可分离再现的双脉冲曝光全息图

本文提出一种可以分别再现双脉冲曝光粒子场全息图的两幅图像的技术,记录全息图时,利用电光晶体和偏振分光棱镜,使两个光脉冲的物光波或参考光波沿不同的空间路径到达全息底板,从而通过不同的空间滤波在再现全息图时分别获得对应于不同脉冲时刻的粒子场图像.实验证实了该技术的可行性.     

粒子场数字全息诊断中的再现算法研究

 粒子场的数字全息诊断中,良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场,使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录,得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法,本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究,结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀,再现结果中无物理图像压缩,可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点,适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。     

微射流粒子场的同轴Fraunhofer全息测试

由于激光全息技术进行物理测试时具有图像直观、信息量大、非接触测量、抗电磁干扰等优点，而受到人们的广泛关注。采用同轴Fraunhofer全息技术记录微射流粒子场的实验装置由激光器、爆轰实验装置、4F传像系统、记录系统、时问同步系统等组成。爆轰实验装置为一可抽真空的爆炸容器，其目的是为了产生一个微射流粒子场，实验研究中在铜飞片上打一些小坑，当冲击波到达时小坑中将能产生微射流；脉冲宽度为10ns的记录用激光器可以将直径为几十微米、运动速度为每秒几千米的微射流粒子场瞬间“冻结”，从而获得清晰的全息图像；通过调节DG535精密数字延迟脉冲发生器输出信号的延迟时间，控制脉冲激光器出光和爆轰实验装置爆炸的时间，从而达到产生运动粒子场和脉冲激光束到达时间的同步。通过同步调节延迟时间，可以获取同一空间不同时刻的粒子场信息。对拍摄的全息图经过线性处理后在连续YAG陪频激光器下再现，将再现获取的信息利用CCD相机储存在计算机上，对图片进行处理可以获取运动粒子场的分布、粒子的大小、粒子的质量等信息。     

激光尾流场的2.5维粒子模拟

 用2D3V PIC粒子模拟方法分析了超短脉冲超强激光在稀薄等离子体中激发尾流场的产生过程及电子在尾流场中的加速过程。“前向Raman散射”使得激光脉冲沿传播方向拉长，脉冲的尾部变陡，它导致静电场的相速度和饱和时超热电子的最大动能明显减小，也使得激发尾流场的最佳脉冲宽度变小。     

平面碰撞中快粒子增速问题的几何描述

本文用几何的方法说明平面碰撞中快粒子增速的速度范围，两粒子碰撞时刻相互作用力方向怎样时才能出现快粒子的增速和快粒子增速的概率问题。     

用脉冲激光全息术测量喷雾场中粒子的分布和运动速度

本文叙述了用脉冲激光全息术测量喷雾场中粒子的分布和运动速度的原理，阐明了同轴全息和离轴全息在测量雾场的应用范围，重点讨论了离轴全息。测量光学系统是４Ｆ系统，它可以测量粒子浓度大的雾场中大于５μｍ的粒子分布和运动速度。在平行光场区段，可进行不同装置、不同景深的喷雾研究，使每个粒子具有相同的放大倍数，它给再现、数据处理、粒子大小的标定都有很大的好处。文中还分析了在底片上形成干涉的各种情况；粒子直径ｄ，远场数Ｎ和从底片到粒子的距离Ｚ的关系。给出脉冲间隔为５μｓ；１０μｓ粗度为±０．１μｓ时不同直径粒子的分布和运动速度在电视屏幕上显示出来的照片。在上述实验结果的基础上讨论了粒子的识别，噪音的消除等问题。     

多通道瞬态全息粒子场测量

采用光学多通道方法进行粒子场的全息拍摄,可以有效地减小相干噪音的干扰,同时极大地提高了对粒子场的层析能力,对于粒子大小为100μm下的粒了场层析能力能达到1mm。前后粒子之中可以互不干扰,便于准确地测量粒子的大小、运动方向和速度等。文中进行了理论分析和实验,结果较好。     

用阈值函数分析粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响

用阈值函数分析了粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响,从理论上得到了非线性记录影响粒子场同轴全息再现像的模型,并数值模拟了不同形状粒子在非线性记录下的再现像,得到再现像出现了边缘剪切效应.实验验证了数值模拟的结果,完善了粒子场同轴全息理论,并为粒子场同轴全息图像处理提供了光学产生边缘剪切效果,节约了图像处理的时间.     

基于原子自旋相干实现多光场存储

提出了一种在原子系综中基于电磁感应透明利用多个四波混频过程来实现多光场存储和再现的方案。考虑Λ型~(87)Rb原子在相对较强耦合场和探测脉冲作用下,同时引入一个或两个相对较弱的混频场利用拉曼散射产生一个或两个反斯托克斯场。通过求解密度矩阵方程和麦克斯韦传播方程,分析了输入信号场与其输出场以及产生的四波混频场之间的关系,讨论了退相干衰减率对存储效率的影响,论证基于电磁感应透明所产生的原子自旋相干通过两个四波混频过程可实现三个光场的存储和再现,且存储时间可以达到45μs。该方案原则上可以推广到任意多光场的存储和再现,可望在量子信息处理和存储领域具有潜在的应用价值。     

数值模拟微米粒子的体全息记录与再现

体全息对小粒子记录及再现的影响关系到体全息材料在粒子场检测领域的应用前景,提出结合角谱传播理论与多光栅耦合波理论进行体全息图衍射分析的方法,并数值模拟了微米量级小粒子衍射光场的体全息记录与再现。数值分析结果表明体全息理论并不能像薄全息理论那样精确的再现出原始物光。其再现光场的角谱分布相对于原始光场存在高阶衰减,这使得再现光场成像后的图像边缘模糊,而且模糊程度还会随着粒子尺寸的下降逐渐上升。虽然这一现象为粒子边缘判读带来困难,但是再现图像的径向强度分布可为提高判断精度提供有益的参考。     

空气击穿效应对粒子全息像的影响

 在粒子场全息实验中,研究了4F光学成像系统不抽真空时,其内部实焦点处由于光脉冲能量聚焦引起的空气击穿现象。发现在这种情况下得到的同轴和离轴全息粒子再现像,与实焦点未被击穿时得到的正常全息再现像相比,其强度分布发生了反转。理论分析表明,这种情况是由于实焦点处空气击穿引起的空间滤波效应造成的。研究发现:在离轴粒子场全息实验中,合理调整曝光强度,利用4F系统中的空气击穿效应可以获得高清晰度的全息再现象。     

两个正交子能级的V型三能级系统的粒子数振荡特性

研究了线偏振脉冲光场激发下,半导体量子点中两个正交子能级上的粒子数振荡特性.利用旋转波近似方法给出了共振激发和无衰减时粒子数运动方程的解析解.引入了该系统的等效跃迁偶极矩和等效脉冲面积，并给出了其关系表达式.理论分析表明，该体系中的子能级上粒子数振荡的振幅和频率都可以通过改变激发场的偏振角和系统的初态条件进行调控. 关键词： Rabi振荡 旋转波近似 三能级系统     

乙醇喷雾场粒子尺寸和速度的数字全息测量

利用连续波激光器和高速CCD,采用数字同轴全息系统,记录了乙醇喷雾粒子场全息图.对粒子场再现像进行聚焦像合成,自适应滤波、二值化、Roberts边缘提取,Hough变换和亚像素精度计算,得到粒子的直径和位置信息.利用两次曝光记录的两个序列全息图得到粒子位移,进而求得粒子的运动速度,给出了实验结果.研究结果表明,该实验系统可用于内燃机喷雾场测量,且具有光路系统简单、成本低等特点.     

Diffusion of stable electron-hole plasmas in magnetic fields

The transport of a semiconductor plasma, composed of electrons and holes, can be described with the aid of moments relativ to the conditional one particle density function. To calculate these moments, an operator equation is given which was derived with the generalized Stratonovich method. This equation is extended by taking recombination and scattering with a lattice into account. The coefficient functions are determined for stable and homogeneous systems in a self-consistent manner. In particular, the spatial diffusion of test particles in a strong magnetic field is considered, neglecting quantum effects. The anomalous contribution to the diffusion across the magnetic field is calculated explicitly and compared with that for a high temperature plasma. It is shown, that anomalous diffusion is possible also in stable systems, provided the time dependence of the stochastic electric field is determined by the polarization due to the test particle.     

基于Zernike正交矩的亚像素图像线宽测量算法

针对图像内的细窄线宽,提出了一种基于Zernike正交矩的亚像素图像线宽检测算法。该算法具有明确的几何模型,通过计算图像的2阶和4阶Zernike正交矩,推导出了亚像素线宽表达式。根据数字图像的离散性,给出了计算正交矩所需的模板系数,并分析了由离散性造成的原理误差。将所提出的亚像素线宽检测技术应用于安瓿内异物粒径的标定实验,结果表明:该算法可有效地测量弱小目标在图像中的亚像素线宽值,从而得到了异物粒径大小与亚像素线宽之间的标定曲线。     

A rapid measurement of flow propagators in porous rocks

NMR flow propagators have been obtained for brine flowing through Bentheimer sandstone using the rapid DiffTrain pulse sequence. In this way, 8 flow propagators at different observation times Delta were acquired in 67 mins, compared to 7 h for the same measurements implemented with conventional pulsed field gradient (PFG) sequences. DiffTrain allows this time saving to be achieved through the acquisition of multiple displacement probability distributions over a range of Delta in a single measurement. If only the propagator moments are required, this experiment time can be further reduced to 9 mins through appropriate sparse sampling at low q values. The propagator moments obtained from DiffTrain measurements with dense and sparse q-space sampling are shown to be equivalent to those obtained from conventional PFG measurements.     

Motion of a classical charged particle with spin in the external field of a plane electromagnetic wave

We obtain the solution to the equations of motion for a classical particle with spin, electric and magnetic charges, and electric and magnetic normal and anomalous moments, in the field of a plane electromagnetic wave. An explicit form of the solution is given for linearly polarized waves and monochromatic circularly polarized waves. The possibility is noted that due to the presence of the moments, the particle can be accelerated to speeds arbitrarily close to the speed of light.Translated from Izvestiya Vysshykh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 11, pp. 71–74, November, 1981.     

光电子发射引起的柱腔内系统电磁脉冲的模拟

 用时域有限差分法结合PIC粒子模拟方法，对光电子发射引起的圆柱腔内电磁脉冲现象进行了模拟，并对单能电子发射时电场的空间分布和系统电磁脉冲波形特征进行了分析。利用粒子抽样和间隔时间粒子注入的方法，得到了特定电子发射谱下的计算结果，并与非抽样方法所得的结果进行了比较。计算结果显示，采用该方法后，噪声略有增加，但计算要求的条件大大降低，计算的粒子数有效地减少，适用于3维粒子模拟计算；计算结果还显示，发射电子能谱越高，注量越大，表面电场区与饱和电场区的长度越短。