不同浓度氯化钠水溶液核磁共振特性的实验研究

为了认识氯化钠水溶液的核磁共振特性,配制了浓度在0%~24%范围内的氯化钠水溶液,采用CPMG自旋回波法测量了横向弛豫时间和信号强度,文章分析了氯化钠水溶液浓度与横向弛豫时间及信号强度之间的关系和影响机理。结果表明,氯化钠水溶液的横向弛豫时间随着浓度增加而减小,二者存在较好的线性关系;单位质量氯化钠水溶液的核磁共振信号强度随着浓度增加而减小,二者之间也存在着较好的线性关系。利用这两种关系均可实现氯化钠水溶液浓度的核磁共振测量。     

活性炭电极电吸附法水处理脱盐的实验设计

介绍了一种基于静电吸附原理利用活性炭对氯化钠水溶液进行脱盐处理的综合性实验设计,包括吸附材料活性炭电极的制备、水处理实验平台的搭建以及电极脱盐性能的测试和实验数据的分析及处理等内容。该实验有利于深化学生对专业知识的透彻理解、锻炼学生的实践动手能力以及培养学生的创新意识。在实际教学过程中,该实验有效地激发了学生的学习兴趣,提高了学生独立进行科学研究的素质和能力。     

氯化钠溶液随温度变化的太赫兹光谱研究

太赫兹时域光谱技术是一种宽带宽,高灵敏度的相干探测技术,并且太赫兹光谱可以反应分子的振动和转动信息和分子间相互作用信息,能够用于药品分析、医学诊断、溶液动力学等多个领域。氯化钠是人类生理活动必需的物质,对维持人体内体液以及渗透压的平衡起着非常重要的作用。由于温度的变化和浓度的变化都会对氯化钠水溶液的介电性质以及分子间的相互作用产生影响,应用太赫兹时域光谱技术测量了不同浓度、不同温度环境下,0.2~1.5THz频率范围内氯化钠溶液的时域光谱。研究发现,氯化钠溶液的太赫兹时域光谱中所有的时域最大峰都随着浓度和温度作规律性变化,表现在其折射率对水溶液的浓度更敏感,温度变化对不同浓度的水溶液的吸收系数影响更大。通过这些规律性变化,可以为更好地来分析水溶液的分子动力学信息提供依据。     

聚丙烯酰胺水溶液的超声研究

浓的聚丙烯酰胺水溶液的切变粘滞系数是如此之大,以致按经典声吸收理论超声振动在其中根本不能传播。但我们用11.4兆赫兹的超声做实验,却发现它的吸收系数具有同水一样的数量级。本文从这类溶液分子结构的特点出发,对实验与理论之间的严重分歧做了定性讨论。对丙烯酰胺水溶液超声吸收随浓度的变化关系也做了测量。比较这两种水溶液超声吸收的实验结果,可以认为聚丙烯酰胺溶液中过量的超声吸收来自于大分子本身的特性行为。对这两种溶液的超声传播速度和密度也做了测量,并由所测数据计算了溶液绝热压缩系数的浓度曲线。结果表明,溶质分子中某些原子基因不管是处在聚合物状态还是处在小分子物质中,它们在水溶液中均表现出完全同样的水化作用。 关键词：     

过氧化氢水溶液的超声研究

本项研究用脉冲回波自动声速仪测量了过氧化氢水溶液的声速与温度，浓度关系，声速测量精度约０．５×１０＾－＾４。计算了溶液的摩尔声速，绝热压缩系数，声阻抗以及纯过氧化氢声速等参量，作者确信，这些参量属首次公开报道，文中还讨论了声学参量随溶液浓度的变化特性。研究结果妇现，声速值和除了绝热压缩系数以外的声学参量都随溶液浓度的增加而增加。     

200 Hz高重复频率SBS脉宽压缩实验研究

受激布里渊散射(SBS)脉宽压缩是实现高峰值功率、短脉冲激光输出的重要途径之一,然而,目前SBS脉宽压缩仅限于1~10 Hz低重复频率激光器,限制了高重频短脉冲激光器在激光雷达、空间碎片探测以及目标成像等领域的应用。基于此,开展了高重复频率下的SBS脉宽压缩实验研究。设计搭建了高重复频率的主振荡放大激光器,开展了SBS二次级联脉宽压缩和SBS振荡放大双池脉宽压缩实验。通过SBS二次级联压缩实现了脉冲宽度从~32 ns压缩到~1.9 ns,脉宽压缩比达16倍;而通过SBS振荡放大双池结构实现了脉冲宽度从~4 ns压缩到376 ps,脉宽压缩比达10倍。实验结果表明,采用该超净封闭型SBS相位共轭镜,在Stokes光输出能量达50 m J时,无光学击穿现象,实现了在200 Hz高重复频率下的SBS脉宽压缩。     

单模光纤受激布里渊散射阈值的研究

为了研究单模光纤对城域网和接入网以及FTTH的容量与性能的提升,使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源,分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射（SBS）阁值。从理论上分析了光纤SBS阂值估算公式及影响阂值的因素,理论估算值与实验测量值吻合很好。实验发现的一种G．652D光纤具有高达12mw的SBS阈值,对此进行了分析。     

宽带KrF激光抽运的受激布里渊散射反射率研究

实验上研究了宽带KrF激光抽运的受激布里渊散射(SBS)随抽运功率密度、介质气压和透镜焦距这三个实验参数的变化规律.在较低的抽运功率密度情况下，SBS反射率随抽运功率密度呈非线性增长；当抽运功率密度提高到一定程度，SBS反射率接近饱和；当功率密度继续增大，SBS 反射率随之下降.介质气压提高能够促进SBS的转换.透镜焦距长度的变化使SBS饱和反射率存在一峰值.理论上建立了宽带多模SBS模型，数值模拟结果与实验结果符合得很好，解释了宽带SBS反射率对实验参数的变化规律. 关键词： 宽带 KrF激光 受激布里渊散射(SBS) 反射率     

介质参数对受激布里渊散射脉宽压缩的影响

 利用KrF激光和SF₆介质从理论和实验上研究了声子寿命和增益系数等介质参数对SBS脉宽压缩比和能量反射率的影响。理论上采用一维瞬态模型对SBS过程进行数值模拟，考虑了瞬态过程、介质吸收以及泵浦耗空的影响，计算了SBS介质不同参数对脉冲压缩影响的规律。实验表明，在实验参数的变化范围内声子寿命越短、增益系数越小，越有利于脉宽压缩。在0.68MPa下，脉宽压缩比达到8。数值模拟了声子寿命和介质增益系数单独变化时对SBS过程影响的规律，发现在声子寿命和增益系数同时变化时，SBS对泵浦脉冲的压缩有最佳点。     

在高压诱导蛋白质变性过程中水产生的压缩对它的影响

实验表明水的压缩系数随着压强的改变会发生变化,这种改变将对高压致蛋白质变性的充分含水动力学模拟结果产生直接影响,然而很多高压变性的分子动力学模拟并没有考虑这一点.在温度为300 K,压强为200 MPa、1000 MPa时,利用GROMACS软件包对两种小蛋白Chignolin和Trpcage进行了总计300ns的分子动力学模拟,模拟中考虑了水的压缩系数随压强的改变情况,然后将模拟结果与压缩系数维持在O.1 MPa时的情况进行了比较.结果发现,压缩系数对蛋白质高压变性的影响很大,依据实验数据对不同压强的压缩系数进行调整后,小蛋白Chignolin在高压变性中出现完全去折叠.这为分子动力学模拟研究蛋白质高压变性提供了正确的途径和理论依据.     

宽带KrF激光泵浦SBS的研究

 理论和实验研究了宽带（15GHz）KrF激光泵浦的受激布里渊散射（SBS）在SF₆介质中的转换效率和脉宽压缩比的规律。介质在1.6MPa、透镜焦距为15cm和30cm时，测得SBS最大反射率分别为40%和45%，当泵浦能量大于60mJ时SBS反射率开始趋于平坦；介质在0.85MPa、透镜焦距在30cm时，SBS脉宽压缩比随泵浦能量的上升而下降，最大压缩比为5。建立了宽带多模KrF激光泵浦的SBS理论模型，假设宽带KrF激光光谱谱线由若干窄带谱线组成，这些窄带谱线之间在产生SBS过程中有一定程度的耦合。给出了理论模型结果，并与实验结果进行了比较。     

Stimulated Brillouin scattering phase conjugation of light beams carrying orbit angular momentum(Invited Paper)

We investigate the stimulated Brillouin scattering(SBS)properties of light beams carrying orbit angular momentum(OAM).The phase conjugation of light beams carrying OAM is experimentally achieved in an SBS mirror with a random phase plate.The spectrum and the pulse width compression of SBS light are measured.It is shown that the phenomena of pulse compression is observed and OAM conservation is confirmed in the SBS process.The OAM transfer from photons to phonons may find potential applications in photon-phonon conversion-based signal-processing schemes by using OAM multiplexing.     

水中受激布里渊散射脉冲的反常压缩

受激布里渊散射(SBS)具有脉冲压缩的特性,受激布里渊散射的脉冲宽度随着抽运能量的增大而变小,在水中可以达到几百皮秒的量级.本文在实验上观察到一种受激布里渊散射的脉冲宽度随抽运能量增大而变大的现象,这里称之为反常压缩.SBS的脉冲反常压缩和脉冲压缩与抽运光的强弱会聚情况有关.利用数值模拟,模拟了强弱会聚情况下抽运光在水中的传输规律,强弱会聚情况的抽运光对受激布里渊散射形成的有效增益长度不同:抽运光强会聚时有效增益长度短,形成SBS脉冲宽度的反常压缩;弱会聚时有效增益长度长,也就是正常的SBS脉冲压缩.     

Compression characteristics of two new SBS mediums to generate 100-ps pulse for shock ignition

Stimulated Brillouin scattering (SBS) provides a simple and effective method to compress pulses to 100 ps for shock ignition. This paper gives out two kinds of novel SBS mediums with excellent quality and superior performance, FC-43 and FC-70. The SBS parameters of FC-43 and FC-70 are calculated and measured. Both of these two mediums have the properties of lower absorption, higher optical loads and short phonon lifetime. The shortest pulse width achieved by SBS compressor was 235 ps for FC-43 and 175 ps for FC-70, and the highest energy reflectivity was more than 80 % for both of them. The compression efficiency and stability of FC-70 is better than FC-43, indicating FC-70 is more suitable to be used as the SBS medium to generate 100-ps pulses.     

受激布里渊散射脉冲压缩技术研究进展

受激布里渊散射（SBS）作为三阶光学效应广泛应用于激光组束、分布式光纤传感、布里渊激光器等领域。近年来,SBS脉冲压缩亦得到特殊关注。基于布里渊放大过程中的能量转移特性,SBS脉冲压缩技术能够将ns量级脉冲压缩至亚ns量级,峰值功率可提升1～2个数量级。系统介绍了SBS脉冲压缩基本理论,综合论述了SBS压缩器结构、增益介质、泵浦脉冲等因素对脉冲压缩特性的影响,并对SBS脉冲压缩发展趋势进行了展望,为今后SBS特性的研究提供了有益参考,也为高重频、高能量激光的获取提供了可行方案。     

受激布里渊散射的线宽压缩及时间相干性

首先从实验上研究了受激布里渊散射(SBS)的线宽压缩效应. 发现线宽压缩直接受到脉宽压缩的影响. 进而提出了一种通过测量SBS脉宽来测量SBS线宽的新方法. 在此基础上, 详细讨论了SBS的时间相干性, 指出 SBS的时间相干性不是固定不变的, 而是随线宽压缩的程度发生变化. 最后指出 SBS的脉宽压缩率和时间相干性不能同时达到最佳值.     

受激布里渊散射的线宽压缩及时间相干性

首先从实验上研究了受激布里渊散射(SBS)的线宽压缩效应. 发现线宽压缩直接受到脉宽压缩的影响. 进而提出了一种通过测量SBS脉宽来测量SBS线宽的新方法. 在此基础上, 详细讨论了SBS的时间相干性, 指出 SBS的时间相干性不是固定不变的, 而是随线宽压缩的程度发生变化. 最后指出 SBS的脉宽压缩率和时间相干性不能同时达到最佳值.     

利用受激布里渊散射脉冲压缩效应获得高功率激光输出

 讨论了利用受激布里渊散射效应实现高功率激光脉冲压缩的基本原理,并做了相应的数值摸拟计算。利用星光Ⅱ装置进行了脉冲压缩的原理性实验,获得了约60％的能量转换效率和近4倍的压缩比。     

熔融石英玻璃受激布里渊散射效应实验研究

以自行研制的大能量单纵单横电光调Q激光系统作为抽运源，在小尺寸(2 cm×2 cm×4 cm)的熔融石英玻璃样品中实现了强烈发展的受激布里渊散射(SBS)过程，在工作介质无损伤的情况下，相位共轭波能量高达110 mJ，反射率约为60％.还研究了SBS能量反射率与入射角之间的关系，证实了此前提出的“自供种子光(self-Stokes-seeding)”效应的存在.提出了双棒串接的构型，得到了更为高效的SBS过程. 关键词： 受激布里渊散射 熔融石英玻璃 激光损伤 反射率