诺贝尔奖得主丁肇中的物理志中国情和科学观

本文简要地介绍了美籍华裔物理学家丁肇中传奇的成长经历,勇于创新和情系中华的人生风采以及深邃的科学观.其宗旨在于以他献身于科学的精神风范来激励、启迪和鞭策我国的青年科技工作者及广大教育界人士.     

Relativistic Electron Acceleration in a Wake Field Generated by the Intense Femtosecond Laser Interaction with a Mixture Jet of Deuterium Clusters and Molecules

High energy electron acceleration in a wake field generated in the intense ultrashort （30fs） laser pulse cluster gas jet interaction is experimentally demonstrated. Relativistic electrons with energy of 60 MeV were observed. These high energy electrons split into two beams due to the relativistic self-focusing of the laser.     

亥姆霍兹:一位在人类文明史上极为罕见的科学通才

介绍了卓越的物理学大师亥姆霍兹在几乎是全部的科学领域、非同寻常的成才之路,以及在培养和造就科学精英等方面的杰出贡献.     

超短超强激光与铜靶相互作用产生Kα源的蒙特卡罗模拟

超短超强激光打靶产生的超热电子，与固体靶相互作用时会产生Kα线辐射.由经典定标律给出了法线方向超热电子的温度.利用蒙特卡罗方法，对超热电子在固体靶中的传输进行了研究，模拟了不同靶厚度情况下Kα产额和角分布及不同电子温度下Kα光子的转化效率.计算结果与实验符合较好.结果表明：在一定电子温度下，随着靶厚度的增加Kα光子产额会达到饱和，并会使Kα光子发射的各向异性变得更加严重；存在最佳的电子温度，使Kα线转化效率最高. 关键词： 超短超强激光 超热电子 蒙特卡罗方法 Kα线')" href="#">Kα线     

自组装银膜增强8-羟基喹啉铝(Alq_3)光致发光的实验和理论研究

实验和理论研究了不同自组装密度的银纳米颗粒膜对8-羟基喹啉铝(Alq_3)光致发光的影响,结果表明:Alq_3光致发光的表观增强和发射增强因子与银纳米颗粒膜密度呈正相关关系,最大值约为3.2和13;理论计算表明银纳米颗粒膜对Alq_3光致发光的量子效率和发射的最大增强因子约为1.4和15,对比实验和理论结果,金属纳米颗粒膜的近场场强增强是导致Alq3光致发光发射强度增强的主要因素,且Alq_3光致发光效率与Alq_3相对银纳米颗粒的分布和"热点"区域面积覆盖率有关。     

超短脉冲激光辐照固体靶背向光发射的测量

利用光学CCD相机和OMA光学多道分析仪,分别在金属箔背表面法线方向测量了光发射的积分成像光谱和散射光光谱。积分成像光谱测量结果显示,光谱呈圆环状,在圆环边缘附近出现局部化明亮光信号确定为超热电子输运穿越固体靶引起的光学渡越辐射(OTR);散射光光谱测量结果显示,光谱在300～500 nm之间出现一系列非周期锐利尖峰,在400 nm(2ω)附近出现的尖峰归结于v×B加热机制产生的超热电子束中的聚束引起的相干渡越辐射(CTR)。渡越辐射光强随靶厚度的增加而减小。     

基于SPPs-CDEW混合模式的亚波长单缝多凹槽结构全光二极管

全光二极管是集成光子回路上最基本的光子器件,如何有效增强全光二极管的单向透射性,提高消光比一直是学者们研究的重点.当前,利用表面等离极化激元(surface plasmon polaritons,SPPs)和复合衍射衰逝波(composite diffracted evanescent wave,CDEW)的亚波长金属微纳结构构建全光二极管器件还鲜有研究.因此,开发出一种可调制的全光二极管,对未来制备复杂的光子回路具有重要意义.本文提出了一种基于SPPs-CDEW混合模式设计全光二极管的方法和结构,该结构结合纳米缝中的类法布里-珀罗共振效应,利用结构参数对SPPs进行调控,实现了光束单向透过的功能.首先,利用理论推导和有限元算法分析了单缝-对称双凹槽纳米结构的透射增强现象,提出了透射增强和削弱的物理机理.其次,计算出规约化透射率随单狭缝和凹槽对之间距离变化的远场透射谱,给出的理论和数值计算结果符合得很好.最后,通过此透射谱精确确定凹槽的位置和数量,得出上表面对称分布五对增强透射凹槽、下表面六对抑制透射凹槽的最优全光二极管结构,有效增强了全光二极管的单向透射性,提高了消光比,最大消光比可以达到38.3 dB,即正向透射率是反向透射率的6761倍,比已有文献提高了14.6 dB,并在850 nm左右有70 nm宽的工作波长带宽(20 dB).本文提出的光二极管结构简单,宽带宽工作,易于集成,耦合效率高,研究结果对光学信号传输、集成光回路、超分辨率光刻等相关领域具有潜在的应用价值.     

超短超强激光与金属靶作用产生硬X射线照相

 超短超强激光与物质相互作用产生硬X射线的应用之一是X射线照相。利用等离子体国家重点实验室的SILEX-Ⅰ激光器进行了超短超强激光与高Z平面金属厚靶相互作用产生硬X射线作为照相光源的照相实验研究。采用闪烁体+胶片和闪烁体+CCD相机的方式分别接收X射线图像,在靶的侧向和后向得到清晰X射线图像。由于采用的闪烁体厚度和照相几何不同,图像质量和空间分辨率存在明显差别。这种照相技术不仅可以作为激光与固体靶相互作用产生光源研究的基础手段,而且可以作为激光与固体靶相互作用致硬X射线的探测方式。     

Theoretical investigation of hierarchical sub-wavelength photonic structures fabricated using high-order waveguide-mode interference lithograph

This paper presents the theoretical investigation of hierarchical sub-wavelength photonic structures with various periods and numbers of layers, which were fabricated using a high-order waveguide-mode interference field. A 442-nm laser was used to excite high-order waveguide modes in an asymmetric metal-cladding dielectric waveguide structure. The dispersion curve of the waveguide modes was theoretically analyzed, and the distribution of the interference field of high-order waveguide modes was numerically simulated using the finite-element method. The various dependences of the characteristics of hierarchical sub-wavelength photonic structures on the thickness and refractive index of the photoresist and the waveguide mode were investigated in detail. These hierarchical sub-wavelength photonic structures have various periods and numbers of layers and can be fabricated by a simple and low-cost method.     

一道“行星绕日运动习题”所给出的重要启示

通过对普通物理教学实践中一个具体案例的剖析,即学生处理行星绕太阳运动之近日点和远日点问题中所出现的偏差,深刻地提示了教师在授课中对每一个物理概念及其定律作周密的分析,是提高教学质量、培养学生创新能力的关键所在．