Cr和C共掺TiO_2的电子结构和光学性质的研究

利用第一性原理计算,研究了Cr与C共掺锐钛矿型TiO_2的能带的结构,态密度和光学性质.我们构建了两种不等价的Cr与C紧邻共掺体系:CrC_1-TiO_2和CrC_2-TiO_2.CrC_1-TiO_2体系在价带上方出现了主要由C-2p轨道和Cr-3d轨道耦合成的子带.同时,由于姜-泰勒变形效应,Cr-3d轨道的t_(2g)轨道进一步分裂的成Cr-3d_(yz)轨道在导带底形成附加带,有效带隙较纯TiO_2相比变窄了0.84eV.CrC_2-TiO_2体系带隙中有深带隙态存在,由于深间隙态的存在,价带顶到深带隙的能量宽度为0.84eV,电子从价带顶转移到导带底的所需要的能量将大大减小.最后,我们对纯TiO_2和Cr与C紧邻共掺TiO_2的光学特性进行了计算.结果显示Cr与C共掺TiO_2的光学吸收谱都有很好的可见光区域分布,大大提高了太阳光的利用率.     

松木尖劈吸声性能研究

在声脉冲管中研究了圆锥和圆劈的松木水声吸声材料,发现:1)吸收性能随浸水时间作无规则变化,一般讲来时间长的性能较好;2)圆锥尖劈的吸收截止波长λ_0(?)0.4—0.6L_1,与用W.K.B.近似求出的值相近;3)当总长度L=20厘米时,圆锥尖劈的最佳比值L_1/L=0.7,截止频率f_0=10千赫,圆劈的L_1/L=0.9,f_0=10千赫;4)大面积松木尖劈测试结果与管中数据基本符合.文中报导了松木的复声速.长为20匣米的松木尖劈宜用做水池的消声材料.     

光学元件库——欧普特科技

北京欧普特公司参照国际通常规格及技术指标,备有完整系列的精密光学零部件(备有产品样本供参考),供国内各大专院校、科研机构、实验室随时选用,公司同时可为用户提供技术咨询.光学透镜:平凸、双凸,平凹、双凹,消色差胶合透镜等.直径1~150 mm;焦距1~1 000 mm;材料包括光学玻璃,紫外石英玻璃,有色光学玻璃,红外材料.光学棱镜:1~50 mm各种规格直角棱镜,及其他常用棱镜.光学反射镜:各种尺寸规格的镀铝,镀银,镀金,及介质反射镜,直径5~200 mm.光学窗口:各种尺寸规格、材料的光学平面窗口,平晶.直径5~200 mm.各种有色玻璃滤光片:规格5~200 mm(紫外…     

双离子束溅射中红外SiO2薄膜热稳定性研究

通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO2薄膜,分析了SiO2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2 μm和中红外3~5 μm波段)在400 ℃~1 000 ℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400 ℃附近,SiO2薄膜残余应力存在局部极小值;SiO2薄膜光学性能的演化与膜层表面质量、内部残余应力及微观结构变化密切相关;经1 000 ℃高温处理后,蓝宝石窗口表面SiO2薄膜红外透射性能仍能保持很好的稳定性,且膜层表面没有出现显著的气泡、开裂等损伤形貌.该研究结果可为恶劣环境下光学窗口头罩表面薄膜系统的设计提供指导.     

双离子束溅射中红外SiO_2薄膜热稳定性研究（英文）

通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO_2薄膜,分析了SiO_2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2μm和中红外3~5μm波段)在400℃~1 000℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400℃附近,SiO_2薄膜残余应力存在局部极小值;SiO_2薄膜光学性能的演化与膜层表面质量、内部残余应力及微观结构变化密切相关;经1 000℃高温处理后,蓝宝石窗口表面SiO_2薄膜红外透射性能仍能保持很好的稳定性,且膜层表面没有出现显著的气泡、开裂等损伤形貌.该研究结果可为恶劣环境下光学窗口头罩表面薄膜系统的设计提供指导.     

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北京欧普特公司参照国际通常规格及技术指标,备有完整系列的精密光学零部件(备有产品样本供参考),供国内各大专院校、科研机构、实验室随时选用,公司同时可为用户提供技术咨询.光学透镜:平凸、双凸、平凹、双凹,消色差胶合透镜等,直径Φ1~150 mm;焦距1~1000 mm;材料包括光学玻璃,紫外石英玻璃,有色光学玻璃,红外材料.光学棱镜:1~50 mm各种规格直角棱镜,及其他常用棱镜.光学反射镜:各种尺寸规格的镀铝,镀银,镀金,及介质反射镜.直径Φ5~200 mm.光学窗口:各种尺寸规格、材料的光学平面窗口,平晶.直径Φ5~200 mm.各种有色玻璃滤光片:规格Φ5…     

光学元件库——欧普特科技

北京欧普特科技有限公司参照国际通用规格及技术指标,备有完整系列的精密光学零部件(备有产品样本供参考)供国内各大专院校、科研机构和实验室随时选用,我公司同时可为您提供技术咨询.光学透镜:平凸、双凸、平凹、双凹、消色差胶合透镜等,直径1~150 mm,焦距1~1000 mm,材料包括光学玻璃、紫外石英玻璃、有色光学玻璃和红外材料.光学棱镜:1~50 mm各种规格直角棱镜及其它常用棱镜.光学反射镜:各种尺寸规格的镀铝、镀银、镀金及介质反射镜,直径5~200 mm.光学窗口:各种尺寸规格、材料的光学平面窗口和平晶,直径5~200 mm.各种有色玻璃滤光片:直径5…     

激波管壁AlO自由基B~2Σ~+-X~2Σ~+和C~2Π_r-X~2Σ~+带系辐射光谱的研究

爆轰驱动过程中产生的高温高压气流对铝质膜片、激波管壁产生烧蚀和冲刷作用,以致激波管壁、端盖上附有氧化铝等杂质,而高温下AlO自由基在气体分子的高速碰撞下被激发并产生强烈的辐射,从而干扰了高温气体辐射光谱的分析。用爆轰驱动加热技术将空气加热到4 000~7 000 K,利用多通道光学分析仪对AlO自由基辐射光谱进行分析,实验发现在460~530 nm波长范围内有多支辐射非常强烈的AlO自由基B2Σ+-X2Σ+(T00=20 689 cm-1)带系辐射谱带,且每支谱带都由多个带头组成,带头间隔约为2 nm,带头处于高频位置并向低频方向伸延。通过实验与理论计算相结合,重点分析了AlO自由基B2Σ+-X2Σ+带系辐射光谱的结构特征。AlO自由基C2Πr-X2Σ+(T00=33 047 cm-1)带系辐射光谱处于270~335 nm波长范围内,其辐射强度相对于B2Σ+-X2Σ+带系较弱,并且与OH基A2Σ+-X2Π(T00=32 682 cm-1)带系辐射光谱互相干扰而难以分辨,对该波段高温空气的辐射光谱分析产生不利的影响。     

自旋3/2粉末样品四极核中心跃迁的NMR回波序列

本文提出脉冲序列45_X~°—t_1—90_(±Y)~°—t_2,从理论和实验上证实了它能够有效地会聚粉末样品中I=3/2四极核中心跃迁的磁化矢量,并对该回波序列的激发谱宽作了数值计算。     

基于光学和红外特征模拟的植物仿生材料设计制备

植物自身的生理结构和蒸腾作用等生命特征,使其具有独特的光学和红外特征。在光学波段由于叶绿素和水分的共同作用,植物叶片在550,680,1 400和1 900nm等波长附近形成了明显的光谱反射特征变化;在红外波段由于植被蒸腾作用的驱动,使其具备主动调节自身温度的功能,红外特征异于人工材料;基于此提出了一种模拟植物光学和红外特征的仿生材料设计制备方法。在绿色植物光学和红外特性及其形成机理分析基础上,进行了植物仿生材料的组分设计和热传导过程分析,完成了材料传热控制方程建立和结构参数确定。利用水分吸附脱附材料、光学颜料等人工材料,确定了基于光学和红外特征模拟的植物仿生材料制备方法。以聚乙烯醇材料作为植物仿生材料的成型物质和水分吸脱附材料,以铬绿、大分子黄等光学颜料作为材料着色剂,采用化学铸膜方法制备了植物仿生材料薄膜,并进行了实际测试验证。吸脱附测试表明:一定厚度植物仿生材料样品吸附量可达1.3kg·m-2,可满足材料日蒸腾耗水量的要求;光学和红外模拟效果测试表明:植物仿生材料在光学波段(380~2 500nm),特别是1 400和1 900nm波长附近植物水吸收波段)内能够较好模拟植被的光谱反射特性,且具有与绿色植物相似的红外辐射日周期变化趋势,与绿色植物的日平均辐射温差为0.37℃,最大温差0.9℃,其仿生和蒸腾过程模拟效果明显。     

A Note on Exact Solutions to Linear Differential Equations by the Matrix Exponential

It is known that the solution to a Cauchy problem of linear differential equations: $$x'(t)=A(t)x(t), \quad {with}\quad x(t_0)=x_0,$$ can be presented by the matrix exponential as $\exp({\int_{t_0}^tA(s)\,ds})x_0,$ if the commutativity condition for the coefficient matrix $A(t)$ holds: $$\Big[\int_{t_0}^tA(s)\,ds,A(t)\Big]=0.$$ A natural question is whether this is true without the commutativity condition. To give a definite answer to this question, we present two classes of illustrative examples of coefficient matrices, which satisfy the chain rule $$ \frac d {dt}\, \exp({\int_{t_0}^t A(s)\, ds})=A(t)\,\exp({\int_{t_0}^t A(s)\, ds}),$$ but do not possess the commutativity condition. The presented matrices consist of finite-times continuously differentiable entries or smooth entries.     

On the classification of multidimensionally consistent 3D maps

We classify multidimensionally consistent maps given by (formal or convergent) series of the following kind:

$$\begin{aligned} T_k x_{ij}=x_{ij} + \sum _{m=2}^\infty A_{ij ; \, k}^{(m)}(x_{ij},x_{ik},x_{jk}), \end{aligned}$$

where \(A_{ij;\, k}^{(m)}\) are homogeneous polynomials of degree m of their respective arguments. The result of our classification is that the only non-trivial multidimensionally consistent map in this class is given by the well-known symmetric discrete Darboux system

$$\begin{aligned} T_k x_{ij}=\frac{x_{ij}+x_{ik}x_{jk}}{\sqrt{1-x_{ik}^2}\sqrt{1-x_{jk}^2}}. \end{aligned}$$

     

A method of precise determination of the optical constants of uniaxial crystals from the compensator parameters

A method of determination of the refractive indices of uniaxial crystals from the compensator parameters is proposed. In this case, the accuracy is limited by the temperature fluctuations inside a crystal. The orientation of the optical axis with respect to the surface and the thickness and the thermal expansion coefficient of the crystal can be determined additionally. This method can be used for precise determination of the refractive indices and absorption coefficients of biaxial crystals. Experimental results of determination of the temperature coefficients of the refractive indices and of linear expansion for a plane-parallel plate cut from artificial crystalline quartz parallel to the optical axis are presented.     

Optical fibre packaging in loose fitting tubes of orientated polymer

A technique is described by which an optical fibre may be packaged in a loose fitting tube of oriented polypropylene. This structure offers substantial improvements in resistance to microbending. The linear expansion coefficient of the material is very small and can be varied about zero, allowing matching to the fibre so that temperature variations do not cause fibre buckling.     

RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)

本文利用第一性原理和准谐近似的方法研究了一系列钛酸盐烧绿石,即RE₂Ti₂O₇（RE=Gd,Y,Ho,Er）的结构、机械性能及热学性质。研究结果表明,在基态下RE₂Ti₂O₇具有良好的抗压、抗剪切能力。并且,由于这些化合物的齐纳指数接近于1,可近似地看作各向同性材料。此外,计算得到的热膨胀系数在高温区与实验值符合得较好。在500~1 500 K温度区间内,平均热膨胀系数为（10.4~13.1）×10-6 K-1。基于Slack模型,我们还计算了这些材料的晶格热导率,当温度等于1 000 K时,这四种物质的热导率在区间（1.5~4.9）W·m-1·K-1内。     

AIRS红外高光谱卫星数据反演卷云光学厚度和云顶高度

基于大气红外探测器L1B红外高光谱辐射观测资料,结合中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)云产品数据,利用通用大气辐射传输模式(combined atmospheric radiative transfer model,CART),根据模式模拟和AIRS实际观测亮温的亮温差,研究从AIRS红外波段1 070～1 135 cm-1高光谱数据反演卷云的光学厚度和云顶高度。将反演的卷云光学厚度与云顶高度作为输入参数模拟计算650～1 150 cm-1波段卷云大气顶的辐射亮温谱,并将模拟值与AIRS观测亮温谱进行了对比分析。将反演的卷云光学厚度和云顶高度和AIRS的760通道(900.56 cm-1,11.1 μm)的亮温以及MODIS卷云反射率进行了对比分析。最后将反演的卷云云顶高度和MODIS云顶高度进行了对比分析。研究结果表明：反演所使用的650～1 150 cm-1波段模式模拟和观测亮温谱吻合得很好,说明CART可以较好的模拟AIRS亮温谱。反演的卷云参数与AIRS在大气窗口区的760通道(900.56 cm-1,11.1 μm)的亮温的分布满足低亮温对应较大的卷云光学厚度和高云顶高度。反演的卷云参数和MODIS卷云的反射率分布满足高卷云光学厚度和云顶高度对应高卷云反射率。反演的卷云云顶高度和MODIS的卷云云顶高度之间线性相关系数相对较高,且都在8.5～11.5 km的概率较高,两者的概率分布趋势一致。说明CART可以用于反演卷云的性质,反演结果具有一定的可靠性。     

Thermal expansion and lattice dynamics under pressure of ZnS,ZnSe and ZnTe

The thermal expansion against temperature of ZnS, ZnSe and ZnTe is studied theoretically using the experimental pressure dependence of elastic stiffness constants and phonon frequencies. The mode Grüneisen parameters obtained from the high pressure effect on the one- and two- phonon Raman spectra at the metallic transition pressure by Weinstein are used originally, but do not reproduce the experimental linear expansion coefficient at high temperatures. The contributions from optical modes with large phonon frequency are important to the thermal expansion at high temperatures, and a set of mode Grüneisen parameters, which bring good agreement with the observed linear expansion coefficient not only at low temperatures, but also at high temperatures, are obtained. Then, the phonon dispersion curves of ZnS, ZnSe and ZnTe at their metallic transition pressures are quantitatively shown.     

一种基于F-P标准具的金属线膨胀系数测量方法

本论文提出一种基于F-P标准具的金属线膨胀系数测量方法.该方法利用光杠杆将金属棒受热膨胀时的伸长量转化为F-P标准具干涉光场中干涉条纹半径的变化,通过测量干涉条纹的间距便可实现对金属线膨胀系数的测量.由于该方法仅需测量F-P标准具干涉光场中外侧条纹的间距,并且F-P标准具的多光束等倾干涉可以产生锐利的干涉条纹,因此测量过程更加简便,实验结果的精确度更高.通过实验测量验证了该方法的可行性与可靠性.     

波分复用薄膜带通滤光片的中心波长温度稳定性

讨论了影响波分复用薄膜滤光片中心波长漂移的因素 ,着重分析了滤光片的温度稳定性。根据实验结果 ,借助于高桥模型 ,分析计算了滤光片的折射率温度系数、线膨胀系数和泊松比以及它们对温度漂移的影响。得到了Ta2 O5/SiO2 滤光片薄膜的折射率温度系数、线膨胀系数、泊松比分别为 1× 10 -5℃-1,5× 10 -7℃-1和 0 12 ,指出了这三个参量是影响温度稳定性最重要的因素 ,特别是薄膜的折射率温度系数。对特定的基板热膨胀系数 ,通过调节滤光片的干涉级次和间隔层材料 ,可望得到零温度漂移的稳定滤光片。     

Combined effects of electric and magnetic fields on confined donor states in a diluted magnetic semiconductor parabolic quantum dot

A variational formalism for the calculation of the binding energies of hydrogenic donors in a parabolic diluted magnetic semiconductor quantum dot is discussed. Results are obtained for Cd Mn Te/Cd Mn Te structures as a function of the dot radius in the presence of external magnetic and electric fields applied along the growth axis. The donor binding energies are computed for different field strengths and for different dot radii. While the variation of impurity binding energy with dot radii and electric field are as expected, the polarizability values enhance in a magnetic field. However, for certain values of dot radii and in intense magnetic fields the polarizability variation is anomalous. This variation of polarizability is different from non- magnetic quantum well structures. Spin polaronic shifts are estimated using a mean field theory. The results show that the spin polaronic shift increases with magnetic field and decreases as the electric field and dot radius increase.