原子在双腔场间的光子辐射

考虑单个二能级原子穿过两个空间分离的单模腔场,研究原子质心运动的动能、腔长和腔间距对原子的光子辐射率的影响.结果表明,在原子的动能较小时,光子辐射率在双腔系统中出现多共振峰结构并且这种共振峰的数目随腔间距的增大而增加,此时原子在第一个腔中的光子辐射率普遍大于在第二个腔中的;在原子的动能较大时,原子在第一个腔中的光子辐射率与第二个腔中的光子辐射率呈交替变化.该结果说明,可以通过控制原子的速度而对原子的光子辐射率进行调控. 关键词： 光子辐射率 单模腔场 二能级原子     

微腔中单量子点的受激辐射行为

研究了微腔中单模光场与一个三能级量子点相互作用系统.利用系统主方程作数值模拟计算微腔中单量子点的净受激辐射率随量子点和腔模耦合强度的变化,同时研究激光能级间衰减率γ23对净受激辐射率的影响.发现净受激辐射率随泵浦强度增大而呈现较快趋于饱和的曲线,这些饱和曲线随着耦合强度的增加又较快地趋于一个极值.而激光能级间衰减率γ23的增大使该激光的净受激辐射率的曲线组表现出相反的规律.     

高层大气风场洛伦兹光谱线型粒子辐射率探测研究

以高层大气中的极光谱线为被探测源,提出了一种高层大气(80—300km)风场洛伦兹光谱线型的粒子辐射率被动探测的新原理.采用该原理不仅可获得高层大气风场的速度、温度和压强信息,更重要的是还能同时探测到高层大气中辐射粒子体辐射率,解决了目前高层大气风场研究中只能探测高层大气风场速度、温度和压强却不能获知粒子的体辐射率的问题.给出了基于洛伦兹光谱线型的辐射源粒子体辐射率、大气风场速度、温度和压强的理论计算公式.采用计算机模拟对探测误差进行了分析,给出了体辐射率、风场速度、温度、压强的误差分布规律,为进一步丰富和完善高层大气风场探测提供了理论依据和实验基础,对航空航天、空间探测、环境保护、国家安全和国民经济建设都具有重要的科学意义和广阔的应用前景.     

水中矩形板的共振声辐射

研究共振声辐射理论(Resonance Radiation Theory:RRT)在水中矩形板的应用。导出了矩形板的共振声辐射公式、并数值验证了其适用性。深入分析了有流体负荷矩形板的复共振频率的物理意义及其与导纳留数、模态辐射率的关系,复共振频率的实部表示实际共振频率,虚部反映模态辐射能力。根据复共振频率容易找到辐射能力相对较强的模态,为有针对性控制声辐射提供了新的思路。鉴于复平面搜根求解模态复共振频率的困难,针对矩形板的特点提出了一种求解复共振频率及留数的快速方法。结合该方法及RRT,提出了一种快速计算辐射声功率的方法,数值验证表明该方法精度高、速度快。      

高温物体比辐射率及温度测量系统

本文介绍了一种利用激光作为光源,利用遮蔽板作为标准噪声辐射源,并以８０３１ 单片机为核心实现测量静止及慢速运动的高温物体的比辐射率及温度系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。文中还详细介绍了该系统的工作原理与基本结构,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法,分析了各量的测量精度对比辐射率及温度测量精度的影响     

扬声器线阵列高频波导有效辐射率的测量方法

研究了一种获取扬声器线阵列高频波导有效辐射率的简单可靠的方法。利用乘积理论和菲涅尔原理,得出在副瓣角度处扬声器线阵列与单节高频波导的垂直指向性相等,且均与其有效辐射率呈sinc函数的简单关系。按照此理论,通过实验测量单节高频波导单元的指向性,得到线阵列的有效辐射率平均值为82.5%,并测量整个线阵列进行验证实验,计算均方误差为0.051。结果表明,该方法可以快速得到阵列的有效辐射率,且准确度高。      

单个二能级超冷原子在多个单模腔场间的共振隧穿和光子辐射

考虑单个二能级超冷原子穿过多个空间分离的单模腔场，研究原子质心运动的动能、腔长和腔间距对原子透射率和光子辐射率的影响.在腔间距等于原子质心运动de Broglie波的半波长整数倍时，结果表明，原子透射率和光子辐射率在多腔系统中出现多共振峰结构.这一结果说明，可以通过一系列腔的安排在宏观上实现对超冷原子质心运动波函数的调制. 关键词： 超冷原子 单模腔场 共振隧穿     

利用分裂窗通道比辐射率遥感判识沙尘气溶胶研究

在沙尘气溶胶辐射强迫的影响下,卫星传感器在分裂窗通道观测到的地表比辐射率信息会发生变化。首先从微观角度阐述了沙尘气溶胶在11和12μm通道处的消光特性以及它们对比辐射率的影响;其次,以2011年4月29日内蒙古北部地区一次强沙尘天气为例,分析了研究区域内的比辐射率变化特征,并在此基础上提出了一种利用分裂窗通道比辐射率遥感判识沙尘气溶胶的方法;最后,利用国家气象卫星中心对外提供的沙尘日监测产品对沙尘气溶胶识别结果进行了验证和分析。结果表明:在假设12μm比辐射率为1的条件下,利用11μm相对比辐射率不但能够有效的把沙尘覆盖区域识别出来,而且11μm相对比辐射率在一定程度上也反映了沙尘的强度信息。     

二维复式声子晶体中基元配置对声学能带结构的影响

研究了二维复式声子晶体中基元配置对其声学能带结构的影响,发现当声子晶体的基元配置改变时,声子晶体的不可约布里渊区也会改变,而且部分能带的极值不再在高对称线上.特别地,在某些基元配置下,不可约布里渊区扩大为整个第一布里渊区.因此,对于对称性较高的复式晶格声子晶体,可用通常的方法得到能带结构,而对于对称性较低的复式晶格结构声子晶体,只有采用对整个第一布里渊区进行研究的方法,才能获得可信的能带结构及带隙.     

利用激光并采用热释电探测器实时测量比辐射率及温度的系统

设计了一种利用半导体激光器InGaAs/I作为光源 ,采用钽酸锂热释电探测器作为光接收元件 ,以 80 31单片机为核心的中、高温物体比辐射率及温度的实时测量系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统和显示系统三部分组成。文中还介绍了该系统的基本原理及结构 ,分析了其中的技术难点及其解决方法 ,讨论了系统的灵敏度、比辐射率与温度的测量精度。分析表明 :对 42 7℃的抛光钢铸件而言 ,系统的最小鉴别温差为 0 32K ,比辐射率的测量精度σελ=6 5× 10 -3 ,|σελ/ελ|=1 2 0 % ;温度的测量精度σT =1 0 6K ,|σT/T|=0 15 2 %。     

基于渐进结构优化的结构-声拓扑优化研究

研究了连续结构在外力作用下的声辐射拓扑优化问题.运用有限元法(FEM)分析结构响应,运用边界元法(BEM)处理外场的声辐射问题,采用渐进结构优化(ESO)来进行声拓扑优化分析.以一平板为例分析了在外谐力作用下的结构-声辐射拓扑优化.结果表明用渐进结构优化(ESO)来进行结构-声拓扑优化是可行的、有效的.     

基于联合波叠加法的浅海信道下圆柱壳声辐射研究

针对浅海信道下弹性结构声辐射预报尚无高效可靠的研究方法,提出了一种浅海信道下弹性结构声辐射快速预报的联合波叠加法.该方法结合了浅海信道传输函数、多物理场耦合数值计算法和波叠加法理论,运用该方法可对浅海信道下弹性结构辐射声场进行快速预报.经数值法和解析解法验证后,从信道下辐射源、环境影响和辐射声场测量的角度研究分析了浅海信道下弹性圆柱壳的声辐射特性,阐释了进行浅海信道下结构声辐射研究的必要性.研究结果表明,仅在低频浅海信道下弹性结构可近似等效为点源,信道上下边界对声场产生显著的耦合影响,高频段的空间声场指向性分布尤为明显,垂直线列阵进行信道下结构辐射声功率测量时,测量结果受到信道环境边界和潜深的影响较大.     

低He气压下Rb(5P3/2)激发态有效辐射率的计算与测量

计算和测量了Rb-He混合蒸气中Rb(5P3/2)共振能级的有效辐射率,使用单模半导体激光器(泵浦激光)将Rb原子激发至5P3/2态,另一调谐到5P3/2→7S1/2的单模激光束(检测激光)与泵浦束反平行通过样品池,并在池的直径方向平行移动,通过对检测激光束的吸收测定了激发态原子密度及其空间分布.由于辐射陷获存在,有效辐射率是自然辐射率与透射因子(发射的光子在探测区域内没有被吸收的平均概率,它与吸收截面及激发态原子密度和空间分布有关)的乘积.5P3/2原子密度及其空间分布结合5P3/2←5S1/2跃迁线的碰撞增宽计算了透射因子,从而得到了不同He气压下,Rb D2线的有效辐射率.从5P3/2→5S1/2跃迁线强度I780的测量,得到的不同He气压下有效辐射率的比值与理论计算得到的比值相符.     

无限介质中近场辐射率的P5近似

针对辐射率的漫射近似、P3近似等正向模型在描述小源探距离及低约化反照率介质下光子传输时存在的局限性,推导了用于小源探距离低反照率无限媒质中各向同性稳态点光源下辐射传输方程在P5近似下的解析解,并将P3近似、P5近似计算的辐射率分别和蒙特卡洛模拟结果进行对比.结果表明:在高约化反照率(0.97)条件下,P5近似和蒙特卡洛模拟结果的最大相对误差为13.17%,而P3为41.57%.在低约化反照率(0.69)条件下,最大相对误差分别为27.78%,286.70%.在其他光学参数下,P5近似与蒙特卡洛模拟的最大相对误差均小于P3.在P5适用的范围内舍弃最大特征根相关项,可以简化解析表达式,提高计算速度,且对P5的计算结果影响甚微.稳态辐射率测量系统仿体验证表明,在高、低约化反照率介质中的小源探距离下,由P5近似计算得到的辐射率和实验测量结果相符.     

波破碎下海洋表面微波辐射率的一种模式

利用有效介质近似理论方法，本文提出了计算强风驱动下海浪破碎的海洋表面微波辐射率的一种修正模式。该模式修正Pandey等人的经验模式，通过把海浪破碎的白冠层等效为海水和空气的复合介质，并利用复合介质有效介电常数的计算方法，在该模式中充分考虑了海洋表面水滴形态、白冠层厚度和覆盖率对海洋表面微波辐射率的影响。实验表明，该模式在不同风速、不同水滴形态以及微波频率下（6.6GHz,10.7GHz,37GHz）计算的海洋表面微波辐射率与实测结果一致。     

复杂结构冲击声合成及实验验证

以复杂结构受击振动响应的时域计算为目的, 讨论了结构阻尼的计算方法, 给出一种用于冲击声合成的综合数值方法, 并进行了实验验证. 首先, 考虑到阻尼是影响瞬态振动时变特性的重要因素, 详细讨论了两种模态阻尼的计算方法; 其次, 对阻尼板的受击振动和声辐射进行了时域仿真, 并与时域有限差分法的计算结果进行对比, 显示出两种声音合成方法的计算结果具有高度的一致性; 最后, 针对有限长圆柱壳的受击振动, 将合成声与实验录音进行了对比研究. 结果表明, 合成声与实际录音的时域包络、频谱结构以及衰减趋势基本一致, 证明了采用数值方法进行冲击声合成的有效性. 关键词： 声音合成 模态阻尼 冲击声 数值方法     

Ga和Sb纳米线声子结构和电子-声子相互作用的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Ga和Sb纳米线的电子能带结构和声子结构以及电子-声子耦合(EPC)作用.通过对声子的完整Brillouin区分析来研究纳米线的结构稳定性.结果表明,所考察的纳米线显示出不稳定性,不稳定声子波矢远离Brillouin区中心.与通常的Peierls变形机理相比,不稳定的横向声子模会导致一种无开口带隙的相变.Sb比Ga纳米线的EPC要强很多,并且横向变形导致的锯齿形结构使纳米线中的电子-声子相互作用增加了几个数量级.     

等离子体边界对线积分辐射率的影响

在托卡马克辐射诊断中,当探测束线的极向宽度与等离子体小半径要以比较时,等离子体边界会显著影响线积分辐射率,使其工度平均辐射率的带权重的线积分。本文给出了这种情况下的线积分辐射率明晰表达式。     

CFETR内冷屏结构方案初探

基于现有冷屏结构,结合 CFETR 聚变堆装置的结构特点,提出了一种沿冷却板厚度方向钻冷却通 道的深孔结构方案。对内冷屏各部件设计了并联加串联的特殊流道,采用有限元法计算了该方案内冷屏各部件的 温度分布。结果表明,采用深孔法冷却方式,冷屏温度分布更均匀,降温效果更好。在输出辐射功率相近的条件 下,深孔法的冷却方式可将表面辐射率上限由 0.05 提高到 0.075,能用低表面辐射率和低活化性材料如铬和钨元 素作为冷屏表面涂层替代银涂层。     

三维浅海下弹性结构声辐射预报的有限元-抛物方程法

利用多物理场耦合有限元法对结构和流体适应性强、抛物方程声场计算高效准确的特点,提出了三维浅海波导下弹性结构声振特性研究的有限元-抛物方程法.该方法采用多物理场耦合有限元理论建立浅海下结构近场声辐射模型,计算局域波导下结构声振信息,并提取深度方向上复声压值作为抛物方程初始值;然后采用隐式差分法求解抛物方程以步进计算结构辐射声场.重点介绍了该方法对浅海下结构声辐射计算的准确性、高效性以及快速收敛性后,对Pekeris波导中有限长弹性圆柱壳的声振特性进行了分析.研究得出,当圆柱壳靠近海面(海底)时,其耦合频率比自由场下的要高(低),当潜深达到一定范围时,与自由场耦合频率基本趋于一致;在低频远场,结构辐射场与同强度点源声场具有一定的等效性,且等效距离随着频率增加而增加;由于辐射声场受结构振动模态、几何尺寸和简正波模式影响,结构辐射场传播的衰减规律按近场声影响区、球面波衰减区、介于球面波和柱面波衰减区、柱面波衰减区四个扩展区依次进行.