空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗的影响

在空间环境中,微重力是一个很重要的因素之一,但空间环境又不完全等同于微重力环境,它还同时存在宇宙辐射等其他因素。本文重点探索空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗细胞亚显微结构的影响,以及同工酶变化和RAPD分子标记的初步结果。通过对高等植物的试管苗(月季、树莓、马铃薯、香石竹、人参果)分别进行的模拟微重力实验及空间飞行实验,发现模拟微重力条件与空间环境对植物试管苗的生长过程中细胞超微结构既有相同的作用,又有不同的作用。     

利用三维光晶格技术实现铯原子冷却的实验研究

激光冷却原子是超冷原子分子物理实验的基础,在精密测量、量子模拟等研究中具有重要的意义.为了获得温度更低,密度更高的超冷铯原子样品作为制备超冷基态铯分子的起点,本文实验展示了一种利用三维光晶格装载实现超冷铯原子温度进一步降低的方法,有效克服了磁光阱中超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题.在标准的磁光阱系统中获得超冷铯原子的基础上,利用压缩磁光阱技术提高超冷铯原子的密度.通过四束激光构建三维光晶格,实现超冷铯原子的高效装载,采用飞行时间法测量了原子的温度,观察到温度由~6 0.0μK降低至~1 1.6μK的冷却结果.同时研究了光晶格激光的频率与原子装载数目的关系,发现在负失谐1 5.5GHz时光晶格装载效率最高.同时,本文研究了利用光晶格减小超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题,对于进一步降低铯原子温度的研究具有深远的意义.     

中性微粒的激光光阱和光操作增加评论后的再版

这是一本论述在激光辐射压力下微小中性粒子的光阱和光操作的著作。中性微粒的激光光阱和光操作技术是控制微小粒子的唯一途径。这些新实验方法在物理学和生物科学领域发挥了革命性作用。     

激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究

本文从实验和理论两方面系统研究了真空环境中激光产生的硅等离子体的辐射动力学特性.实验上利用时间-空间分辨的激光等离子体发射光谱技术,测量了激光产生的硅等离子体极真空紫外波段的光谱,并对光谱进行了分析指认.为了进一步研究实验光谱的时空演化特性,提出了一种简化的基于流体动力学和辐射输运方程的等离子体辐射动力学模型,利用该模型研究了激光产生的等离子体的辐射特性和动力学演化行为,并对实验观测到的时空分辨光谱进行了模拟,详细分析了等离子体的温度、密度和离子布居的时空演化特性.研究结果表明,本文提出的模型能够较好地反映激光等离子体的动力学演化过程以及辐射光谱的特征,可以作为一种有效的激光等离子体诊断工具.     

空间环境对细胞基因表达的影响

空间环境不同于地球表面的任何环境,它强烈的空间辐射、高真空、微磁场以及航天器中的微重力等特殊环境对生物的影响都是人们目前正在探索的领域。空间辐射、微重力通过多种途径影响细胞的基因表达。对空间环境影响肿瘤细胞生物学性状发生改变机制的探讨有助于更深刻地认识肿瘤的发生发展,为攻克肿瘤提供新的思路和方法。     

聚焦激光束实现InGaAsP超晶格量子阱混合

研究了晶格与 In P匹配的 In Ga As P超晶格材料的热稳定性 ,实验结果表明在 60 0℃以上的热退火下会产生量子阱混合 .采用 1 .0 64 μm连续输出的 Nd∶YAG激光器对超晶格外延片进行了聚焦辐照 ,室温光荧光谱得到了 1 84 me V的蓝移 ,说明激光辐照与热退火一样会产生量子阱混合效应 ,光荧光谱的双峰位表明运用激光处理量子阱外延片具有一定的空间选择性 .衬底预加热和对激光束的聚焦可以在不减弱处理效果的情况下有效地减少激光辐照的时间 ,以减小晶格损伤     

闪耀光栅产生光学势阱阵列

提出用液晶空间光调制器制作闪耀光栅产生光学势阱的新方案,优化设计光栅的相位变化参数,用单束激光照明,产生3×3和4×4等光强光学势阱阵列.根据现有空间光调制器性能和尺寸,模拟设计光栅,计算光阱阵列光强分布.研究结果表明：所产生的光阱阵列中各光阱具有较高的峰值光强和光强梯度,且光强分布均匀;对冷原子或冷分子囚禁有较高的光学偶极势和较强的偶极力,在原子光学晶格的实验研究中具有很好的应用前景.     

激光与平面靶耦合的非平衡辐射

利用发展的新版一维非平衡辐射流体力学RDMG程序研究了激光辐照平面金靶所产生的X光的谱特性, 并对“三温”模型的适用性进行了考察. 结果表明, 激光辐照平面金靶所产生的X光具有明显的非平衡特征; 原子模型对X光能带结构的数值模拟结果有明显影响; “三温”模型所计算出的等离子体状态、激光吸收效率及激光-X 光转换效率与非平衡多群辐射输运模型的计算结果基本一致. 表明“三温”模型在研究激光与高Z靶耦合所产生的等离子体状态以及能量分配时是适用的.     

生成二维对称光阱阵列的一种简单方法

提出了生成二维空间光阱阵列的新方法.由光阱位置参量和强度参量构成的纯位相调制函数,可以生成光阱数目、每个独立光阱的位置、光阱的峰值强度都可控的二维空间光阱阵列.采用液晶空间光调制器,仿真模拟设计了生成二维3×3对称光阱阵列的位相分布模板,计算了光强分布.     

空间环境对离体动物细胞的影响

空间环境是指远离地球表面的宇宙环境,它与地球表面环境有所不同,处于其中的动物细胞可能受到各种影响。空间环境中的主要因素包括空间辐射、极端温度、高真空、微磁场以及搭载动物细胞的航天器中的特殊环境——微重力环境。其中,对动物细胞影响最大的是空间辐射和微重力环境。空间辐射作用于动物细胞将直接造成其损伤,影响它的结构和功能;空间微重力条件下,动物细胞的结构、增殖和基因及蛋白质表达均发生明显变异,这些变化大多是适应性的,返回地球表面后能够很快恢复正常。     

大型空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置热结构耦合分析

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.     

微重力环境及地基的高温熔体润湿特性

经典材料表面与界面的一些实验现象被重力效应覆盖,影响人们对材料本质物理特性的深入了解.因此,微重力对熔体的润湿行为和固/液界面反应的作用机理研究具有重要的意义.本文综合前人对高温熔体特别是高温锡基合金的润湿行为及与基板间的界面反应特性的研究,通过与微重力条件下相关研究及实验结果对比,总结了卫星微重力环境及地基环境下的高温熔体润湿特性,为以后的空间实验及分析提供理论参考.     

空间微重力环境中的晶体生长研究进展

 随着信息技术和生物技术的发展, 人们对于结构完整、性能完美的高品质光电子晶体和蛋白质晶体的需求愈加迫切。地面重力条件下存在自然对流,它显著地影响热量和溶质的输运过程以及晶体/溶液界面边界层特性,进而影响晶体的品质和性能。空间微重力环境提供了纯扩散晶体生长的理想条件,在此条件下有可能生长出高性能的单晶体。在过去30多年的微重力实验中,科学家通过搭载卫星、飞船和空间站等航天器,开展了一系列空间晶体生长研究。本文综述几种主要晶体的实验研究进展,内容包括：半导体晶体、特殊功能晶体、非线性光学晶体、蛋白质晶体和食盐晶体。     

空间环境对植物影响的研究进展

从蛋白质和基因水平分别介绍空间微重力、强电离辐射、亚磁场及空间综合因素对生物性状和遗传变异的影响,并对今后空间诱变育种的前景和存在问题加以概述。     

混沌激光器阵列中斑图的形成与冻结

为了研究混沌激光器阵列中激光器同步行为,采用计算机数值模拟方法,对固定边界条件下的二维Lorenz-Haken激光器阵列进行了研究,发现激光器在空间上呈现出了丰富的斑图现象.实验结果表明,不同斑图的形成与激光器阵列数目大小N、激光器间耦合强度α有关.当混沌激光器阵列数目N固定时,随着激光器阵列间耦合强度的增加,激光器阵列在空间上出现的斑图依次呈现为空间无序、空间轴对称、空间中心对称状态,最终被冻结到不同的固定点,仍呈中心对称状态和空间轴对称和空间中心对称和冻结所对应的临界耦合强度αc随着激光器阵列数目大小N的增加而增加.     

Microwave quantum logic gates for trapped ions

Control over physical systems at the quantum level is important in fields as diverse as metrology, information processing, simulation and chemistry. For trapped atomic ions, the quantized motional and internal degrees of freedom can be coherently manipulated with laser light. Similar control is difficult to achieve with radio-frequency or microwave radiation: the essential coupling between internal degrees of freedom and motion requires significant field changes over the extent of the atoms' motion, but such changes are negligible at these frequencies for freely propagating fields. An exception is in the near field of microwave currents in structures smaller than the free-space wavelength, where stronger gradients can be generated. Here we first manipulate coherently (on timescales of 20 nanoseconds) the internal quantum states of ions held in a microfabricated trap. The controlling magnetic fields are generated by microwave currents in electrodes that are integrated into the trap structure. We also generate entanglement between the internal degrees of freedom of two atoms with a gate operation suitable for general quantum computation; the entangled state has a fidelity of 0.76(3), where the uncertainty denotes standard error of the mean. Our approach, which involves integrating the quantum control mechanism into the trapping device in a scalable manner, could be applied to quantum information processing, simulation and spectroscopy.     

微重力条件下气固两相界面耦合燃烧的数值模拟

在建立气固两相界面耦合燃烧计算模型的基础上，对微重力条件下火焰在固相可燃物表面的蔓延过程进行了三维非稳态数值模拟．考虑气相燃烧过程的同时，对固相可燃材料也用有限差分法研究其内部的传热和热解过程，给出了体现两相耦合作用的相界面处理方法．还研究了强迫流动对微重力火蔓延的影响．为了分析对比，进行了正常重力条件下的计算．数值模拟得了微重力燃烧的一些基本特点，结果令人满意．