一种测量空气比热容比的实验方法

通过介绍声音在空气中的传播速度与空气比热容比的关系,提出了通过测量空气中声速得到空气比热容比的实验原理与方法．     

一种抗光扰动的矢量纠偏方法研究

在半球成像系统实时跟踪目标的过程中,从受到光扰动影响的圆环像中迅速准确地提取圆环的中心是一个关键,为了适应半球成像系统跟踪目标的实时性和抗扰性能要求,根据圆的几何对称性,提出了一种矢量纠偏的抗光扰动的圆环中心确定方法,实验结果表明,对于无扰动的圆环图像其误差小于1个像素;对于有扰动的图环像误差不超过5个像素。     

Ce:KNSBN晶体中超短激光脉冲二波耦合和四波混频相位共轭

脉宽为50～60ps的超短激光脉冲列在Ce:KNSBN晶体中实现二波耦合和四波混频相位共轭。环境的微振动使二波耦合和四波混频相位共轭信号变得不稳定。当泵浦光脉冲从相对于探测光脉冲早到变为迟到时,二波耦合探测光信号从缩小变到放大。四波混频相位共轭信号出现双脉冲。晶体中存在纳秒光折变效应。     

一种新型的光纤锥形耦合器

提出了一种光纤波导折射率渐变的新型锥形（Taper）耦合器件，其原理是基于光纤中Ge缺陷在紫外光照射下而产生的光致折射率的变化。利用光纤在高压、低温下渗氢技术使单模光纤的光致折射率变化△n达6×10-3数量级；通过控制曝光条件就可以在光纤中产生一定规律的锥形结构，使单模光纤的模场半径由4．8μm缩小到3．2μm。由耦合波理论分析表明该器件具有较好的基模传输特性。     

投影栅相位法三维曲面的光学检测技术

利用投影到三维曲面的畸变光栅，采用二维数字图像处理，建立了一种新型的快速、高精度三维曲面无接触光学检测技术，开妈了基于微机上的全套应用软件，并以一个典型的汽车覆盖件为例进行了实验分析。文中还提出一种边界处理技术，用以提高系统的处理精度。     

一种新的海面空气动力学粗糙度方案

综合利用6个国际海洋观测试验资料,共同验证Charnock参数与无因次粗糙度长度(z0/Hs)对波龄的依赖性,建立粗糙度回归模型,并对其进行显著性和适用性检验,从而导出粗糙度无因子形式与有效波高有关.利用研制的粗糙度方案(SP07)研究充分发展风浪与风区、风时和水深的关系,及粗糙度长度对摩擦速度和波龄的敏感度.把SP07方案引人国际上最先进的计算海气通量的COARE(V3.0)算法中,选择1985年12月在北海的FPN平台上的试验资料,进一步检验SP07方案的适用性.得出目前国际上最先进的002和TY01方案较高估计了摩擦速度,YT96方案略偏低估计了摩擦速度,文中研制的方案计算结果与实测结果最接近.     

利用空气来探测脉冲太赫兹波

曾有报道利用飞秒激光脉冲通过空气中的三阶光学非线性过程产生高强度的太赫兹波.理论上, 作为太赫兹波产生的逆过程, 有可能实现用空气作为介质探测脉冲太赫兹波.作者以空气或激光诱导的空气等离子体作为介质, 通过测量太赫兹波场诱导产生的二次谐波信号, 首次实现了宽带太赫兹波的时间分辨探测.本文介绍了空气中太赫兹波的非相干和相干探测的实验结果和理论分析.迄今为止, 这种具有突破意义的太赫兹波空气电离相干探测法 (THz－ABCD) 的频谱宽度可以超过8 THz, 实现动态范围可达30 dB.     

利用空气来探测脉冲太赫兹波

曾有报道利用飞秒激光脉冲通过空气中的三阶光学非线性过程产生高强度的太赫兹波．理论上，作为太赫兹波产生的逆过程，有可能实现用空气作为介质探测脉冲太赫兹波．作者以空气或激光诱导的空气等离子体作为介质，通过测量太赫兹波场诱导产生的二次谐波信号，首次实现了宽带太赫兹波的时间分辨探测，本文介绍了空气中太赫兹波的非相干和相干探测的实验结果和理论分析．迄今为止，这种具有突破意义的太赫兹波空气电离相干探测法（THz-ABCD）的频谱宽度可以超过8THz，实现动态范围可达30dB。     

浅析一种空气粘度的测量方法

基于流体力学原理,设想气垫导轨上的滑块与导轨间分为速度不同的空气层,结合空气粘性系数的求解方法,反向推导空气粘性系数表达式,得出空气粘度的计算式.通过将光杠杆原理测量得到的空气层厚度、滑块与导轨接触面积及空气粘性系数代入空气粘度的计算式,最终算出了实验条件下的空气粘度.     

光纤中扰动的小信号增益

从非线性薛定谔方程出发,在小信号近似下,推导并求解了光纤中扰动相位和幅度的演化方程,利用得到的扰动相位及功率增益的表达式,研究了初相位和频率对传输过程中扰动增益的影响。研究表明：扰动的初相位对扰动增益的初值和初始阶段的演化规律有重要影响;取决于扰动初相位,任何一个频率的扰动增益都有可能达到一个共同的最大值;在被认为无调制不稳定的正色散区和扰动频率大于截止频率的负色散区,扰动增益随距离是振荡的;在被认为有调制不稳定的扰动频率小于截止频率的负色散区,频率相同而初相位不同的扰动增益将经历不同形式的演化后趋于同一正值。     

Ce∶KNSBN光折变晶体光栅衍射特性研究

研究了Ce∶KNSBN光折变晶体两波耦合作用写入体光栅的衍射效率与写入光偏振态和光强比的关系 ,分析了写入光偏振态造成光栅衍射效率差别的原因 ,并用修正耦合波理论对实验结果进行了拟合。实验结果为Ce∶KNSBN晶体在全息记录和光学信息处理领域的应用提供了依据。     

Ce:KNSBN光折变晶体光栅衍射特性研究

研究了Ce:KNSBN光折变晶体两波耦合作用写入体光栅的衍射效率与写入光偏振态和光强比的关系, 分析了写入光偏振态造成光栅衍射效率差别的原因, 并用修正耦合波理论对实验结果进行了拟合。 实验结果为Ce:KNSBN晶体在全息记录和光学信息处理领域的应用提供了依据。     

Numerical investigation of self-similar unstably stratified homogeneous turbulence

New numerical results concerning unstably stratified homogeneous turbulence are presented. The system of equations considered gives the dynamics of homogeneous incompressible binary mixtures submitted to a gravity field in the low Atwood number limit (Boussinesq approximation). It allows to gain insight into several characteristics relevant to buoyancy driven turbulent mixing, such as unsteadiness and anisotropy. In this work, the dependency of the asymptotic self-similar states on different dissipation processes is extensively explored. The resulting states are shown to agree with recent theoretical predictions based on a large scale dynamics analysis.     

Reassessment of the classical closures for scalar turbulence

In deducing the consequences of the Direct Interaction Approximation, Kraichnan was sometimes led to consider the properties of special classes of nonlinear interactions in degenerate triads in which one wavevector is very small. Such interactions can be described by simplified models closely related to elementary closures for homogeneous isotropic turbulence such as the Heisenberg and Leith models. These connections can be exploited to derive considerably improved versions of the Heisenberg and Leith models that are only slightly more complicated analytically. This paper applies this approach to derive some new simplified closure models for passive scalar advection and investigates the consistency of these models with fundamental properties of scalar turbulence. Whereas some properties, such as the existence of the Kolmogorov–Obukhov range and the existence of thermal equilibrium ensembles, follow the velocity case closely, phenomena special to the scalar case arise when the diffusive and viscous effects become important at different scales of motion. These include the Batchelor and Batchelor–Howells–Townsend ranges pertaining, respectively, to high and low molecular Schmidt number. We also consider the spectrum in the diffusive range that follows the Batchelor range. We conclude that improved elementary models can be made consistent with many nontrivial properties of scalar turbulence, but that such models have unavoidable limitations.     

Zn∶Fe∶LiNbO_3晶体二波耦合和相位共轭效应的研究

采用二波耦合和四波混频实验,研究了Zn:Fe:LN(Fe:0.03wt.%,Zn:5.0mol)晶体的光折变二波耦合衍射效率和长时间照射下透射光强随时间的动态变化行为,以及其相位共轭效应,分别测试了其二波耦合衍射效率和其相位共轭反射率,结果表明该晶体的衍射率可达到56%,且其衍射效率随着其信号光的减小先增大后减小,相位共轭反射率随信号光的增大呈减小的趋势,最高共轭反射率可达到650%。     

光折变两波耦合对光扇开效应的抑制作用

以多个两波耦合（ＴＷＭ）相位栅模型建立了考虑光扇开效应后的动态两波耦合方程，通过数值求解揭示了在大信号两波耦合对光扇开效应的抑制作用和在小信号下光束扇开损耗对两波耦合影响的规律，并进行了相应的实验研究。     

功率谱反演大气湍流随机相位屏采样方法的研究

从产生大气湍流随机相位屏的功率谱反演法原理出发,分析了均匀采样造成的随机相位屏大量低频信息泄漏的不足,提出利用非均匀采样方法对功率谱进行滤波产生随机相位屏.建立了非均匀采样模型,并分析比较了两种采样方法覆盖的采样频率范围和单边采样频率区域的湍流功率,理论证明了非均匀采样功率谱反演产生大气湍流随机相位屏的可行性和有效性.针对大气湍流的Kolmogorov谱,分别仿真计算了两种采样模型下功率谱反演生成的大气湍流随机相位屏.仿真结果表明,在不增加采样点和计算量条件下,非均匀采样方法生成的大气湍流随机相位屏具有丰富的低频和高频信息,有效改善了传统功率谱反演大气湍流随机相位屏时低频信息严重不足的缺陷.     

位相差值法测量大气湍流格林伍德频率

为了利用位相差值法实现大气湍流格林伍德频率的准确测量, 研究了位相差值法的有效性、哈特曼探测器采样点数和采样频率的选取方法。首先给出了位相差值法的基本原理和测量噪声去除方法, 然后分析了哈特曼探测器采样点数和格林伍德频率的统计平均次数对测量精度的影响, 结果显示, 当采样点数大于400、统计平均次数大于400时, 可以实现大气湍流格林伍德频率的准确测量。研究了测量噪声的影响, 结果表明:去除噪声后, 测量值的偏离误差从30%降低到0.6%。研究了算法的重复性精度, 得到测量值偏离量的RMS值为1.9 Hz, 占理论值的3%, 说明测量方法非常稳定。依据上述结果, 对8~108 Hz的湍流进行测量和分析, 结果显示, 当不考虑空气扰动时, 测量值与理论值基本一致。最后, 研究了哈特曼探测器采样频率和格林伍德频率之间的关系:哈特曼探测器的采样频率越高, 能够准确测量的格林伍德频率也越高, 并得到了定量的经验公式。上述结果表明, 在满足采样点数、采样频率以及统计平均次数等条件下, 位相差值法可以实现大气湍流格林伍德频率的准确测量。该研究工作为大气湍流的格林伍德频率测量提供了应用依据。     

无限长湍流相位屏产生方法

在考虑时间特性的激光大气湍流数值模拟中,构造满足要求的湍流相位屏对大气湍流的模拟尤为重要,为此提出基于多点预测的相位协方差插值方法产生湍流相位屏,由多个已知点的相位值对新插值点的相位值进行预测,推导出了插值点的预测矩阵及其残余方差的表达式,并对插值后生成的相位屏的空间统计特性进行了验证。数值模拟结果表明:该方法产生的湍流相位屏与大气湍流的统计特性符合得较好,随着用于预测的已知点数的增加,模拟生成的湍流相位屏的精度提高,并可以进行连续插值生成无限长的湍流相位屏。     

无限长湍流相位屏产生方法

在考虑时间特性的激光大气湍流数值模拟中,构造满足要求的湍流相位屏对大气湍流的模拟尤为重要,为此提出基于多点预测的相位协方差插值方法产生湍流相位屏,由多个已知点的相位值对新插值点的相位值进行预测,推导出了插值点的预测矩阵及其残余方差的表达式,并对插值后生成的相位屏的空间统计特性进行了验证。数值模拟结果表明:该方法产生的湍流相位屏与大气湍流的统计特性符合得较好,随着用于预测的已知点数的增加,模拟生成的湍流相位屏的精度提高,并可以进行连续插值生成无限长的湍流相位屏。