偏振光在非球形气溶胶中传输特性的Monte Carlo仿真

非球形气溶胶是影响辐射传输的重要因素. 系统给出了矢量辐射传输Monte Carlo模型, 并验证了其准确度; 考虑入射光偏振态, 讨论了不同方向漫射光Stokes矢量对气溶胶形状的敏感性; 分析了气溶胶形状、入射光偏振状态对光波退偏振度、透过率及反射率的影响. 模拟仿真结果表明, 对于不同偏振态的入射光, 不同方向的Stokes矢量对气溶胶形状变化的灵敏程度并不一致, 而在天顶角0°方向区域,Q, U及V分量对形状的灵敏程度普遍不高; 气溶胶形状对反射漫射光退偏程度的影响强于透射漫射光, 入射光偏振态不同, 漫射光退偏程度也存在较大差异. 气溶胶形状对光波整体透过率与反射率影响显著, 且该影响随传播距离增大而增大; 入射光偏振态对透过率与反射率影响相对较小, 与自然光相比, 水平偏振光透过率略偏小, 反射率略偏大, 垂直偏振光反之, 圆偏振光与自然光的模拟结果相当.     

实现圆偏振光非对称传输的完全光子禁带光波导异质结构的设计

从理论上提出了一种可以实现圆偏振光波非对称传输的器件设计。该器件是由锗、硅以及空气孔洞构成的具有完全光子禁带的二维光子晶体异质结构。本研究通过在光子晶体中引入线缺陷,构成能够实现高正向透射的光波导结构,同时设计可将光波发散的微腔结构并结合全反射原理抑制反向入射光,实现圆偏振光非对称传输,最终实现了圆偏振光在光通信波段(1550 nm)附近的高正向透射率(可达0.726)的非对称传输。圆偏振是具有固定相位差(π/2)的任意正交线偏振光的线性叠加,本研究设计的结构同时可以实现任意线偏振光的非对称传输,因此具有广泛的应用前景,其应用领域包括量子通信、信息处理、集成光学。     

气溶胶粒子散射和吸收特性对复折射率依赖性的数值研究

利用米散射理论数值计算分析了尺度参数为0.1~100时球形典型气溶胶粒子的散射和吸收特性对复折射率的依赖性关系。气溶胶粒子复折射率的实部和虚部是一个有机的整体,粒子复折射率的实部和虚部可以分别影响其散射和吸收特性。若实际大气气溶胶粒子大多是成核模态和积聚模态的小粒子,基于气溶胶的散射和吸收特性可以获得其复折射率的唯一解。但是,如果大气中存在大量的粗模态粒子时,气溶胶散射和吸收特性对其复折射率的依赖性较为复杂,只有选择有限的合适复折射率库区间,才有可能获得更合适的有效复折射率。     

烟尘中电磁波传输特性的Monte Carlo模拟

根据等效颗粒模型和分形理论,运用Mie理论和离散偶极子近似方法分别计算了烟尘簇团粒子在波长为06328?μm的电磁波入射情况下的单次散射特性.根据辐射输运理论,利用Monte Carlo方法对电磁波在烟尘中的传输特性进行数值计算,给出烟尘中反射率和透射率随入射角和烟尘厚度变化的数值结果,并分析了入射角、烟尘粒子的密度和厚度对反射率和透射率的影响.这为研究电磁波在密集分布介质中的传输特性提供了一种方法. 关键词： 烟尘粒子 离散偶极子近似 传输特性 Monte Carlo模拟     

皮肤组织可见与近红外Mie散射光学特性分析

依据Mie单次散射理论, 并考虑到皮肤组织复折射率实部的色散, 分析了在可见与近红外波段皮肤组织对光的吸收、散射及散射的方向特性。研究表明, 散射系数和吸收系数均随皮肤组织中散射粒子半径的增加而增加, 而且, 对于大粒子, 在某一波长处表现出强烈的散射和吸收特性。当粒子半径大于临界半径时, 散射系数呈现振荡特性, 随着折射率虚部的增加, 振幅减小。皮肤组织呈现前向散射特性, 且散射粒子的半径越大, 前向散射特性越明显。     

可实现宽频带光波非对称传输的自准直效应光子晶体异质结构

利用光子晶体的自准直效应和能带特性,设计了一种能实现宽频带光波非对称传输的二维光子晶体异质结构.该结构实现宽频带、高正向透射、非偏振选择的非对称传输.横电(transverse electric, TE)偏振光非对称传输波长带宽可达532 nm,在光通信波长1550 nm处正向透射率和透射对比度分别可达0.693和0.946;横磁(transverse magnetic, TM)偏振光非对称传输波长带宽为128 nm,在光通信波长1550 nm处正向透射率和透射对比度分别可达0.513和0.972;通过进一步优化异质结界面,在TE偏振光下非对称传输波长带宽可达562 nm.     

含有吸收材料对称结构一维三元光子晶体的透射谱

利用传输矩阵法理论,研究含吸收材料对称结构一维三元光子晶体的光传输特性。结果表明:当各层介质无吸收时,在较宽的禁带范围内出现一条透射率为100%的透射峰;当介质的折射率为带有正虚部的复数,即介质存在吸收时,禁带中的透射峰出现明显的透射衰减,且随着复折射率虚实比β的增大透射率出现单调衰减规律;当单个介质存在吸收时,随着各介质折射率虚实比的增大,透射率的衰减速度存在各异,其中以C介质的折射率虚实比βc对透射峰透射率的影响较大,其次为B,A的影响相对较小;当所有介质同时存在吸收时,透射衰减最为明显。这些特性为光学衰减器的设计提供理论指导意义。     

薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性

用特征矩阵法研究了薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性。研究发现:随着入射角增大,s偏振光透射模和p偏振光透射模的波长逐渐分离,但分离的幅度较小;随着入射角增大,s偏振光透射模的透射率作幅度较大的震荡变化,而p偏振光透射模的透射率变化较小;当入射角以1°/100的间隔变化时,可以在透射模波长不变的情况下,使s偏振光透射模的透射率发生显著变化,而p偏振光透射模的透射率基本不变。薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性可以在角度变化的测量中发挥重要作用。     

烟雾浓度对偏振光传输特性的影响

针对烟雾环境中烟雾浓度对偏振光传输特性的影响问题,采用烟煤粒子作为研究对象,分别研究了水平、垂直、+45°方向线偏振光及左旋、右旋圆偏振光经不同浓度介质传输后偏振度(DOP)的变化情况。采用蒙特卡罗方法建立仿真模型并对偏振传输理论进行分析。根据实测中浓度条件的不可控因素,采用光学厚度表征浓度,从仿真与室内实验两方面验证浓度对偏振光传输特性的影响。结果表明,偏振光入射时,偏振度随介质浓度的增加不断下降;水平、垂直、+45°线偏振光入射时,不同线偏振光偏振度随浓度的变化趋势大致相同;圆偏振光入射时,左旋、右旋圆偏振光的变化趋势基本一致;介质浓度较低时,圆偏振光偏振度随浓度的变化与线偏振光大致相同,而介质浓度较高时,圆偏振光的偏振度始终大于线偏振光,表明圆偏振光在高介质浓度、低能见度条件下具有更好的保偏能力。     

悬浊液光谱透射法测量烟尘粒子的复折射率

光谱复折射率是计算烟尘粒子散射特性的重要参数。该文在光谱透射法反演烟尘粒子复折射率理论的基础上,将烟尘粒子弥散于水中形成烟尘粒子悬浊液,通过可见光分光光度计测量该悬浊液的光谱透射率,通过激光粒度仪获得烟尘粒子的粒径分布,利用悬浊液光谱透射法对烟尘粒子的复折射率进行了反演。研究结果表明,烟尘粒子在可见光波长范围内没有明显吸收带,但随着波长的增加,透过率逐渐降低。烟尘粒子复折射率的反演结果与KBr样片法的反演结果吻合较好。利用悬浊液光谱透射法测量烟尘粒子的复折射率,实验过程简单,约束条件少,并可利用红外分光光度计测量透射率后,拓展至红外波段。     

基于相干叠加态的非正交编码诱骗态量子密钥分发

非正交编码协议和诱骗态方法可以有效地抵御光子数分离攻击. 由于相干叠加态中单光子成分高达90%, 常作为单光子量子比特的替代出现, 用于量子信息过程处理和计算. 本文结合非正交编码协议和诱骗态方法提出一种新的量子密钥分发方案, 光源采用相干叠加态, 推导了单光子的密钥生成速率、计数率下限和误码率的上限, 利用Matlab 模拟了无限多诱骗态情况下和有限多诱骗态情况下密钥生成速率和传输距离的关系, 得出该方案可以提升密钥生成速率并且提高安全传输距离, 验证了该方案可以进一步提高量子密钥分发系统的性能.     

Co-like Au52+离子双电子复合的理论研究

基于准相对论Hatree-Fock理论,采用Cowan程序详细计算了Co-like A u52+离子的双电子复合速率系数、自电离几率以及自电离能级.计算结果表明:由于径向波函数的穿透效应使得该离子自电离能级3d84l5s(l=s、 p、d、f)升高,造成能级间隔不随外层激发电子轨道角动量的增加单调减小的异常现象,即Δ(E3d8 4l5d-E3d84l5p)＞Δ(E3d84l5p-E3d84l5s)＞Δ(E 3d84l5f-E3d84l5d);双激发自电离态平均自电离几率具有特定的变化关系;双电子复合速率系数随着电子温度逐渐增加具有共振、高温收敛等特点,且双激发态轨道角动量大且宇称为奇的通道复合速率系数较大,其中辐射衰变通道为3d84fnd-3d9nd 的复合过程占优势,在Te=0.49*"KeV时共振峰αDR=1.01×10-11(cm 3sec-1).     

Monitoring heart and respiratory rates at radial artery based on PPG

To develop an apparatus for simultaneous monitoring of heart and respiratory rates using photoplethysmography (PPG) and Fast Fourier Transform algorithm (FFT), the PPG waveform was measured at the radial artery with an original based on diffuse reflectance mode photoplethysmographic device. An FFT algorithm was used to extract heart and respiratory information from the PPG waveform. The results good agree with conventional method. The correlation coefficient of heart rate and respiratory rate obtained using PPG waveform and conventional method is 0.988 and 0.976, respectively. The PPG waveform and FFT algorithm can contribute to quicker and more accurate measurement of human heart rate and respiration rate. A portable watch-like device can be made via this method and be utilized to monitor heart and respiratory rates in hospitals or daily life care.     

Studies on Poplar Parthenogenesis Induced by Laser

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Effects of Nonrubber Components on the Crystallization Behavior of Natural Rubber

The crystallization behavior of highly purified natural rubber (NR) was investigated by polarized light microscopy. NR was purified by enzymatic deproteinization followed by transesterification to remove nonrubber components present in the rubber. Nucleation rate and growth rate were estimated from a number of spherulites of different sizes observed in the course of crystallization for the purified NR. The slope of a linear line drawn in a plot of the logarithmic growth rate vs. 1/TΔT for the purified rubber was identical to that for the untreated rubber, suggesting that the lateral surface free energy was not a function of the nonrubber components. In contrast, nucleation was found to be promoted in the presence of nonrubber components, such as the fatty acids. This demonstrated that the crystallization of NR was significantly promoted by the nucleating effect of the fatty acids.     

基于PPG的心率和呼吸频率的测量研究

利用光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)测量人体生理参数具有操作简单、性能稳定和适应性强等优点.采用反射式光电测量法获得桡动脉PPG信号,对PPG信号做快速傅里叶变换,分析频域实现人体心率和呼吸频率的检测.实验结果表明利用快速傅里叶变换获得的心率和呼吸频率与监护仪获得的相应数据之间有...     

Enhancement or quenching effect of metallic nanodimer on spontaneous emission

The plasmonic effects of a metallic (Au or Ag) nanodimer on the excitation and emission of a single emitter placed within the gap of the nanodimer are studied to identify its overall performance (enhancement or quenching) for the spontaneous emission. The process of a spontaneous emission is divided into two stages for analysis: the excitation and the subsequent emission stages. For the excitation stage, the amplification of the local electric field around the gap region is studied to show the converging-lens effect of the nanodimer for focusing an incident light. For the emission stage, the apparent quantum yield of an electric dipole (the excited emitter) in the presence of the nanodimer is studied in terms of its radiative and nonradiative decay rates. Both models are simulated by the multiple multi-pole methods for solving Maxwell's equations. The results indicate that the overall enhancement factor of a metallic nanodimer on the spontaneous emission depends not only on its dimension (radius and gap) but also on the absorption and emission spectra of the emitter. Moreover, there is an optimal dimension (radius and gap) of a nanodimer for obtaining the maximum enhancement to a specific spontaneous emission. In addition, the observed emission spectrum of the emitter can be modified by the nearby nanodimer (a low-pass filter), and its lifetime can be reduced by two or three orders of magnitude due to the energy transfer between them.     

Influence of Atomizer Heating Rate on Precision in Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry

Lower furnace heating rates lead to an improvement of precision when working with non-optimized detection systems. The improvement can be ascribed to the relative improvement of time resolution of the detection system.     

自发辐射对量子级联激光器发光噪声的影响

为得到量子级联激光器特有的光噪声特性,通过在速率方程中引入Langevin噪声源以及自发辐射因子的方法,在单模与线性增益的情况下讨论了自发辐射因子及与偏置电流等参数与光噪声的强度及带宽等特性之间的关系,计算结果表明,增大自发辐射因子能降低光噪声的强度,增宽光噪声的3-dB截止频率,进一步的研究也表明,自发辐射因子对光噪声的影响与激光器的偏置电流有密切关系,这种影响在偏置电流较小时比较明显,但当偏置电流很大时自发辐射因子对光噪声的影响将变得很弱。     

EASTװ�ô�ֱ���ȶ����о�

对EAST装置偏滤器位形的放电中发生的垂直位移不稳定性的全过程进行了模拟,计算了磁轴垂直位移及垂直位移不稳定性的增长率。模拟的结果与实验结果符合得较好。