一种基于激光辐照热效应的薄膜参数反演方法

本文研究并建立了一种基于激光辐照热效应的薄膜参数反演方法.首先给出激光辐照薄膜产生温升问题的热传导理论模型,并利用拉普拉斯变换得到了膜层和基底温度场的解析解;然后以膜层和基底的导热系数为反演参数,基于非线性共轭梯度算法给出反演基本原理及流程,并推导得到了反演过程中灵敏度系数的解析表达式;以aluminum,silver,copper和gold四种金属薄膜为例,通过与有限元法的计算结果对比验证了温度场解析解的正确性;最后结合四种金属薄膜进行了参数反演,通过考察分析不同随机噪声等条件下的参数反演结果,验证了本文方法在薄膜参数反演精度与反演效率等方面的有效性.反演结果显示:本文方法具有较高的反演精度和效率,在迭代截止误差为10~(-7)时只需用少于20次迭代就能收敛;在测量数据中加入的随机噪声越小,反演的迭代收敛次数就越少,即使是在迭代初值与反演结果相差较大时,用包含5%随机噪声的测量数据反演也能快速收敛.本文提出的薄膜参数反演方法不仅适用于反演导热系数,也可扩展用于反演膜层反射系数或吸收率等参数,具有一定的适用性.本文方法对于激光加工或激光损伤过程中的参数反演及优化具有一定的指导意义.     

广义球对称带电蒸发黑洞的量子热效应和非热效应

研究了广义球对称带电蒸发黑洞周围的时空中Dirac粒子的Hawking辐射以及Starobinsky-Unruh过程. 关键词：     

激光辐照ZnSe／MgF2滤光片的热效应研究

介绍了光热光检测方法的基本原理。采用从波长上把泵浦光和检测光分开的方法，利用光热光平行检测技术测量了检测激光通过ZnSe/MgF2滤光片后信号的变化，并用红外热像仪测量了泵浦激光辐照干涉滤光片产生温升随时间的变化。根据干涉滤光片的膜层结构，分析了热效应对干涉滤光片薄膜折射率、膜层光学厚度和透过率的影响。研究结果表明：连续激光辐照ZnSe/MgF2滤光片产生的温升，可使滤光片透射光谱曲线偏高中心滤长，导致其透过率的热致非线性变化。     

变加速直线运动黑洞的量子热效应

给出了作变加速直线运动的蒸发黑洞的辐射温度。此温度不仅随时间变化,而且在视界的同时面上不是常数。这种黑洞的视界位置随时间变化,而且形状不是球对称的。 关键词：     

轴对称荷电动态黑洞的量子热效应

讨论了轴对称荷电动态黑洞的Hawking辐射,得到了局部事件视界面方程和温度.结果显示黑洞的形状和温度不仅随时间变化而且随角度变化. 关键词：     

激光协同聚焦超声辐照生物样品增强热效应的实验和理论研究

对中等强度聚焦超声在生物样品中产生的热效应以及激光协同超声增强热效应进行了实验和理论研究。实验上,对生物和仿生样品在超声作用和激光协同超声作用下加热情况进行测量,通过对比表明,激光协同超声作用于生物样品,引起空化效应以及温度升高更为明显。同时,理论上对聚焦超声在生物样品中衰减产生的热效应、超声空化以及激光协同超声增强空化及其产生热效应进行机理分析。通过对机理的分析表明,激光引起的光致核化使超声空化更易于产生,有效的增强空化效应,进而增强热效应。为对具体实验给出量化分析和估算,通过理论与实验结果相拟合,对超声传播引起的温度升高进行计算,并估算超声和激光协同超声产生空化微泡对加热效应的不同贡献,为空化效应在超声治疗中的贡献提供参考数据。     

脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜的热效应

用1．06μm单脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜，利用得到的综合参数K来计算不同能量下单脉冲激光辐照薄膜产生的温度场和热应力场，并对计算结果进行分析，获得了温度场和热应力场在激光辐照过程中的变化过程及热应力在脉冲激光辐照薄膜过程中起主导作用。     

生物组织电穿孔中的热效应研究

本文对生物组织电穿孔中的热效应问题进行了计算研究。结果表明生物组织电穿孔过程中,选用不当的脉冲电压参数,会对组织造成严重的热损伤。若采用相同的烧伤阈值来描述热损伤范围,则相同电脉冲参数条件下在体组织比离体组织受到的热损伤更大。     

激光辐照光伏型光电探测器热效应的有限元分析

建立了高斯激光辐照光伏(PV)型光电探测器温升的三维物理模型，采用有限元分析方法计算了探测器的三维温度场分布，探讨了辐照时间、胶层厚度和胶层热导率对熔融损伤阈值及热恢复时间的影响。研究结果表明：InSb PV型探测器受到强激光连续辐照时会发生熔融损伤破坏，且最早发生于迎光面的光斑中心；激光的功率越高，造成损伤破坏所需要的时间越短；热导率越大，越薄的胶层对应的损伤阈值越大，但胶层厚度和热导率对熔融损伤阈值的影响在大功率激光辐照时才较明显。为了提高PV型探测器抗激光辐照能力，应选用热导率大且尽可能薄的胶层。采用该模型计算得到10W功率激光辐照下的熔融时间为3.26s,与实验得到的3s基本吻合。     

1 319 nm连续激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究

实验测定了离体人皮肤组织在1 319 nm连续Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,研究了激光辐照功率密度和作用时间对皮肤组织温升分布的影响.结果表明,皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照功率密度以及作用时间密切相关;激光输出功率密度15.80 W/cm2时安全辐照时间阈值为120 s,功率密度48.92 W/cm2时安全辐照时间阈值为6 s.     

时谐LC电路的量子效应

根据Lewis-Risenfeld的量子不变量理论,研究了时谐LC电路的量子效应。结果显示:由于电路参数随时间变化,在含时相干态下LC电路中电荷和电流量子涨落的不确定度乘积不可能达到最小值h^-2/4。     

Cu掺杂对Kondo绝缘体CeNiSn低温比热的影响

CeNiSn是一种很有趣的重费米子化合物,其基态为Kondo绝缘体.采用化学元素替代的方法研 究Cu掺杂对CeNiSn多晶样品低温比热的影响.在流动高纯氩气的保护下,用电弧炉制备了一 系列的多晶样品CeNi_1-xCu_xSn(x＝0,002,006,008).X射 线粉末衍射分析表明,制备出来的样品均为单相多晶.随着Cu掺杂量的增加,样品的晶格参 数增大.采用绝热热脉冲法测量样品的比热,结果表明随着Cu掺入量的增加,相应样品的低温比热也随之增大,能隙逐渐减小 关键词： 重费米子 Kondo绝缘体 CeNiSn 比热 反铁磁有序     

ZnCdTe-ZnTe多量子阱的电场效应

本文报导了电场作用下ZnCdTe-ZnTe多量子阱的激子发光特性.用激子局域化的观点解释了激子发光峰随电场增强而增强的现象.在Zn0.8Cd0.2Te-ZnTe多量子阱中观察到了电场作用下自由激子发光谱峰较大的红移和较快的发光淬灭     

关于量子力学基础的一个质疑

本文对量子力学的基础提出了质疑,以一个常见的例子说明量予力学三个基本假设是不相容的.     

纳米银粒子的量子尺寸效应

实验上采用吸收光谱发现两种不同粒度的纳米银粒子其吸收峰的位置随粒子尺寸的增加而红移,理论上采用简单的球形势阱模型得到了本征能量与粒子尺寸的解析关系,该理论较圆满地解释了实验现象。     

平移压缩Fock态下无耗散介观电感耦合电路的量子效应

研究了在平移压缩Fock态下介观电感耦合电路中电荷和电流的量子涨落.结果表明:每个回路中电荷、电流的量子涨落只依赖于两回路的器件参量和压缩参量,而与平移参量无关.     

压缩真空态的激发态下介观耦合电路的量子效应

通过量子化电容耦合电路和对角化电路哈密顿量,研究了介观电路在压缩真空态的激发态下的量子力学效应.     

热质的运动与传递-微尺度导热中的热质动能效应

基于热质(热量的当量动质量)的概念,通过建立和分析热质的运动方程得到了反映热质动能变化的稳态导热微分方程,表明Fourier导热定律只有在热质的动能变化相对热质势能变化很小而可以忽略时才成立;在高热流密度和低温的情况下热质的动能变化不可忽略,这种动能效应表现为热流密度和温度梯度不再成线性关系.动能效应也导致Fourier导热定律不能通过热流和温度梯度准确地获得物体的导热系数,本文基于热质运动方程给出了导热系数动能效应的修正式.最后针对高热流密度和低温一维稳态导热进行了分子动力学模拟验证.     

霍耳效应实验研究

本文改进了霍耳效应实验工作原理图，并从理论上分析了对称测量法消除不等位效应。     

三线态形成的量子产率研究

本文利用脉冲激光光声微量量热方法，以蒽为标准化合物，尝试求几种有机化合物，如吖啶，二苯酮，吩噻嗪及菲的三线态形成量子产率ХＴ。结果发现吖啶的ХＴ值与文献（１）吻合得很好；由于实验所用传感器时间响应的限制，所求其他三种化合物的ХＴ值与文献值有较大的偏差，为此，利用解卷带积方法，扣除传感器的响应后，即可求得较满意的ХＴ值。