毫秒脉冲激光辐照硅基PIN的温度场应力场数值分析

为了研究毫秒脉冲激光辐照硅基PIN多层结构产生的温度场和应力场的特点,本文基于热传导理论和弹塑性力学理论,利用等效比热容法处理相变潜热,考虑多个热源,尤其是底层铝电极反射的影响,并考虑硅基PIN探测器每层材料参数的非线性影响,采用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics,对毫秒脉冲激光辐照硅基PIN多层结构的过程进行了二维数值模拟,得到了材料表层及内部各层的瞬态温度场与应力场的时空分布和变化规律.结果表明,底层铝电极对激光的反射,使得在底层铝电极处及附近硅层的温度都略有升高.在此基础上,分析了毫秒脉冲激光辐照硅基PIN的硬破坏机理,即熔融前力学损伤导致硅基PIN探测器的功能失常.     

正电子偶素三光子衰变的光子角分布

用²²Na和气凝硅胶构成的电子偶素源及三重符合的NaI(T1)计数器,测量了正电子偶素三光子衰变.在末态两个光子对第三光子的夹角为对称的几何条件下,测量了大角度区域的光子角分布.连同已有的小角度区域测量数据,给出了完整的光子角分布曲线.实验曲线与理论预期值符合得很好.     

Quantum Overloading Cryptography Using Single-Photon Nonlocality

Using the single-photon nonlocality, we propose a quantum novel overloading cryptography scheme, in which a single photon carries two bits information in one-way quantum channel. Two commutative modes of the single photon, the polarization mode and the spatial mode, are used to encode secret information. Strict time windows are set to detect the impersonation attack. The spatial mode which denotes the existence of photons is noncommutative with the phase of the photon, so that our scheme is secure against photon-number-splitting attack. Our protocol may be secure against individual attack.     

交叉电磁场中氢原子外势阱态的有效布居

在交叉的电场和磁场中,氢原子势能面具有双阱结构.本文通过施加时变的电场,将库伦内阱量子态绝热转移到外阱的叠加态.使用量子力学方法对制备方案开展了数值模拟,研究了电场的非绝热效应对末态波函数几率分布、原子存活几率、波函数位置期望值及能级分布的影响.结果表明,较大的时间参数能够更加高效的将电子波包布居到外阱中能级较低且能量分布较窄的叠加态,且末态原子表现出巨大的电偶极矩.     

乙草胺的拉曼光谱计算及分析

乙草胺是我国广泛使用的除草剂之一,其本身及其代谢物对人体都有潜在的危害,通过鉴别乙草胺分子的振动信息,能够直接识别植物中乙草胺成分。本文在理论上,分别利用密度泛函理论(DFT)中的三参数杂化泛函B3LYP以及Hartree-Fock(HF)两种算法,所选用基组皆为6-311G++(d,p),对乙草胺分子进行了结构优化以及拉曼光谱计算,以得到乙草胺分子的振动信息。从结果中显示,由于计算方法不同,两种方法计算得出的峰位略所不同。在实验上,利用PI公司的Tri Vista 555CRS型三级联光栅共聚焦显微拉曼光谱仪测得乙草胺原药的拉曼光谱。实验所得的拉曼光谱严重受到荧光峰的干扰,使得线型上与理论计算结果差异较大,针对此问题,对实验拉曼光谱进行了去荧光处理。并针对理论结果在频率上存在的误差,使用修正因子对两种方法分别进行了修正。经以上步骤处理后,发现实验结果与理论计算结果基本吻合,进而对500～3300cm-1区间的振动光谱进行了指认。本文的工作为乙草胺的残留检测提供了理论基础。     

全固态碟片激光器的多孔泡沫热沉传热特性研究

高功率全固态碟片激光器在运行中产生的热透镜效应会引起激光器输出功率降低、光束质量退变,针对该问题本文将多孔碳化硅泡沫和毫米通道引入到全固态碟片激光器的换热热沉中,并将其应用于多冲程泵浦的全固态碟片激光器.利用有限元分析软件对其结构模型参数进行了优化,当碳化硅厚度为2 mm,孔隙率为40%,入水口压力为4 kg(0.4 MPa)时,系统理论换热系数为1.51×10^5 W/m^2·K,实验测量结果为1.45×10^5 W/m^2·K,理论和实验结果较为接近,验证了理论模型的正确性.最后利用该新型热沉搭建了基于Yb∶YAG的24冲程全固态碟片激光器实验装置,获得输出功率为393 W,波长为1030 nm的连续激光输出,光-光转换效率达到52%,光束参数乘积为5.918 mm·mrad.     

原子双阱势中电子波包的非绝热操控

交叉电场和磁场中的氢原子具有双阱势能结构。本文基于量子力学模拟，采用半周期脉冲（HCP）序列开展电子波包的非绝热操控。详细研究了HCP的电场幅度、数量和时间间隔对电子波包的空间和能量分布的影响，实现了将初始电子波包非绝热转移到远离库伦中心的外势阱中的低能态，这些低能态较为稳定且显示出很大的电偶极矩。相比光激发和绝热操控，本文的方法更为快速、高效，可以应用于更为复杂的外场或分子体系。     

脉冲激光作用单晶硅的等离子体光谱分析

从激光与物质相互作用理论出发,对脉冲激光作用单晶硅的热特性进行分析。建立一套实验装置,所用激光光源的波长为1 064 nm,脉宽为10 ns,重复频率为1 Hz。得到单晶硅的等离子体谱及热辐射谱,在单晶硅的光电性质基础上对其热表面损伤进行理论分析。提取380~460 nm波段的单晶硅等离子体光谱,分析了谱图中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm三条谱线的相对强度与激光输出功率密度的对应关系。     

帕拉米韦三水合物的拉曼光谱计算与分析

为了提供基于拉曼光谱鉴定帕拉米韦三水合物的需要,本文通过微区拉曼光谱仪检测了帕拉米韦三水合物标准化学对照品的自然拉曼光谱,利用密度泛函方法计算了两种帕拉米韦三水合物同分异构体的理论拉曼光谱。提出了特征频率取样的拉曼光谱识别函数,并根据实验结论对理论光谱进行校正,得到了与实验匹配度较高的帕拉米韦三水合物的理论拉曼光谱。最后分析了实测光谱特征峰位的振动模式。     

多种深度学习方法组合应用于小样本空间目标分类研究

随着近年来光谱探测仪器灵敏度、精确度和易用度的不断提升,光谱技术已经深入到各行各业的物质成分的鉴定与分析中。对于空间目标的光谱观测是传统光学观测的重要拓展之一,因其具有的非接触、无损伤等优点而备受关注,然而由于观测条件所限,空间目标的光谱数据量极小,通过传统方法对其进行分类分析达不到较好效果,必须探求提高分类精度的方法。首先,通过1.2 m空间目标光学望远镜上搭载的光谱相机终端获取空间目标高光谱图像;再通过天文学测光IRAF方法,提取空间目标的一维光谱数据;为对空间目标光谱进行分类,提出一种结合多种深度学习方法解决小样本数据量的空间目标分类问题。该方法应用密度聚类方法将空间目标粗糙分类,一维生成对抗网络方法增加空间目标数据,一维卷积神经网络方法将空间目标精细分类,三者组合进而达到较好的实验效果,整体精度约为79.1%（基于密度聚类、过采样、一维卷积神经网络方法组合、基于K-means、一维生成对抗网络、一维卷积神经网络方法组合和基于K-means、过采样、一维卷积神经网络方法组合的整体精度分别约为78.4%,77.9%和77.2%）。粗糙分类模型中,密度聚类方法比K-means方法整体精度平均高出约为0.67%;数据增广模型中,一维生成对抗网络方法比过采样方法整体精度平均高出约为1.52%;精细分类模型中,一维卷积神经网络方法二层网络比三层网络整体精度平均仅高出约为0.003%,但是运算时间更长。四种组合方法精度均高于单一方法。实验结果表明本文提出的组合方法在小样本空间目标类别未知情况下,可实现细分类且精度较高,为实现空间目标极小数据量下的图谱一体化分析,提供一定参考价值。