冰的熔解热实验装置的改进

将保温杯引入到测定冰熔解热的实验中,提高了实验装置的保温性能;利用马达和风扇自制了搅拌装置,保证了搅拌均匀性;利用单片机、传感器模块和液晶屏实现了温度数显功能,提高了实验精度.通过对比改进前后的实验装置的实验数据可知,改进后的实验装置有效地减小了实验误差.     

水的热膨胀的特点演示的探讨

初中物理:“水的热膨胀的特点”的演示在我数年的教学中一直没有做过,这主要是因为:当堂演示太费时间又和讲课配合不好,如让学生等着看实验结果,则大部同学感到索然无味,如不等结果而先讲其他内容,则又打乱了课堂的系统性。加以有些学校根本没有水的最大密度演示器,因之过去讲这一节时,往往只用挂图一讲了事。但后来在物理通报上看到一些老师对这个演示采取了各种不同的方法,从而取得了较好的成绩。为了提高教学质量,我把通报上前后所介绍的几种方法都做了几遍,从不断变换着的操作中给了我新的启示,我又用了     

核物质的物态方程的研究

在相对论σ–ω模型的单圈图近似下,详细推导了核物质的能量密度和压强密度表达式,数值计算了核物质的结合能和压强随核密度的变化,并分别在热力学和流体力学的理论框架下,计算了核物质的压强密度,结果表明这两种方法得到的压强密度相同.     

两类似是而非的浮体问题的求解

分析研究了浮体的两类似是而非的问题的求解,给出了正确的结果,并从本质上对两类问题进行了分析,得到了其等效性结论.     

高均匀度的NMR超导磁体的设计计算

本文给出了高均匀度的NMR超导磁体的设计方法.给出了体积极小的六阶补偿线圈的各个参数. 讨论了几何尺寸误差带来的影响.给出了补偿绕组位置可调磁体的计算结果.     

辐射场的起伏对囚禁离子的量子相干性的影响

研究了囚禁离子与一随机相位的驻波场相互作用时的量子动力学行为,讨论了辐射场的起伏对囚禁离子的量子崩塌-回复特性的影响.对于相位扩散模型获得了这个问题的解析解.     

基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究

 应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟。与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像。     

不确定度的相关系数的研究

澄清了测量的相关系数与测量量不确定度的相关系数概念上的混淆,提出了测量量不确定度的相关系数的计算方法,并给出了实例。     

伽利略的晚年生活和他的学生

介绍了维维亚尼和托里拆利的生平和主要贡献.作为伽利略最后的学生,他们不仅照顾了他的晚年生活,还继承和发展了他的思想.     

基于消息传递接口的空中爆炸问题的并行计算

研究了用于处理三维多物质欧拉网格的模糊界面技术以及算法存在的数据相关性问题,提出了解决数据相关性的方法。采用基于消息传递接口(MPI)模式,设计出了相应的MMIC-3D并行程序,得到了无限空气介质中爆炸的三维数值模拟结果,计算结果与实际的实验现象及规律基本吻合。在共享存储的全对称多处理机(SMP)上进行了测试,得到了理想的加速比。     

基于脉冲形成线充电的脉冲压缩技术

利用脉冲压缩技术,将具有一定初始电压的高阻抗长脉冲形成线对低阻抗短脉冲形成线充电到一定值时,其输出开关导通,在其后的传输线上可以产生高功率短脉冲。给出了脉冲压缩理论分析;前级脉冲驱动源采用GW级纳秒脉冲形成线,其特性阻抗为40Ω、电长度为3.9ns,输出脉冲宽度约8ns;研制了与前级脉冲驱动源匹配的脉冲压缩装置和变阻抗传输线,考虑到脉冲压缩装置低阻抗形成线绝缘击穿和开关导通限制,选取脉压装置形成线特性阻抗6.5Ω、电长度0.5ns。利用GW级纳秒脉冲驱动源开展了脉冲压缩实验,得到了输出功率增益达4倍左右的脉宽1.5ns高功率短脉冲,输出脉冲功率增益与理论值基本相符。     

基于脉冲形成线充电的脉冲压缩技术

利用脉冲压缩技术,将具有一定初始电压的高阻抗长脉冲形成线对低阻抗短脉冲形成线充电到一定值时,其输出开关导通,在其后的传输线上可以产生高功率短脉冲。给出了脉冲压缩理论分析;前级脉冲驱动源采用GW级纳秒脉冲形成线,其特性阻抗为40 、电长度为3.9 ns,输出脉冲宽度约8 ns;研制了与前级脉冲驱动源匹配的脉冲压缩装置和变阻抗传输线,考虑到脉冲压缩装置低阻抗形成线绝缘击穿和开关导通限制,选取脉压装置形成线特性阻抗6.5 、电长度0.5 ns。利用GW级纳秒脉冲驱动源开展了脉冲压缩实验,得到了输出功率增益达4倍左右的脉宽1.5 ns高功率短脉冲,输出脉冲功率增益与理论值基本相符。     

适用于探地雷达应用的低振铃单周期脉冲发生器

设计了一种新型的适用于道路检测探地雷达的单周期脉冲发生器。该脉冲发生器包含驱动电路、阶跃恢复二极管(SRD)脉冲形成电路和脉冲整形电路三部分。驱动电路可以使TTL形式的触发脉冲变为电流更大的快前沿脉冲,用来形成给后级电路的驱动脉冲;SRD脉冲产生电路选取渡越时间较小的阶跃恢复二极管结构,通过对前级电路产生的驱动脉冲整形得到负极性高斯脉冲,然后利用微带短路线、肖特基二极管和电容并联实现生成单周期脉冲和振铃抑制的功能,提高超宽带天线辐射的效率以及测量信噪比。测量结果表明,在1 MHz脉冲重复频率的情况下,峰峰值最大为23 V,脉冲半高宽为138 ps,振铃水平为1.25%,而当脉冲重复频率提高到5 MHz,该脉冲发生器产生脉冲波形幅度和带宽基本没有太大变化。这些特征说明,该脉冲发生器具有很高的频率稳定性,且在高分辨率探测应用情景中将会有很好的表现。     

适用于探地雷达应用的低振铃单周期脉冲发生器

设计了一种新型的适用于道路检测探地雷达的单周期脉冲发生器。该脉冲发生器包含驱动电路、阶跃恢复二极管(SRD)脉冲形成电路和脉冲整形电路三部分。驱动电路可以使TTL形式的触发脉冲变为电流更大的快前沿脉冲,用来形成给后级电路的驱动脉冲;SRD脉冲产生电路选取渡越时间较小的阶跃恢复二极管结构,通过对前级电路产生的驱动脉冲整形得到负极性高斯脉冲,然后利用微带短路线、肖特基二极管和电容并联实现生成单周期脉冲和振铃抑制的功能,提高超宽带天线辐射的效率以及测量信噪比。测量结果表明,在1 MHz脉冲重复频率的情况下,峰峰值最大为23 V,脉冲半高宽为138 ps,振铃水平为1.25%,而当脉冲重复频率提高到5 MHz,该脉冲发生器产生脉冲波形幅度和带宽基本没有太大变化。这些特征说明,该脉冲发生器具有很高的频率稳定性,且在高分辨率探测应用情景中将会有很好的表现。     

Pulse trapping by ultrashort soliton pulses in optical fibers across zero-dispersion wavelength

A new phenomenon of pulse trapping by the ultrashort soliton pulse of an optical fiber has been experimentally observed. The trapped pulse in the normal-dispersion region copropagates with the soliton pulse in the anomalous-dispersion region along the fiber, and the wavelength of the trapped pulse is shifted to satisfy the condition of group-velocity matching. The wavelengths of the soliton pulse and the trapped pulse change almost continuously as the power of the soliton pulse is varied. Almost perfect conversion efficiencies are observed for soliton self-frequency shift and pulse trapping.     

脉冲形状对脉冲经光纤放大器传输后功率增益的影响

基于描述脉冲放大过程的时间相关非线性辐射迁移方程,对不同形状脉冲经掺镱光纤放大器传输后的功率特性进行了分析,该方程同时考虑了光与介质的相互作用.数值结果表明,在相同的脉冲能量下,不同形状脉冲经放大器放大后的功率增益随入射脉冲形状不同而不同,并且功率增益的差异在脉冲前沿比较大.这使得放大器输出脉冲峰值向前沿的偏移量以及峰值功率的放大倍数都与脉冲形状有关.尤其是当入射脉冲的能量较大时,不同形状脉冲的峰值功率的放大倍数明显不同,以超高斯脉冲为最大,高斯脉冲、双曲正割脉冲次之,洛伦兹脉冲最小.     

Reducing pulse distortion in fast-light pulse propagation through an erbium-doped fiber amplifier

When a pulse superposed on a cw background propagates through an erbium-doped fiber amplifier with a negative group velocity, either pulse broadening or pulse compression can be observed. These effects can be explained in terms of two competing mechanisms: gain recovery and pulse spectrum broadening. The distortion of the pulse shape caused by these effects depends on input pulse width, pump power, and background-to-pulse power ratio. With the proper choice of these three parameters, we can obtain significant pulse advancement with minimal pulse distortion.     

超短双曲正割脉冲的两种脉冲宽度比较

利用理论推导和数值模拟方法,给出了超短双曲正割脉冲较为严格的均方根脉冲宽度与通常使用的半高全宽脉冲宽度的解析表达式,并对两种脉冲宽度进行了比较.研究结果表明,对于亚周期（半高全宽脉冲宽度小于一个光学振荡周期）双曲正割脉冲,均方根脉冲宽度与半高全宽脉冲宽度有较大的差异,并且绝对相位对均方根脉冲宽度的影响很大.所以描述亚周期双曲正割脉冲时应该使用更加严格的均方根脉冲宽度.     

Study of nonlinear propagation of chirped optical pulses in laser amplifying medium

In chirped pulse amplification, the amplification of an optical pulse in laser amplifying medium is a very important link. After considering dispersion, Kerr nonlinear effect, gain distribution and loss of the medium, the physical model that the optical pulse propagates in the medium has been established, which is suitable for the general situation where the optical pulse propagates in the amplifying medium. Using a split-step Fourier method, the propagation state of a chirped optical pulse in the amplifying medium has been numerically simulated, and the influences of the gain dispersion of the medium and the frequency detuning of the pulse on the optical pulse have been discussed emphatically. The results show that, with the amplification and propagation of the ultrashort chirped pulse in the amplifying medium, gain saturation and Kerr nonlinear effect of the medium will cause distortion of the optical pulse. For the optical pulse with a wideband spectrum, gain dispersion will cause the gain narrowing effect, so it is equivalent to a loss mechanism. The frequency detuning of the optical pulse will cause distortion of the pulse, which can be used to weaken the impact of gain saturation, thus reshaping the optical pulse.     

Switching Dynamic Analysis for Twin-Core Fibre Coupler Using Supermode Theory

Characteristics of optical switching in a twin-core fibre coupler are numerically analysed under short pulse input by using supermode theory. The dynamic nonlinear coupled superlnode equations are derived, The numerical results show that the input pulse width determines the power transfer and the pulse temporal profile in the output ports. The optimal switching characteristics can be obtained by selecting an appropriate initial pulse width. In addition, the switching characteristic curves are insensitive to the input pulse shape for either fundamental soliton pulse or Gaussian pulse input, but sensitive to pulse sharpness. A reduced switching power and a sharper switching transition can be obtained by using the sharp super-Gaussian pulse.