非线性光吸收研究的新进展

系统介绍了光吸收的几种非线性效应：饱和吸收，反饱和吸收和饱和吸收－反饱和吸收综合效应。讨论了用于解释这些效应的各种物理模型，分析了介质在不同脉宽的激光脉冲作用下所产生的不吸收机制，反饱和吸收稳态和动态特性，并介绍了非线性光吸收的可能应用。文中所涉及有关饱和吸收的内容是作者所领导的研究组近年来的研究成果。     

海水中硫酸镁弛豫声吸收的温度关系

当频率高于10kHz时，海水的声吸收主要是硫酸镁的化学驰豫声吸收和纯水的吸收，多年来，由Schulkin和Marsh所提出的海水声吸收公式得到了广泛的应用，不过，早在1965     

有机分子激发态非线性吸收的瞬态特性研究

提出了一种通过测量单脉冲光的输入与输出波形来研究激发态非线性吸收的新方法，用这种方法研究了纳秒脉作用下类卟啉镉溶液与甲基橙溶液的三重激发态的非线性吸收特性，前者为反饱和吸收现象，后者是由饱和吸收转化为反饱和吸收的新现象，实验结果验证了理论模拟和正确性。     

三能级固体激光介质对抽运光吸收的理论研究

从激光介质中光能量的传输方程和描述脉冲激光的能级跃迁速率方程出发，研究了激光介质对抽运光的吸收特性.理论分析表明，固体激光介质对抽运光的吸收不仅是指数函数吸收方式，当抽运光的能量密度增大到一定程度时激光介质对抽运光的吸收变为非指数函数吸收，吸收深度增加.以红宝石晶体为例进行了具体的理论计算，结果显示出了随抽运光能量密度增大介质吸收的变化规律. 关键词： 抽运 激光介质 光传输方程 光吸收     

吸收式热泵降膜吸收过程传热传质理论分析及实验关联

本文对吸收式热泵的降膜吸收过程中动量、能量及质量传递进行了较全面的理论分析，建立了变膜厚降膜吸收数学模型，揭示了吸收过程中热量、动量、质量传递过程间的相互作用关系并提出以ＰＥ数为核心的凝结式降膜吸收理论。依据该理论，成功地对降膜吸收过程传热实验数据进行关联，获得了实用传热计算的无因次准则公式。     

有机材料ZnTBP-CA-PhR的非线性吸收和光学限幅性能

报道了一种新型有机材料ZnTBP-CA-PhR的光学非线性吸收特性，此材料在激光作用下，在可见光区域具有反饱和吸收，再反饱和吸收和饱和吸收效应.同时发现该材料优良的光学限幅性能，不仅光限幅的阈值低，而且限幅前光透射呈线性状态没有光学非线性效应.用5能级结构模型及速率方程模拟了饱和及反饱和的实验曲线，分析了非线性吸收等的物理机理.     

有机材料ZnTBP—CA—PhR的非线性吸收和光学限幅性能

报道了一种新型有机材料znTBP—CA—PhR的光学非线性吸收特性，此材料在激光作用下，在可见光区域具有反饱和吸收，再反饱和吸收和饱和吸收效应．同时发现该材料优良的光学限幅性能，不仅光限幅的阈值低，而且限幅前光透射呈线性状态没有光学非线性效应．用5能级结构模型及速率方程模拟了饱和及反饱和的实验曲线，分析了非线性吸收等的物理机理．     

GaAs半导体材料中双光子吸收光限幅与偏振方向的关系

理论分析了线偏振光波的偏振方向对ＧａＡｓ半导体双光子吸收的影响，实现了ＧａＡｓ半导体材料中不同偏振方向的双光子吸收限幅，提高了双光子吸收光限幅的性能。     

金属微粒-介质复合薄膜(Au-BaO,Cu-BaO)的光吸收

对真空沉积方法制备的贵金属微粒(Au,Cu)与介质(BaO)构成的复合薄膜做了近紫外—可见光吸收光谱分析.两种薄膜的吸收谱有明显不同，Au-BaO薄膜的吸收谱图可观察到等离激元共振吸收和带间跃迁吸收，而Cu-BaO薄膜在可见光波段有几个吸收峰，这是因为Cu微粒在薄膜生长中形成了非常小的颗粒.当贵金属含量不同时，吸收谱有不同的特征. 关键词：     

复合阶段激光吸收区等离子体的欧拉空间特性

对利用电子传热区与激光吸收区复合机制产生Ｘ光激光的情况进行了比较．研究了激光吸收区等离子体在欧拉空间中的特性，并估计了最佳激光沉积能量，激光吸收区质量．     

多声源的自由场有源声吸收

本文利用声源辐射阻抗讨论了三维空间有源声吸收问题．推导出适用于任意初级声场条件下的多次级源最优复强度的一般表达式，并通过分析声源辐射阻抗的变化规律阐明了声吸收的机理．在此基础上，以两个点源在平面波声场中的声吸收为例，详细讨论了次级源吸收功率与两源位置的变化关系，并给出消声区域分布规律．最后在半消声室中获得了良好的实验效果，验证了所得结论．     

0.351μm激光辐照Au盘靶吸收、散射规律的实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上，利用80只分立式探测器研究了约0.8ns，0.351μm激光辐照Au盘靶的吸收、散射．结果表明，强度约为5×10¹⁴W/cm²的激光以10°角入射，吸收可达90%以上；但是，以45°角入射，吸收仅为75%左右，散射高达25%．散射主要来自未被等离子体充分吸收的激光在弯曲临界面上的反射，同时伴随少量受激布里渊散射．吸收的理论计算与实验结果进行了比较，两者符合较好． 关键词：     

半导体超晶格子带间跃迁光吸收理论研究

从理论上研究了半导体超晶格子带间跃迁的光吸收性质，以GaAs/AlxGa1－xAs超晶格为例进行数值计算，分析了该材料的吸收系数随入射光光子能量、光场强度和超晶格结构参量（阱宽，垒宽，势垒高）的变化关系计算表明：随着入射光光子能量的变化，出现非对称的吸收峰；光强只改变吸收系数大小；超晶格结构参量会改变吸收谱的谱宽和吸收峰所对应的入射光频率随着超晶格阱宽（垒宽）的增大，吸收谱由宽变窄，吸收峰红移；随着超晶格Al组分变大，吸收谱变窄.     

ZnO薄膜的反射、透射光谱及能带结构测量

采用正入射的方法研究了生长在硅基片上的氧化锌薄膜的反射光谱，测量出氧化锌薄膜的光学吸收边在370nm，所对应的能量值为3.35eV，测量生长在石英玻璃基片上的氧化锌薄膜的透射光谱，得到相同的吸收边，表明ZnO薄膜的光学禁带宽度与体材料的禁带宽度一致，反射谱中，在550－600nm之间观察到一个吸收峰，吸收峰的位置以及吸收边的陡峭程度都薄膜的结晶状况的不同而有所不同。     

粒子模拟软件吸收边界的研究

 实现了时域有限差分法的Gedney完全匹配层吸收边界条件，并进行了数值验证和参数优化。从结果可以看出其有较低的反射，性能优良；对吸收媒质厚度和电导率分布阶数的参数优化结果与Gedney经验值基本一致。将此吸收边界模块加入到国产粒子模拟软件CHIPIC中，同美国商业粒子模拟软件MAGIC相比有更好的吸收效果。通过对2维极坐标下磁控管的模拟，证明了此吸收边界具有实际应用价值。     

基于离散极大值法的太赫兹光谱特征吸收峰提取方法

太赫兹波在电磁波谱中介于微波和红外辐射之间，具有指纹特性、安全无损、强穿透性等特点，因此太赫兹光谱技术在药品成分和组成检测领域具有广泛应用价值。针对高纯度物质识别研究中存在部分弱吸收峰不易识别，以及混合物的太赫兹光谱中吸收峰强度降低而导致吸收峰位信息模糊化的问题，提出了一种基于离散极大值法的光谱吸收峰位识别方法，即伴随拐点法。伴随拐点法首先利用目标检测物太赫兹吸收系数谱图的一阶和二阶导数确定吸收峰位的伴随拐点和基线谱，其次将原始吸收光谱与基线谱进行差分运算得到差谱，最后根据离散极大值法确定吸收峰位，从而实现特征吸收峰的识别。为验证伴随拐点法的有效性，采用伴随拐点法对四种硝基呋喃类样品光谱进行吸收峰提取，并将吸收峰位识别结果与仿真结果进行比较。实验结果证明，伴随拐点法能有效识别目标检测物的强吸收峰和弱吸收峰。该方法不仅在含峰目标物的太赫兹特征吸收峰识别问题中具有广泛的应用前景，还适用于其他光谱的谱峰峰位检测。     

固氢掺锂体系锂原子吸收谱的高压研究

 利用路径积分蒙特卡罗方法，基于Lax的半经典理论谱，研究了在T=5 K条件下，压力对固氢掺锂体系锂原子吸收谱的影响。结果表明，随着压力的增加，锂原子吸收谱半宽逐渐增加，而吸收谱的质心谱移随压力的增加，先向高能方向移动，达到最高点以后，又向低能方向移动。对具有低对称性结构的俘获点，压力导致三体吸收谱劈裂为单峰加双峰吸收谱，而且单峰和双峰间的距离随压力升高而增加。     

弹性波由吸收圆柱的散射

研究了弹性纵波照射粘弹圆柱产生的稳态散射，导出了简洁的散射场解析表达式，数值计算了吸收和非吸收圆柱散射作的散射截面。结果表明，对高速圆柱散射体，散射截面随Ka增加是光滑振荡变化的，吸收圆柱和非吸收圆柱散射截面特征类似。对低速圆柱散射体，振荡变化的散射截面上叠加有一系列狭窄峰，散射圆柱和周围介质的对应速度差别越大，这种狭窄峰也越多，越靠近极值附近，这些狭窄峰越密，圆柱存在吸收衰减时将降低这些狭窄峰。当散射圆柱和周围介质对应的纵波速度和横波速度差别很小时，散射截面为非规则的小幅度的谐振。     

绝对式高能量激光能量计温度特性研究

对绝对式量热法高能量激光能量计吸收腔的内、外壁温度差特性进行了详细的理论研究和实验验证。用第二非齐次边界条件和第二齐次边界条件的热传导方程分别建立了吸收腔在激光加热过程中和激光加热结束后的温度分布，利用模拟实验对激光照射吸收腔的过程进行模拟，得到内、外壁温度差的实验数据。利用数值模拟法，对理论分析结果作数值分析，理论分析结果与实验数据非常接近，从而证明了在激光加热过程中，虽然吸收腔内外壁存在固定的温度差，但当激光结束后，该温度差将迅速减小，吸收腔达到热平衡。     

有耗介质完全匹配层在时域多分辨分析中的应用

 对无耗和有耗介质中的完全匹配问题进行了研究，将广义完全匹配吸收层(GPML)应用到时域多分辨分析（MRTD）中。GPML是在扩展坐标系下由Maxwell方程得到的，在MRTD中实现对GPML的求解，并在频域对GPML进行了有效性分析，得出了GPML在不同空间步长和不同吸收层厚度情况下入射波由真空入射到吸收层的反射系数在频域的分布，并给出了有耗介质中GPML吸收效果的例子。结果表明，GPML的反射系数在一定频率范围内小于-40 dB，且随着计算空间步长的减小和吸收层厚度的增加而减小。GPML既可以用来截断无耗介质也可以用来截断有耗介质，为时域多分辨分析方法提供了一种较为通用的吸收边界。