The first-principles study of ferroelectric behaviours of PbTiO3/SrTiO3 and BaTiOn/SrTiO3 superlattices

We have performed the first-principles calculation to investigate the origins of ferroelectricities and different po- larization behaviours of superlattices BaTiO3/SrTiO3 and PbTiO3/SrTiO3. The density of state （DOS） and electronic charge profiles show that there are strong hybridizations between atoms Ti and O and between atoms Pb and O which play very important roles in producing the ferroelectricities of superlattices BaTiO3/SrTiO3 and PbTiO3/SrTiO3. Ow- ing to the decline of internal electric field in SrTiO3 （ST） layer, the tetragonality and polarizations of superlattices decrease with increasing the fraction of SrTiO3 in the superlattices. We find that the polarization of PbTiO3/SrTiO3 is largerthan that of BaTiO3/SrTiO3 at the same ratio of components, because the polarization mismatch between PbTiO3 and SrTiO3 is larger than that between BaTiO3 and SrTiO3. The polarization and tetragonality are en- hanced with respect to those of bulk tetragonal BaTiO3 in the superlattices BaTiO3/SrTiO3, while the polarization and tetragonality are reduced with respect to those of bulk tetragonal PbTiO3 in superlattices PbTiO3/SrTiO3.     

氧分压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射及紫外-可见吸收和透射光谱研究了氧分压变化对ZnO薄膜的微观结构及光吸收特性的影响。结果表明,当工作气压恒定时,用射频反应磁控溅射制备的ZnO薄膜的生长行为主要取决于成膜空间中氧的密度,合适的氧分压能够提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着氧分压的增大,薄膜的光学带隙发生了一定程度的变化。采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与对样品吸收谱所作的拟合结果符合较好,二者的变化趋势完全一致,表明ZnO纳米晶粒较小时,薄膜光学带隙的变化与量子限域效应有很大关系。     

控制三维光场的纯相位衍射光学元件优化设计

为提高纯相位衍射光学元件的设计效果，实现高衍射效率的三维光场衍射传播控制，在原有GS迭代算法的基础上提出了新的相位加权迭代优化设计算法。此算法的特点是，建立多衍射输出平面迭代加权算法模型，并通过反馈各个设计输出平面在迭代计算过程中的设计误差，引入一定的相位动态加权整调策略，以达到更加优化的设计效果。以此算法设计一个纯相位衍射光学元件，将输入的高斯光束在距离输入面300mm～400mm内的每个平面上变换为2×2等强度光束阵列。通过对比实验发现此方法在原有算法基础上能进一步改善算法的收敛效果，提高整体设计质量，实现更加优化的运算。     

无衍射光的干涉实验与理论分析

分析了两束无衍射光的干涉场分布形式和干涉条纹轨迹。将一束单色光入射两小孔产生的两束相干光照射轴锥镜,在轴锥镜后将产生两束无衍射光。根据单束倾斜光入射轴锥镜的无衍射理论,分析出这两束无衍射光产生的干涉场为每束无衍射光的无衍射场的线性叠加。利用零阶贝塞尔函数的零点公式,推导出两束无衍射光的干涉条纹的轨迹为双曲线。计算结果表明,干涉场中两中心的间距与两孔实际的间距和干涉场距轴锥镜的距离成正比。实验结果与理论仿真相一致。     

基于超磁致伸缩材料的光纤光栅调谐范围研究

研究了基于超磁致伸缩材料实现对光纤布拉格光栅的动态调谐这一方案理论上可获得的最大调谐范围．利用超磁致伸缩换能器的输出特性，进行了超磁致伸缩换能器用于光纤布拉格光栅调谐的实验研究．分析了实验中影响可获得调谐范围的各种因素，如实际可获得的超磁致伸缩材料的特性、光纤布拉格光栅的特性以及换能器结构的设计．进一步讨论了在理论界限的前提下改进该方案可获得调谐范围的措施，并以施加预应力为例进行了实验验证．结果表明，通过给予超磁致伸缩材料合适的预应力，可以较明显地改善最大调谐范围．     

改进型基于径向双折射晶体的超分辨滤波器

改进了现有的基于径向双折射晶体的横向超分辨滤波器.通过调整偏振器的偏振方向和晶体光轴之间的夹角,改进的滤波器可以实现更广的超分辨可调范围,并且在相同的条件下,相对于现有的连续振幅型超分辨光瞳滤波器,超分辨性能和焦深都有较大提高.改进的超分辨滤波器,为实际应用提供了更多方便.     

利用改进型衍射理论对直边衍射效应的解释

利用改进型衍射理论MTPO（Modified Theory of Physics Optics）对直边衍射现象做出了解释．用数值模拟方法得出了直边衍射场强随衍射角度的变化曲线，并与广泛采用的菲涅耳近似衍射方法结果进行比较，发现在很大的角度空间上，二者所得出的衍射场强与精确解吻合较好．但在入射波的几何传播方向上，即边缘上的衍射场强分布，MTPO方法则具有更高的准确度．     

声速超过光垒

美国的一些物理学家声称他们设计了一种特殊的波导，使声音以“超光速”传播．有关论文发表在（Appl．Phys．Lett．90：014102）．     

固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定水中13种苯胺类化合物

建立了固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定水中13种苯胺类化合物。样品通过HC-C₁₈固相萃取小柱富集，洗脱后加入内标苯胺-D5进行氮吹浓缩，经HSS T3色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.8μm)分离，采用多反应监测扫描模式，以内标法定量。13种苯胺类化合物在0.1～100μg/L(其中3-硝基苯胺为0.2～200μg/L)范围内与特征离子的色谱峰面积线性关系良好，相关系数均大于0.995，方法检出限为0.001～0.006μg/L，平均加标回收率为67.3%～117%，测定结果的相对标准偏差为3.77%～16.9%(n=6)。该法操作简单、稳定性好，能够满足实际水体中13种苯胺类化合物大批量样品分析的需求。     

会聚球面波的泰伯效应

运用傅里叶变换和菲涅尔-基尔霍夫衍射理论推导了会聚球面波入射二维振幅型光栅在其菲涅尔衍射区的像面光场分布表达式，分析了成像条件以及成像规律。通过实验对泰伯效应进行观测，测量数据与理论值平均误差在4.6%左右，验证了所推导公式的正确性。研究结果完善了泰伯效应相关理论，对拓展其应用具有一定参考价值。