超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。     

肥皂膜过滤器的性能探究

物质分离是很多医疗和工业的核心技术.传统的固体过滤膜可以允许小于临界尺寸的粒子通过而阻挡大的粒子透过.然而，允许大粒子通过而小粒子停留的膜却很难人工制造.Birgitt Boschitsch Stogin、Luke Gockowski等人证明了完全由液体组成的液膜可以被设计成保留小于临界尺寸粒子而透过大尺寸粒子的过滤膜.基于上述研究，本文在液膜过滤器模型基础上进行解析推导，分析讨论了液膜的临界透过条件，并在实验中得到验证.同时，本文通过调节液膜表面张力系数实现了对粒子速度的筛选.     

利用高阶拉盖尔-高斯横模精确测量法布里-珀罗腔内原子的运动轨迹

研究了冷原子与法布里-珀罗腔内拉盖尔-高斯横模强耦合相互作用体系的透射光谱, 分析了透射光谱与原子在腔中运动轨迹的关系. 结果表明, 与厄米特-高斯横模相比, 拉盖尔-高斯横模的腔场与原子的最大耦合系数几乎不随阶数的增加而变化, 使得探测光谱的对比度受模式阶数的影响较小. 在拉盖尔-高斯横模场分布的圆环边缘附近, 原子运动轨迹的微小偏移会引起透射光谱的很大变化, 因此在这些位置可以实现原子运动轨迹的高精度探测.     

Phonon-assisted excitation energy transfer in photosynthetic systems

The phonon-assisted process of energy transfer aiming at exploring the newly emerging frontier between biology and physics is an issue of central interest.This article shows the important role of the intramolecular vibrational modes for excitation energy transfer in the photosynthetic systems.Based on a dimer system consisting of a donor and an acceptor modeled by two two-level systems,in which one of them is coupled to a high-energy vibrational mode,we derive an effective Hamiltonian describing the vibration-assisted coherent energy transfer process in the polaron frame.The effective Hamiltonian reveals in the case that the vibrational mode dynamically matches the energy detuning between the donor and the acceptor,the original detuned energy transfer becomes resonant energy transfer.In addition,the population dynamics and coherence dynamics of the dimer system with and without vibration-assistance are investigated numerically.It is found that,the energy transfer efficiency and the transfer time depend heavily on the interaction strength of the donor and the high-energy vibrational mode,as well as the vibrational frequency.The numerical results also indicate that the initial state and dissipation rate of the vibrational mode have little influence on the dynamics of the dimer system.Results obtained in this article are not only helpful to understand the natural photosynthesis,but also offer an optimal design principle for artificial photosynthesis.     

Theoretical study of Pr~(3+):ZBLAN upconversion ultraviolet fiber laser based on 4f5d state

A theoretical study of the kinetics of two-step-excitation upconversion ultraviolet cw fiber laser based on the 4f5d state in Pr3+:ZBLAN is performed using steady population rate equations and light propagation equations. Under different Pr3+ concentrations, the dependence of the threshold pump powers on the other pump power, the variations of laser output power with reflectivity of output coupler, pump powers and fiber length as well as the dependence of the optimum fiber length on pump powers are investigated. The results predict some optimum laser parameters for maximizing output power.     

Yb~(3+)∶Pr~(3+)∶ZBLAN光纤中4f5d上转换激发的理论研究

利用粒子数速率方程和相关的辐射跃迁理论,计算了Yb3+∶Pr3+∶ZBLAN光纤中Pr3+离子4f5d能级两步上转换激发的动力学过程。得到不同Pr3+掺杂浓度下,激发光的光谱强度和粒子数密度的纵向分布和有效光纤长度随激发光的光谱强度的变化关系。另外,还得到了4f5d荧光强度与入射光强、光纤长度和Pr3+掺杂浓度的关系,给出了激发效率与激发光的光谱强度和Pr3+掺杂浓度的关系。     

对巧克力相变迟滞现象的理论解释——朗道-德冯谢亚理论以及铁电相变理论

巧克力作为生活中常见的事物，其储存方法一直是食品科学界研究的重要课题，而由相变产生的巧克力凝固和融化等现象对巧克力的储存产生了决定性的影响；但由于巧克力的成分复杂且晶体结构多变，目前只在生活中实现了控制巧克力保持良好性状的储存，而鲜少有研究分析其背后存在的相变机理。研究中首先基于朗道-德冯谢亚理论，使用序参量描述了影响相变的相关因素，初步解释了巧克力相变当中存在的迟滞现象；而后进行了相关实验，提出了一种对朗道理论的修正来解释实验现象；最后，通过研究巧克力的主要成分可可脂晶体的铁电相变，对德冯谢亚理论中未作出解释的势垒产生做出了阐述。     

置于冷瓶口硬币的弹起现象研究

本文研究了将硬币置于冷却的瓶子瓶口,放置于相对高温环境中,硬币发生多次弹起的现象.本文利用零维非稳态传热学方程描述了瓶内气体温度的变化,通过力矩分析得到了硬币弹起的条件,并采用MATLAB数值模拟研究了硬币多次弹起时压强和弹起周期随时间的变化规律.并通过不同材质的瓶子和不同的硬币研究了对该弹起现象的影响,实验得到了和理论一致的结果.     

Er^3＋：YAG晶体Er^3＋离子的浓度对电磁感应光透明的影响

在一个三能级模型中展示了Er^3 :YAG晶体中的Er^3 浓度对电磁感应光透明（EIT）的影响。没有耦合场时,Er^3 离子浓度在15％左右时吸收达到最大;存在共振耦合场时,Er^3 离子浓度在3％左右时透射有一个最优值。     

第七届中国大学生物理学术竞赛简讯

正中国大学生物理学术竞赛(China Undergraduate Physics Tournament,简称CUPT)是中国借鉴国际青年物理学家锦标赛(International Young Physicists’Tournament,简称IYPT)模式创办的一项全国性赛事.第七届中国大学生物理学术竞赛于2016年8月13日—18日在西安交通大学举行,西安交大副校长郑庆华,CUPT组委会秘书长李川勇,西安交大理学