000 nm波长范围内,该双色场产生高次谐波的转换效率可提高一个数量级以上.进一步模拟了单双色场中单原子和宏观高次谐波场的转换效率随激光波长l的依赖关系.对单原子谐波场而言,波长标度律为λ~(-5)~λ~(-8),与已有结果符合得很好.而宏观谐波谱的强度随激光波长衰减得更快,其标度律为λ~(-8)~λ~(-13).与单色场相比,虽然双色场中的标度律未得到改善,但是谐波转换效率提高很大.     

奇偶高次谐波光谱学研究进展

不对称分子由于对称破缺在强激光场中会辐射奇次和偶次谐波.研究表明,奇偶谐波辐射在频域上具有显著不同的特性.通过建立奇偶谐波辐射理论模型,进一步的研究指出,奇偶谐波携带着系统的不同信息,可通过提取奇偶谐波各自的特征信息,整合反演出系统的全部信息.上述奇偶分辨的高次谐波光谱学研究思路和相关理论模型已被广泛地应用于不对称分子的超快探测过程中,例如,可以用于重构不对称分子轨道,探测极性分子核的动力学,标定不对称分子取向度,探测多中心分子结构等;还可以用于探测不对称分子的形状共振和电荷输运等.奇偶高次谐波光谱学的研究与发展对推动谐波辐射在阿秒科学和化学反应中的应用发挥着积极作用.     

高重复频率高次谐波驱动源技术

超快驱动光源技术的不断进步激发了极紫外阿秒脉冲在原子分子的精密光谱学及超快动力学研究中的巨大潜力.本文回顾了高重复频率飞秒激光驱动高次谐波产生的发展历程,并以高重复频率极紫外光源的应用为切入点梳理了钛宝石激光系统、掺镱光纤激光系统以及掺镱全固态激光系统等驱动光源的参数特点、适用范围以及发展趋势等.最后,提出了用以驱动兆赫兹量级重复频率高次谐波产生的紧凑型全固态放大方案.     

近场地震快慢横波到时差测量离散辨析和改正

快慢横波到时差是地震物理预报的重要线索之一.长期以来由于快慢横波到时差的较大离散,横波观测到时差变化与地震发生过程中应力变化之间无法建立能被绝大多数观测结果证实的物理联系.快慢横波测量离散既可能来自观测台站下方地层结构和介质的各向异性差异,也可能来自数据处理过程.本文利用新西兰南岛北部KHZ台站从2013年1月到2017年1月的单台近震数据,在观测台站底部介质物性和结构基本稳定的前提下,基于横波偏振矢量分析和可视化方法对横波数据进行处理,对横波处理过程中引起快慢横波倒时差测量离散的频率滤波、距离归一化因素进行了逐一的对比,并对台站下方介质各向异性分层可能引起的多次分裂所表现出来的"假离散"现象进行了分析,由此给出了改正横波测量离散的方法.用"有效震源距"作为到时差归一化路径长度得到的横波归一化到时差随震源距变化的关系图清晰地展示出7.8级地震前后应力变化的空间范围和影响程度,是较大地震前后观测地区存在应力积累的明确标识.给出了确定横波分裂界面深度的方法,得到了新西兰南岛北部KHZ台站下3个横波分裂界面深度.     

利用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

提出了使用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动一维氦原子产生单个阿秒脉冲的方法. 通过数值模拟研究了氦原子在组合场驱动下发射高次谐波的特点, 谐波谱的截止位置可以拓展到I_p+12.6U_p, 对第二平台区域不同范围内高次谐波叠加均能得到单个阿秒脉冲, 最短脉宽达42 as, 尤其是对平台区域的前端进行叠加, 不仅可以得到单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比, 强度提高了3 个数量级. 经过经典和小波分析发现, 中红外场的加入不仅使高次谐波谱平台区域得到了扩展, 同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献.     

介质各向异性和非均匀性对横波分裂参数测量的影响

地震横波分裂参数是确定地球介质各向异性基本特征的重要依据.在过去几十年间,快横波偏振方向和快-慢横波到时差测量值的显著离散已经成为影响学界对地震各向异性和横波分裂进行深入研究的一个突出障碍.本文具体分析了实际地球介质的各向异性和非均匀性可能引起的地震记录上地震波震相观测走时和理论走时的偏离、观测偏振和理论偏振的偏离,以及震相观测序列和理论序列的偏离;指出了实际三分量地震记录上地震波震相矢量普遍存在的偏振非正交和路径非正交关系是传统正交分离和参数测量结果显著离散的根本原因;用仿真模拟实例分析了现有震相识别和波形分析方法可能带来的震相漏识别或误识别,介绍了利用矢量分析技术分离三分量观测记录上地震波震相完整波形的基本思路,推导了以地震波空间偏振矢量方向为参数的波形分离运算表达式,以及直接利用三分量地震记录的傅里叶频谱在不同坐标分量上的投影来测量地震记录上各个震相矢量空间方向的近似方法.     

正常及病变组织相位编码三次谐波超声透射成像

提出利用相位编码技术提高生物组织三次谐波超声透射成像中的信噪比, 输出三个相位分别为0°, 120°和 240°的脉冲信号, 并将各自接收信号进行线性叠加. 理论及实验表明: 三次谐波声压提高了9.5 dB, 而基波和二次谐波信号被有效地抑制; 三次谐波的轴向和径向指向性比二次谐波好. 利用相位编码技术对两种正常和病变生物组织进行三次谐波透射法成像, 并与传统单脉冲技术的基波以及二次谐波成像比较, 进一步证明了该技术能增强图像的清晰度和对比度, 提高区分正常和病变组织的能力.     

一种扭转压电复合材料

压电复合材料由于集中了压电相和非压电相各自的优点而得到了深入研究和广泛应用。2-2型压电复合材料的压电相和非压电相均在两个方向上自我连通。在直角坐标系中,两相材料呈层状间隔排列。在柱坐标系中,两相材料可以在轴向和切向分别自我连通,即同轴沿径向间隔排列。为作区别,称前者为普通2-2型压电复合材料,称后者为圆柱2-2型压电复合材料。后者的一个用途是产生扭转振动。 本文以圆柱2-2型压电复合材料为基础,使压电相的极化方向沿圆周一致排列,制成具有扭转振动的拼接2-2型压电复合材料。本文给出了两片这种压电材料晶片的参数,制作了产生扭转振动的横波换能器,测试了换能器的偏振特性,分析了接收波列中纵波抑制较强的原因。这种压电材料的特性阻抗较低,易于与岩石等材料匹配,提高了换能器的灵敏度。     

谐波对电力设备的影响

指出随着产生谐波的开关器件急速增大,电器中的谐波问题日趋严重;介绍了谐波的产生;分析了谐波对电力设备造成的危害,并提出一些可行的解决方案.     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论．在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量Ｂ／Ａ值进行了实验测量．     

掺铒光纤激光器中增益支配光孤子的被动谐波锁模

报道了在全正色散掺铒光纤激光器和工作在正色散区的掺铒光纤激光器中产生的增益支配光孤子的被动谐波锁模实验观测结果, 产生的增益支配光孤子具有陡峭的光谱边缘, 实现了超模抑制大于35 dB的增益支配光孤子的被动谐波锁模.     

含非完好界面的非线性弹性波超材料中SH波的非互易传输

研究了含非完好界面的非线性弹性波超材料中的非互易传输现象.通过结构的非对称性和材料的非线性打破了经典弹性波系统中的互易性原理.入射的反平面剪切(shear horizontal, SH)波与材料的非线性效应相互作用产生二次谐波.根据Bloch定理,利用刚度矩阵法得到了基频波和二次谐波的带隙和透射系数.通过与完好界面情况下的结果对比,讨论了界面特性对层状周期结构中SH波的带隙和非互易传输的影响.本研究有助于设计具有非互易传输性能的弹性波超材料器件.