基于圆偏振涡旋光束强聚焦的平顶光束的构成

由于圆偏振涡旋光束可以表征为柱坐标的径向矢量光束和角向矢量光束的线性叠加,因而在研究其聚焦特性时,必须考虑具有拓扑核的径向矢量光束聚焦后有角向分量和角向矢量光束聚焦后有径向分量。在修正关于圆偏振涡旋光束强聚焦公式的基础上,重新模拟计算了不同拓扑核的圆偏振涡旋光束的强聚焦特性。结果显示不仅单自旋手性的圆偏振涡旋光束聚焦能形成平顶光束,而且两束不同的自旋手性的涡旋光束的叠加聚焦也可以实现平顶光束。通过调节光束的振幅、束腰半径以及遮挡通光孔径可以有效地改变平顶光束的半宽。     

幂指数相位涡旋光束用于微粒操控

实验验证了一种利用幂指数相位涡旋光束(PEPV)操控微粒的方法。该方法基于幂指数相位涡旋光束理论,产生不同拓扑荷数与方位角幂指数大于1的涡旋光场的相位全息图,并将该全息片经计算机输入到空间光调制器(SLM)上用于调制入射激光光束。利用透镜对被调制光束进行傅里叶变换,利用光阑在频域对衍射光斑进行筛选和过滤,并利用倒置高倍光学显微镜将光束成像于载物台样品上。利用该幂指数相位涡旋光束对微米级粒子实现了定向光学输运。研究结果表明,该光束在粒子的定向输送与收集方面有独特的功能,将进一步拓展光学涡旋光束的实际应用范围。     

物理学家对低语的研究得到新的结果

<正>生物物理学家们长期以来一直对于耳朵能听到极轻柔声音的能力感到惊奇。虽然已经知道内耳中数以千计的毛细胞可将入射声波产生的机械振动转换成电信号,再由大脑进行处理。但是,耳朵究竟如何实现这种极高的探测灵敏度,目前仍然是一个谜。如今,美国的物理学家们所进行的实验表明,那些毛细胞产生的自发振动可以与微弱的入射声音信号发生同步,从而使声音信号能够被探测。研究人员还提出,这种     

Tight focusing of axially symmetric polarized vortex beams

Tight focusing of axially symmetric polarized vortex beams is studied numerically based on vector diffraction theory. The mathematical expressions for the focused fields are derived. Simulation results show that the focused fields and phase distributions at focus are largely influenced by both the polarization order and topological charge of the incident beams. Moreover, focal spots with flat-topped or tightly-focused patterns can be flexibly achieved by carefully choosing the polar- ization order and the topological charge, which confirms the potential of such beams in wide applications, such as optical tweezers, laser printing, lithography, and material processing.     

贝塞尔高斯涡旋光束在大气湍流中的传输特性

为了探测更高轨道的空间目标,研制了一台通光口径为Ф750 mm的望远镜.该望远镜为主焦点光学系统,由一片二次非球面反射元件和四片透射元件组成,具有大视场(4°),大相对孔径(1∶1.32)和宽光谱(500~800 nm)的特点.本文以该望远镜的研制为基础,介绍了其光学系统各个元件的单独检测和系统装调完成后的整体检测方法和过程.采用样板法对系统中的球面透射元件进行了单独检测,采用透射无像差补偿器法对二次非球面反射镜进行了单独检测,采用反射无像差补偿器法对组合起来的透射校正镜组进行了检测,并且对系统装调对准之后的光学系统进行室内平行光管和室外对星观测两种方法进行检测.测量结果均满足设计要求,其中球面透镜的面形误差小于0.1个光圈,反射元件和透射元件非球面表面的面形误差均优于λ/30(λ=632.8 nm),透射校正镜组的波像差优于λ/30(λ=632.8nm).光学系统整体检测结果表明,室内和室外检测结果一致,其像面的80% 能量集中度直径在4°的全视场范围内均小于2个像元,达到了设计的成像要求.     

声学/弹性相位梯度超表面设计: 原理、功能基元、可调和编码

声学/弹性超表面是一类亚波长厚度的二维超材料, 具有很强的声波/弹性波操控能力, 在声学成像、通信、隐身、伪装、振动/噪声控制、能量收集、无损检测等领域具有潜在的应用. 本文主要综述了声学/弹性相位梯度超表面的最新发展, 包括设计原理、功能基元设计、波场操控及其应用、可调超表面设计, 以及新兴的数字编码超表面. 最后, 展望了该领域未来的研究方向.      

离子色谱法测定盐湖沉积物中可溶性阴离子

盐湖沉积物中可溶性阴离子提取和测试方法对其实验结果至关重要,但不同的前处理提取和测试条件缺乏系统的对比和优化。本文对比了水浴加热、超声提取、涡旋震荡三种前处理条件的提取效率,发现涡旋震荡离心的前处理方法回收率最佳,并进一步优化了水土比例、涡旋震荡离心方法的浸提时间和浸提次数。在离子色谱测试方法方面,发现以30 mmol/L KOH溶液作为淋洗液,流速1 mL/min,柱温30 oC,电导检测器进行离子色谱分析效果最好。最终建立了以涡旋震荡离心为前处理提取,离子色谱法测定盐湖沉积物中四种无机可溶性阴离子（F-、Cl-、SO42-和NO3-）的检测方法。该方法中,四种阴离子检出限≤0.026 mg/L,线性相关性良好R2≥0.998,加标回收率为80%~114%,精密度RSD为0.64%~1.31%,具有快速准确、灵敏度高、简单可靠等优点,可适用于高盐度盐湖沉积物样品中无机阴离子的测定,并利用该方法对六份西藏地区盐湖表层沉积物样品进行分析。     

非致命声波武器综合效能评估研究

针对非致命声波武器使用过程中非致命性不确定的问题,介绍了非致命声波武器的作用机理,分析影响非致命声波武器综合效能的关键因素,建立以非致命性为核心的综合效能评估的指标体系,通过直觉模糊综合评判改进传统模糊评判,对非致命声波武器进行综合效能评估。评价理论对非致命武器效能的评估具有可行性,可为其他非致命武器效能评估提供借鉴。     

薄膜体声波谐振器性能模型参数的提取方法北大核心CSCD

薄膜体声波谐振器(FBAR)性能模型包含两个关系式:一个是FBAR有效机电耦合系数与其形状因子(面积与周长之比)的关系式,另一个是FBAR品质因数与其形状因子的关系式。前一个关系式中的参数为FBAR边缘区域的等效宽度,后一个关系式中的参数为表征FBAR横向声能泄漏的因子。为使性能模型用于不同膜层结构、材料及制备工艺的FBAR,建立FBAR性能模型参数的提取流程。以一种5层复合结构的FBAR为例,在同一晶片上,制备多个不同形状因子的FBAR。针对其中一个五边形FBAR,在ADS软件中通过Mason电路模型仿真得到其性能值(有效机电耦合系数和品质因数);再使用矢量网络分析仪和射频探针台实测其性能值。将仿真与实测得到的性能值代入FBAR性能模型,解算出这两个参数。确定参数之后,使用FBAR性能模型预测同一晶片上其它不同性能因子FBAR的有效机电耦合系数和品质因数,预测值的相对误差在3%之内,验证了该参数提取流程的有效性。     

基于光学涡旋相移技术的离面位移测量

设计了基于光学涡旋相移技术的离面位移测量实验方案,实现了电子散斑干涉中相移的数字控制.该方法利用输入液晶空间光调制器中的叉形光栅产生涡旋光束,通过涡旋光束绕轴的旋转产生相移;同时,产生的涡旋光束又作为参考光与物光干涉.实验中,在物体发生离面位移前后依次输入四幅叉形光栅,产生相移步长为π/2的涡旋光束,利用CCD获得涡旋光与物光的干涉光场,从而获得离面位移场的包裹相位;再通过解包裹,获得物体离面变形的相位变化.光学涡旋相移法可应用于离面位移测量.