非视线紫外光信号传输时间特性的数值模拟

在研究紫外光学非视线通信技术中,需要深入了解由于紫外大气散射效应所带来的各种信号畸变.传统的单次散射近似方法在进行较远距离、复杂天气条件下非视线光传输模拟时误差很大,采用基于Monte Carlo(MC)方法改进算法进行非视线紫外光信号传输的数值模拟,通过随机抽样的方法模拟光子在大气系统中的随机游动,在光子被大气中的粒子散射时计算其进入探测器的概率,模拟大气系统的脉冲响应函数.模拟结果表明:采用光子散射探测概率方法改进后的MC模型在模拟非视线光信号传输时计算效率显著提高;大气系统对非视线传输时的紫外光脉冲具有很强的展宽效应;随着光信号传输距离的增大,信号强度呈近似指数衰减的趋势.     

拉曼光谱法研究纳米结构多孔ZnO微球的合成机理

利用拉曼光谱方法,对柠檬酸钠辅助水热合成纳米结构多孔ZnO微球的机理进行了研究。样品的拉曼光谱特征显示,多孔ZnO微球中存在Zn-柠檬酸配合物;分析表明反应溶液中柠檬酸钠水解产生的柠檬酸根与Zn2+结合形成Zn-柠檬酸配合物,该配合物化学吸附在Zn(OH)2晶核的(204)和(503)晶面,使Zn(OH)2晶核择优生长形成纳米薄片状结构;水热过程中Zn(OH)2微晶团聚形成纳米片状结构多孔Zn(OH)2微球并以沉淀析出。研究发现吸附在薄片表面的Zn-柠檬酸配合物提高了Zn(OH)2微晶的热稳定性,使得Zn(OH)2的分解温度高于200℃,加热到300℃后Zn(OH)2完全分解获得纳米结构多孔ZnO微球。     

非视线散射大气光通信的光学天线

由于大气衰减的影响，非视线散射大气光通信需要使用光学天线以提高对光信号的采集能力，进而增加通信距离。针对非视线大气光通信的需求，利用ZEMAX软件对半球透镜、复合抛物面聚光器（CPC）和卡塞格伦望远镜等光学天线进行了性能分析。分析表明：半球透镜和CPC视场较大，增益值高。利用蒙特卡罗法模拟计算了一定条件下，非视线散射光通信在有无半球透镜或CPC作光学天线时到达探测元件的能量随通信距离的变化。结果表明：CPC聚光能力更强，适合作为非视线散射光通信的光学天线。     

原子力显微技术研究ZnO纳米棒的压电放电特性

在原子力显微镜的接触扫描模式下,研究了半导体ZnO纳米棒的压电放电特性.采用两步湿化学法制备沿c轴择优生长的ZnO纳米棒阵列;利用镀Pt探针接触扫描ZnO纳米棒获得峰值达120 pA电流脉冲,脉冲持续时间可达30 ms,电流脉冲与纳米棒的形貌存在对应关系.镀Pt探针与ZnO纳米棒接触形成肖特基二极管,I-V特性研究表明放电的ZnO纳米棒压电电势必须大于03 V,以驱动肖特基二极管并输出电流;放电时肖特基二极管的结电阻达吉欧(GΩ)量级,是影响压电电势输出的主要因 关键词： ZnO 纳米棒 压电放电 肖特基接触     

不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究

拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段,为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响,本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。研究发现:与高取向的石墨相比,多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移;MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下,与MWCNT的管径成正比,与长度成反比;G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关,与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果),与管长成正比关系,而D峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱,并对此现象进行了初步分析。在此基础上,我们以MWCNT的长径比为横坐标,G峰频移为纵坐标作图,进行线性拟合,得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。采用同样的分析方法,我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图,进行线性拟合,得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。     

低压汞灯辐射禁锢效应的实验研究

从原子能级跃迁的角度，分析了低压汞灯的光子的产生过程，说明了辐射禁锢效应的概念。设计了实验装置，通过测量几种不同驱动频率下的光强信号，证明了低压汞灯辐射禁锢效应的存在，并对影响辐射禁锢效应的因素进行了分析。     

飞秒径向偏振光紧聚焦实验

以飞秒激光器为光源,搭建记录测量聚焦光斑的光学实验系统,研究飞秒径向偏振光紧聚焦特性.数值模拟表明当物镜数值孔径为0.9,波长为750 nm时,线偏振光和径向偏振光焦斑的最小半高全宽分别是1.3 μm和1.0 μm.实验中,使用全息干板作为记录介质,记录和测量微小的聚焦光斑,并通过精密电动平移台实现几十纳米量级步长的移动,获得精确焦平面处的聚焦光斑.测量结果表明,线偏振光和径向偏振光焦斑的最小半高全宽分别是4.6 μm和2.9 μm.在高数值孔径聚焦条件下,径向偏振光可以获得比线偏振光更细锐的聚焦光斑.     

利用太赫兹时域光谱技术测量水汽的吸收谱

介绍了太赫兹时域光谱系统的基本结构和工作原理,利用目前世界上最先进的太赫兹时域光谱系统TPS spectra 1000测量了湿度为60%的情况下水汽的太赫兹吸收谱,结果说明水汽具有众多太赫兹吸收谱,其中18.57cm-1、47.11cm-1、96.08cm-1三条谱线是水分子的振转谱,可以作为系统的校准谱线。     

太阳能电池用多晶硅材料少数载流子寿命的测试

采用高频光电导衰退法测试了太阳能电池用p型多晶硅片的少数载流子寿命,细致分析了光注入强度对测试结果的影响。结果显示光电导衰减曲线在靠近尖峰处较宽的时间区域内并按非指数规律快速衰减,当信号衰减到一定程度后逐渐接近指数规律,且随着光注入强度增大,少子寿命的测量结果显著减小。从非平衡载流子的表面复合效应和晶界复合效应出发,对导致该现象的物理机制进行深入解释。     

少周期飞秒径向偏振脉冲聚焦特性仿真

建立聚焦数值模型,分析少周期径向偏振光聚焦光场的强度以及电场矢量方向周期性变化规律,对比无啁啾少周期径向偏振光脉冲及连续光束聚焦光场的时空电矢量及强度分布.结果表明,光强从聚焦光斑中心处向四周迅速减小且振动方向周期性变化;在相同能量下,相比于连续光,脉冲光的聚焦光斑更小,峰值功率更强;通过控制光程,无啁啾少周期径向偏振光束聚焦场的前向电场强于后向电场,适合于激光电子直接加速.该结果对指导利用少周期径向偏振光进行激光电子直接加速的方案设计及超快显微成像和超快探测具有参考意义.