光纤布拉格光栅型全光纤声光调制器的特性研究

将光纤光栅的傅里叶模式耦合理论应用于光纤布拉格光栅型全光纤声光调制器的理论分析中. 与现有的分析方法相比, 该模型算法简单、 求解容易, 能够快速有效地获得调制器的传输特性. 基于该模型, 理论分析了超声波频率及声致应变幅度对调制器特性的影响. 仿真结果表明, 该调制器反射谱的主反射峰与次反射峰的波长间隔与超声波频率成正比, 反射峰的反射率随着声致应变幅度的改变而发生周期性的变化. 另外, 在同一声致应变幅度下, 低频超声波调制的光栅反射中存在更多的次反射, 光栅反射能量的周期性变化更加明显. 实验中, 使用频率为885.5 kHz的超声波对光纤布拉格光栅进行调制. 实验结果与仿真结果相一致.     

超声波作用下污泥水分扩散过程的数值模拟

建立了超声波作用下污泥内部水分扩散模型,利用分形理论对超声波(20 kHz)作用下污泥内部孔隙结构进行描述,探讨了超声波声能密度对污泥孔隙表面分形维数df及孔隙通道曲折度分形维数dw的影响,在此基础上建立了超声波作用下多孔介质中液体有效扩散系数的分形模型,对不同声能密度超声波辐照下污泥水分扩散过程进行了数值模拟.研究发...     

单光束飞秒激光诱导的电子态密度分布对双周期纳米光栅的影响EI北大核心CSCD

研究了不同脉冲能量下1kHz飞秒激光脉冲在石英玻璃内部诱导的损伤痕迹、纳米光栅结构及其双折射特性,发现在激光辐照区域顶端形成的微纳结构具有两种周期性:沿光传输方向的周期为ΛK;沿激光偏振方向的周期为ΛE.通过数值模拟飞秒脉冲在石英玻璃内部的传输过程,研究了入射能流密度分布及自由电子密度分布对双周期纳米光栅结构的影响.结果表明,较大的入射能流密度有利于纳米光栅的形成,且产生的电子密度会影响周期ΛK,电子密度越大,周期ΛK越大.从理论上分析了双周期纳米光栅结构的形成过程,认为等离子体非对称生长及其引起的局域场强分布影响了双周期纳米光栅结构的形成.     

单光束飞秒激光诱导的电子态密度分布对双周期纳米光栅的影响

研究了不同脉冲能量下1kHz飞秒激光脉冲在石英玻璃内部诱导的损伤痕迹、纳米光栅结构及其双折射特性,发现在激光辐照区域顶端形成的微纳结构具有两种周期性:沿光传输方向的周期为ΛK;沿激光偏振方向的周期为ΛE.通过数值模拟飞秒脉冲在石英玻璃内部的传输过程,研究了入射能流密度分布及自由电子密度分布对双周期纳米光栅结构的影响.结果表明,较大的入射能流密度有利于纳米光栅的形成,且产生的电子密度会影响周期ΛK,电子密度越大,周期ΛK越大.从理论上分析了双周期纳米光栅结构的形成过程,认为等离子体非对称生长及其引起的局域场强分布影响了双周期纳米光栅结构的形成.     

用光栅法测超声波在液体中的传播速度

介绍了用光栅法测超声波在液体中的传播速度的方法，讨论了其设计思想、原理及实验装置并给出了一个实例。     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

超声波雾化辅助液体样品激光诱导击穿光谱技术研究

受到液体内部复杂环境因素的影响,LIBS技术在针对液体样品的成分检测分析的应用受到很大的制约.文章提出了一种由超声波雾化器件辅助,先将液体雾化成空气中密集的雾状小液滴,然后进行LIBS检测的新方法.并依据此思路实现了一套由超声波雾化器、Nd∶YAG激光器(1 064 nm)和ICCD探测器组成的检测系统.使用该系统对溶解有镁元素的水溶液样品进行了系统实验分析.实验发现,即使在相对较低的脉冲能量(30 mJ)下,该方法诱导的LIBS信号仍具有较长的寿命和较高的信背比.该方法对Mg元素的检测限能够达到0.242 ppm(10-6 g·g-1)量级.同时,文章还利用Ha线对等离子体的电子密度进行了计算,分析了等离子体演化的特点.     

声光Naman-Nath衍射特性的研究

讨论了液体介质中的超声相位光栅的形成,根据声光相互作用类型的区分标准,在液体介质的超声光栅实验中声光相互作用一般为Naman-Nath衍射;相位光栅可以由声行波和声驻波形成,且形成的各级衍射条纹极大均由相同的光栅方程决定,各级衍射条纹的强度由相应阶次的J2m函数值决定;在此基础上给出了衍射条纹和衍射光强的分布特点.     

周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐与容差特性分析

研究了周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡的工作机理,并讨论了其波长调谐特性与极化反转光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系.在此基础上,通过对相位失配因子求微分的方案,分析了光参量振荡的增益与光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系,以及光栅周期、抽运光波长与晶体温度容差的关系 关键词： 准相位匹配 周期性极化铌酸锂 光参量振荡     

交叉传播激光脉冲与等离子体相互作用产生的等离子体密度光栅

理论上研究了两束交叉传播的激光束与等离子体相互作用产生的电子和离子密度调制. 用一维粒子模拟程序(particle-in-cell,PIC)研究了两束激光脉冲产生的干涉场激发的等离子体布拉格光栅. 研究表明等离子体初始密度、脉冲强度和宽度共同影响等离子体布拉格光栅的演化. 光栅的密度峰值可以达到初始等离子体密度的8倍以上,并且可以维持几皮秒的时间. 等离子体布拉格光栅可以囚禁由受激拉曼散射形成的电磁孤子,从而形成准稳态的孤子结构,很大程度上降低了形成电磁孤子所要求的激光脉冲强度. 关键词： 等离子体布拉格光栅 电磁孤子 交叉传播激光束 粒子模拟     

不同岩石物性对超声波传播的影响

通过测量超声波在岩石样品中的传播速度,研究了岩石的结构构造、密度、孔隙度和弹性模量等物理特性对超声波传播的影响.实验结果表明:岩石的结构构造、密度和孔隙度对超声波波速影响较大,而动态弹性模量与超声波速度的关系则反应了岩石可承受形变的能力,超声波在岩石中的传播速度受多种岩石物性的影响,但也具有一定的传播规律.     

利用超声光栅测量液体声速的影响研究

根据声光效应原理,利用分光计和超声光栅对生活中几种常见液体(蒸馏水、75%乙醇、食用油、5%Na Cl溶液、30%葡萄糖溶液)中的声速进行了测量,同时测量了不同浓度葡萄糖溶液中的超声波声速,并利用Origin软件对其进行数据拟合分析,结果显示:不同液体介质和同种液体不同浓度对超声波声速的测量均有一定程度的影响。在几种常见的液体中,葡萄糖溶液中测量的声速误差最小;超声波在葡萄糖溶液中传播的速度在一定浓度范围内线性增大,而在浓度为32%葡萄糖溶液中的声速的拟合残差最小,该浓度下测量的超声波声速精确度最高,可作为测量超声波在葡萄糖溶液中传播速度的有效浓度。     

基于PASCO平台的超声光栅实验设计及应用

利用PASCO物理平台实验附件可组装性强的特征,设计与搭建了超声光栅实验装置,获得了清晰、直观的超声光栅衍射光强分布图,并利用极值查找等数据处理工具确定精确的衍射条纹位置.在此基础上,通过测量与计算得到了不同酒精溶液浓度下的超声波声速.     

小样品中纵波超声波速的测量

要测量固体或液体中的超声波速,在薄样品的情况,由于对相继多次反射的分辨力低,用通常脉冲回波型探伤仪精确测量声速是困难的.     

任意周期性物体的扩展Lau效应:基于部分相干传递函数的分析

本文基于自由空间的部分相干传递函数对效应提出了新的解释模型,给出了描述Lau条纹强度分布的普遍公式,它适用于任意周期性的振幅或位相型物体,对于几种典型周期性物体分析了Lau条纹产生的条件及输出强度.给出了不同周期的矩形光栅产生Lau效应的实验结果.     

除垢超声波传播影响因素的理论研究

从一维平面波理论入手分析了超声波声压分布特性。依据多普勒频移原理,在声场的运动方程,连续性方程,波动方程的基础上,建立一个超声波在流动的液体中传播的控制方程。根据轴对称模型的实际特点,简化了所得方程,并求出解析解。结果表明流动液体可以产生声波的衰减。液体的黏滞性是产生超声波衰减的重要原因。超声波的频率较高,液体的黏滞性对超声波衰减影响明显。依据黏滞力与速度梯度的关系,建立一个超声波在黏滞液体传播的控制方程,并依据边界条件求出解析解,反映了媒质黏滞性对超声波传播尤其是衰减特性的影响。     

液体表面波光栅的研究

在液体表面形成的一维正弦形表面波,作为一种理想的反射式光栅,称之液体表面波光栅.本文通过它对激光束的衍射,研究液体表面与界面的物理特性.     

线电荷串产生的史密斯-帕塞尔辐射

采用积分方法分析了线电荷串,沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯帕塞尔辐射。分别对短周期光栅、低能量线电荷串与长周期光栅、高能量线电荷串的辐射情况进行了数值计算。相对单个线电荷而言,N个线电荷与反射光栅作用产生的辐射场密度,在频率是线电荷串调制频率的整数倍处出现最大,辐射谱宽变窄;随电荷能量增高,辐射能量向高频方向移动,并具有强烈的定向性;可以通过调节线电荷调制频率等参量实现辐射电磁波频率锁定。研究结果表明,对高能量与低能量的电荷参量,适当选择光栅尺寸与线电荷串间隔周期,都可使辐射波工作于太赫兹波段。     

基于水溶液中金属元素检测的超声波雾化辅助SIBS技术研究

为了建立一套高灵敏和低成本的液体样品金属元素检测分析方法,设计制造了一套超声波雾化辅助电火花击穿光谱(UN-SIBS)的实验系统。利用超声波雾化装置将液体样品转化为密集小液滴组成的气溶胶,并使用高压放电线圈和铜电极击穿气溶胶样品诱导等离子体,通过采集分析光谱信号实现对样品金属成分的分析。实验研究了该方法的发射光谱谱线特性,对等离子体的电子温度和密度等物理特性参数进行了计算分析。针对含有不同浓度重金属铅(Pb)元素的样品,在较大的浓度范围内绘制了Pb元素261.37 nm处的原子峰强度随质量浓度变化的曲线。实验结果显示,UN-LIBS方法对Pb元素检测限不高于2.07 ppt,优于同类方法所报道的检测限。同时,与金属活性相对较低的钙(Ca)元素SIBS检测结果进行了比较,分析了UN-SIBS方法的相关机理。     

超声光栅测声速的方法运用到液体表面波波速的测量

理论上分析了超声光栅衍射和液体表面波光栅衍射,得到了表面波光栅衍射图样与表面波参数的解析关系.实验上得到清晰的衍射图样,利用表面波光栅衍射法测量了液体表面波波速,实验结果与理论值误差不超过1%.