基于超构材料的Cherenkov辐射

Cherenkov辐射(Cherenkov radiation, CR)是自由电子速度超过介质中光速时产生的电磁辐射,其在粒子探测、生物医学、电磁辐射源等领域具有重要的应用价值.近年来,人们发现由不同材料和结构组成的超构材料具有新奇的力学、声学和光学特性.电磁波在超构材料中的传播、耦合和辐射可以具有与传统材料完全不同的奇特性质.将传统真空电子学与微纳光电子学结合,探索自由电子与超构材料的相互作用,成为近期不少研究者关注的热点之一.超构材料的引入打破了传统材料和结构中电磁学规律的限制,自由电子在其中产生的辐射以及与辐射的相互作用表现出许多新现象和新效应.本文首先回顾了CR的基本概念和辐射原理,在此基础上介绍了自由电子与双曲超材料、负折射率材料、高Q值超材料以及超表面相互作用产生辐射的相关工作,重点阐述在这些不同功能的超构材料中产生CR的机理及其特性,涉及的工作包括无阈值CR、反向CR、受激CR以及辐射偏振和相位的调控.自由电子与各种新型超构材料相互作用的研究和发展,为实现新型高效的集成化自由电子器件提供了新的途径.     

具有变态光子带隙结构的相对论Cherenkov辐射源的研究

提出了一种变态光子带隙结构,研究了由这种结构构成的周期慢波系统的Cherenkov辐射源的特性. 利用高频仿真软件以及三维粒子模拟软件对变态及常态光子带隙慢波系统中类TM₀₁模的色散特性及注-波互作用物理过程进行了模拟研究. 结果表明,在变态光子带隙慢波系统中,类TM₀₁模纵向场分量沿角向分布均匀性得到明显改善,能有效抑制非对称模式,提高输出频谱纯度及注-波互作用效率. 关键词： Cherenkov辐射源 变态光子带隙结构 慢波系统 三维粒子模拟     

分子束外延

1.前言 “分子束外延”是最近才出现的一种新技术。是由贝尔实验室发明的一种在高真空中外延生长半导体晶体的新方法(主要是Ⅲ一Ⅴ族的GaAs,GaP)。最初见于J.R.Arthur等人1969年发表的“用分子束淀积法外延生长GaAs,GaP,GaAs_xP_(1-x)薄膜的论文。它是在高真空中,使组成化合物的两至三种元素的“分子束”喷射到衬底晶体上,生长出该化合物半导体单晶薄膜。 分子束外延法与气相、液相外延方法不同,它是在高真空中即最纯条件下生长晶体。因而是研究晶体生长机理,确定晶体生     

分子束外延

对于新器件的需要推动了半导体材料的研究。这种器件能够改进系统的性能。新的材料工艺能产生新器件和新技术。分子速外延(M.B.E)是一种比较新的薄膜生长技术,它是从阿瑟早先对热原子和分子束与固体表面相瓦作用的质镜研究发展起来的。高质量半导体薄膜是在超高真空系统中要求的原子和分子束投射到热的晶体衬底上生长的。这     

中子探测晶体Li6Gd(BO3)3:Ce的光谱特性研究

文章用提拉法生长出Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体,并对其光谱性能与发光过程进行了探索. 借助于真空紫外-紫外透过光谱测试,发现晶体的透过光谱中存在Ce³⁺离子和Gd³⁺的特征吸收峰,同时还存在与Ce⁴⁺离子相关的电荷迁移带. 对晶体的真空紫外-紫外激发发射光谱进行研究发现,在晶体存在着Ce³⁺离子的5d→4f辐射跃迁发光与Gd³⁺离子的4f→4f辐射跃迁发光,而且存在着Gd³⁺→Ce³⁺之间的能量传递. 对Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体的X射线与γ射线激发发射光谱研究可知,晶体在高能射线激发下的闪烁光主要是Ce³⁺离子的发光. 关键词： 6Gd(BO₃)₃:Ce晶体')" href="#">Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体 真空紫外-紫外透过光谱 真空紫外-紫外激发发射光谱 能量传递     

Ce:YAG晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能

采用温梯法生长了Ce:YAG晶体和真空烧结法制备了Ce:YAG透明陶瓷,并对晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能进行了对比研究.Ce:YAG晶体和陶瓷都具有位于230,340和460 nm波段的Ce³⁺离子的特征吸收带和540 nm附近的发射峰,但Ce:YAG晶体同时存在296和370 nm的色心吸收,其发射峰位于398 nm,而透明陶瓷中不存在.Ce:YAG晶体和陶瓷的X射线荧光中均存在520 nm附近的Ce³⁺离子发射,但晶体中还存在由反格位缺陷引起的300 nm 关键词： Ce:YAG 闪烁晶体 透明陶瓷     

晶体真空紫外区透射性能的测量

目前已知能透射真空紫外线的晶体有LiF, MgF_2, CaF_2, BaF_2, SrF_2, 蓝宝石和熔融石英等。用这些晶体作窗口的器件已越来越广泛地应用于高温等离子体实验和空间太阳光谱的研究。测量和研究这些晶体的透射性能,对于真空紫外光谱实验技术有着实际的意义。     

晶体加工讲座 第四讲 晶体的抛光

<正> 晶体光洁度不好往往直接影响它的使用效果。因此,在晶体抛光中应把光洁度问题的解决视为重点。一、常用晶体抛光剂及其处理方法红粉、氧化铈和氧化锆等抛光剂已能充分满足光学玻璃抛光的要求。然而它们用于晶体抛光,就得不到理想的抛光效果,因为晶体品种浩繁,理化性能尤其是硬度差别很大,这就     

KDP晶体折射率不均匀性对三倍频转换效率的影响

采用正交偏振干涉测量法获得了典型的快速(RG)和传统(CG)生长的KDP晶体折射率空间分布,数值模拟了倍频晶体固定失谐角分别为0和220 mrad时晶体折射率不均匀性对高功率三倍频光转换效率的影响。结果表明：快速生长晶体的折射率不均匀性的均方根约为传统生长晶体的6倍;三倍频转换效率在低功率密度下对折射率不均匀性不敏感,在高功率密度下尤其是转换效率较高时很敏感;当混频过程中的二倍频光不过剩时,在晶体折射率变化对三倍频效率的影响方面,倍频晶体比混频晶体严重;目前国产的传统生长晶体可以满足高功率三倍频实验要求。     

LiNb_3O_8晶体的光学性质

本文测定了LiNb_3O_8晶体的透光曲线,肯定了晶体发黑的主要原因是氧空位,以及通过退火消除的方法;确定了晶体中氢键形成的原因是大气中水蒸汽和熔体起反应的结果,真空退火是消除氢键的方法;提出了在纯氧气氛下生长LiNb_3O_8晶体的建议;测定了LiNb_3O_8晶体的光性方位和主折射率,并和LiNbO_3晶体作了比较;讨论了LiNb_3O_8晶体的光性方位和它的结构关系。     

First-principles study of LiBaF3 crystals containing interstitial fluoride

The positions of the interstitial fluoride atoms in LiBaF₃ crystal are simulated by GULP. It is found that the formation energy is low when interstitial fluoride atoms at the center of the edge of the cube formed by Ba ions. The electronic structures and absorption bands for the perfect LiBaF₃ crystal and the LiBaF₃ crystal containing interstitial fluoride have been calculated using density functional theory code CASTEP. It is predicted that the interstitial fluoride atom combine with a formal lattice fluoride ion forming H center causes the 320 nm absorption band.     

光子晶体对非晶纳米团簇辐射特性的影响

用有限时域差分法研究了非晶ZnO纳米团簇的辐射频谱,结果显示频谱呈自发辐射的特性. 为了对非晶纳米团簇的辐射输出进行有效的控制和利用,提出了利用光子晶体来控制纳米团簇的自发辐射,使之向所需要的频率内辐射的理论设计;并构想了一种制备简单、成本较低的实现方法,依据这种设想构建了一个二维系统,对其辐射特性进行数值模拟,结果显示光被有效地控制. 为制备可嵌入到集成光路中的、具有良好可加工性能的低阈值微型激光器提供了一条新途径. 关键词： 有限时域差分法 光子晶体 非晶纳米团簇 辐射特性     

Synthesis and thermoluminescent response of CaF2 doped with Tm3+

Doped Calcium fluoride (CaF₂) is a well known dosimetric material used for measurement of ionizing radiation. In the literature we can find several synthetic routes to prepare this materials, however the majority of the methods present disadvantages such as long time for preparation, use of hazardous materials or crystal growth infrastructure. In order to overcome these problems, in this paper we present a simple wet chemical process by which calcium fluoride doped with thulium was fabricated. The crystal structure and particle size of the synthesized material was characterized by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) respectively. The thermoluminesce response for samples irradiated with ⁶⁰Co gamma radiation showed a linear response up to 10 kGy. Additionally, the TL emission spectra shows spectroscopic emission lines characteristic of Tm³⁺, where the relative intensity of each line depend on the fabrication parameters.     

Phonon detection by shallow electronic trap states in luminescent ZnO

High-frequency acoustic phonons are detected in a ZnO crystal by phonon- induced luminescence radiation. Our experiments indicate that this radiation is caused by recombination processes of carriers captured at very shallow traps with an ionization energy of about 4 meV. Propagation of the phonons is studied by a time of flight method.     

正弦平方势与小振幅近似下的弯晶沟道辐射

在理想情况下和经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子在弯晶中的运动方程化为具有外力矩的摆方程。并对系统的相平面特征进行了数值分析。在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬特性的弹簧-振子系统,用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出系统的解和粒子运动周期。讨论了弯晶沟道辐射频率、无量纲偏转角和辐射谱的一般特征。指出利用沟道辐射作为激光的可能性。以正电子在碳单晶中沟道辐射为例进行了具体计算,得到了与其他工作基本一致的结果。     

反比相关的双曲余弦平方势与相对论电子面沟道辐射的经典描述

在经典力学框架内,描述了带电粒子自发辐射谱分布与最大辐射频率;引入反比相关的双曲余弦平方势,讨论了超相对论电子的面沟道辐射,导出了电子能量E=5.0GeV时,一次谐波的最大辐射能量ε=57MeV,与其他工作比较基本一致.沟道辐射与自由电子激光十分类似,它的方向性极好,大都集中在粒子运动方向、角宽Δθ≈γ^-1/2范围内;且能量高、连续可调,偏振度也很好.指出了利用超晶格沟道辐射与超晶格的多层薄膜结构相互作用,可望把自发的沟道辐射改造为相干辐射,从而得到X激光或γ激光.     

用于三层有源隔声结构误差传感的压电传感薄膜阵列及其优化设计

基于平面声源的三层有源隔声结构系统易于实现且具有良好的低频隔声性能,实现该系统需解决的关键问题是误差信号的检测.本文将压电传感薄膜聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)阵列检测简支梁辐射模态的理论拓展到二维结构, 并应用到三层隔声结构实现误差传感的优化设计.根据三层结构中特殊的能量传输规律, 对误差传感方案中目标函数的选取、PVDF数目确定以及传感系统优化等问题进行深入分析.研究表明, 由于辐射板能量主要集中在有限个振动模态上, 只需将少数经固定系数加权的PVDF薄膜输出电流求和即可获得前三阶辐射模态幅值.辐射模态幅值的检测值与理论值符合良好, 保证传感精度的同时有效简化了系统. 关键词： 三层有源隔声结构 误差传感策略 压电传感薄膜阵列 辐射模态     

The optimum conditions to collect X‐ray data from very small samples

A previous paper [Nave & Hill (2005). J. Synchrotron Rad. 12 , 299–303] examined the possibility of reduced radiation damage for small crystals (10 µm and below in size) under conditions where the photoelectrons could escape from the sample. The conclusion of this paper was that higher‐energy radiation (e.g. 40 keV) could offer an advantage as the photoelectron path length was greater and less energy would be deposited in the crystal. This paper refines these calculations further by including the effects of energy deposited owing to Compton scattering and the energy difference between the incident photon and the emitted photoelectron. An estimate is given for the optimum wavelength for collecting data from a protein crystal of a given size and composition. Another way of reducing radiation damage from a protein crystal is to collect data with a very short pulsed X‐ray source where a single image can be obtained before subsequent radiation damage occurs. A comparison of this approach compared with the use of shorter wavelengths is made.     

Novel fluorescent nuclear track detector technology for mixed neutron-gamma fields

The latest achievements in fluorescent nuclear track detector (FNTD) technology are described. FNTDs are aluminum oxide crystals containing aggregate oxygen vacancy defects and doped with carbon and magnesium (Al₂O₃:C,Mg). Unlike most nuclear track detectors, Al₂O₃:C,Mg is sensitive to low linear energy transfer (LET) radiation including secondary electrons resulting from interactions of photons with the crystal. A new image processing method is investigated as a technique to discriminate and measure the doses of gamma and fast neutrons in mixed field conditions. Dose dependencies for both gamma and neutron irradiated FNTDs are shown. The new image processing method increased the dynamic range of detectable neutron doses from 4 orders of magnitude for track counting method to at least 6 orders of magnitude by combining track counting with the new image processing method. The new image processing method is combined with a detector configuration utilizing three converters: Teflon^®, polyethylene, and lithium fluoride.     

Coherent and incoherent radiation from high-energy electron and the LPM effect in oriented single crystal

The process of radiation from high-energy electron in oriented single crystal is considered using the method which permits inseparable consideration of both coherent and incoherent mechanisms of photon emission. The total intensity of radiation is calculated. The theory, where the energy loss of projectile has to be taken into account, agrees quite satisfactory with available CERN data. It is shown that the influence of multiple scattering on radiation process is suppressed due to action of crystal field.