类氢离子的相对论康普顿轮廓（英文）

基于中心场近似得到Dirac径向轨道,并使用恰当的Fourier变换系统计算了类氢离子电子动量分布和康普顿轮廓。以H原子和Xe53+离子为例,探讨了相对论效应和原子核的有限体积效应对单电子康普顿轮廓的影响。同时,详细研究了单电子康普顿轮廓对主量子数n、轨道量子数l、单电子总角动量量子数j和核电荷数Z的依赖关系。结果表明,相对论效应可以扩展康普顿轮廓的分布,并且使给定nl的轨道随着Z的增加分裂得越来越明显。然而,相对论效应也会随着主量子数n和轨道量子数l的增加而减弱。同时,对于nl_j轨道,其康普顿轮廓还具有n-l个平台的结构。另外,原子核的有限体积几乎不会影响H原子和Xe53+离子的康普顿轮廓。The Compton profiles of the electron in the ground and excited states of H-like ions have been calculated systematically with one-electron Dirac radial orbitals by using the proper Fourier transformation. Taking the H atom and Xe53+ ion as examples, the effects of relativity and finite nuclear size on Compton profile have been discussed. Furthermore, the dependence of one-electron Compton profile on the principle quantum number n, orbital quantum number l, angular quantum number j and nuclear charge Z has also been discussed. It is found that the relativistic effect can expand the distribution of the Compton profile and split the orbital more and more obviously for given nl(l=0) as increasing Z. However, the relativistic effect can gradually weaken with the increase of the principal quantum number n and orbital quantum number l. Furthermore, the Compton profile of the orbital with quantum number nl_j has certain number of platforms that is n-l. In addition, the nuclear finite size hardly affects the Compton profile for H atom and Xe53+ ion.     

闪电过程中电磁辐射功率的变化特征（英文）

利用无狭缝摄谱仪获得的地闪回击光谱,结合同步电场资料,计算了一次闪电放电过程中的通道温度、电导率、回击电流峰值、通道光亮度和电磁功率峰值等参数,均在文献报道的合理范围内。并由此讨论了回击前截止时间、回击通道光亮度及电磁功率峰值之间的相关性,研究了放电通道的电导率、电流和电磁功率之间的变化关系。结果表明:回击前截止时间越长,回击过程中所中和的电荷越多,形成的电流越大,辐射出的电磁能量越大。当通道电导率变大,同时电场变化峰值也增大时,通道内电流变大,回击过程中辐射出的电磁功率也变大。这方面的工作为计算闪电放电过程中产生的光学能量和电磁能量提供一定的参考依据。     

全电离氢等离子体的电导率（英文）

主要研究了全电离等离子体的散射相移、传输截面和电导率.相移应用WKB方法计算,且计算结果与使用精确计算方法得到的结果非常一致,证明了所用计算方法的正确性和准确性.在对传输截面的计算中,观察到了形状共振,这种共振是由于半束缚态的消失产生的.电导率的计算应用了Chapman-Enskog方法,并与其它理论和实验结果进行了比较.     

人工触发闪电通道的辐射特性分析（英文）

利用无狭缝光谱仪获得了一次人工触发闪电过程的发射光谱,其时间分辨率为20μs,同时获得了通道底部电流强度,对不同电流强度下闪电光谱的辐射特性进行了分析。根据谱线持续时间将谱线分为三类,结合谱线激发能以及通道电流变化对影响谱线持续时间的原因展开了研究。对光谱总强度随时间的变化规律进行了分析,对闪电光谱短波段与长波段连续背景辐射的不同机制进行了分析,给出了两种辐射机制对连续背景辐射衰减的影响。     

球形闪电及其形成的一种等离子体模型

根据已有文献描述的对球形闪电的观测和研究结果,总结了球形闪电的观测特征,介绍了目前对球形闪电的实验研究和理论研究现状,对球形闪电的结构模型进行了简单概括。还基于云对地的线状闪电,详述了一种形成球形闪电的等离子体模型。在该模型下,在某特定环境下线状闪电等离子体通道的一个区域坍塌成小的区域,形成球形闪电。指出了未来对球形闪电的研究方向。     

铷原子磁光阱中超冷等离子体的形成和演化（英文）

在铷原子的磁光阱中,通过光电离冷原子方法和稠密里德堡原子的自发演化方法产生了超冷等离子体.磁光阱中冷却并囚禁了10^7个原子,温度约为500μK,之后用一束脉冲激光将冷原子电离或者激发至高里德堡态,通过调节脉冲激光的能量控制离子数量或者里德堡原子的数量.利用延迟斜坡电场或脉冲电场引出超冷等离子体中的电子,对超冷等离子体的形成和演化进行了研究,并利用库仑势阱模型对实验结果进行了解释.实验结果表明,由于来自长寿命里德堡原子的贡献,里德堡原子自发演化形成的超冷等离子体的寿命比光电离形成的超冷等离子体的寿命长.     

量子电动力学—粒子模拟极端等离子体动力学研究（英文）

新一代拍瓦激光装置有望将激光强度提升至10~(23)~10~(24)W·cm~(-2),在此极端强场条件下非线性量子电动力学效应对等离子体动力学过程产生重要影响.相对论电子在强电磁场作用下会同步辐射大量伽马光子,当后者穿过超强电磁场时会级联产生正负电子对.与此同时,这些量子电动力学效应也会反作用于激光等离子体相互作用过程,如辐射阻尼严重影响电子运动过程.为了研究这样极端的等离子体动力学,我们介绍最近几年发展的量子电动力学数值模拟模块,并将其耦合到传统的粒子模拟程序中,即量子电动力学-粒子模拟程序.由于大量新辐射的光子和产生的正负电子对会造成模拟粒子数目的不断增加,我们发展了粒子融合技术来减小模拟规模.利用此量子电动力学-粒子模拟程序,我们对极端强场激光物质相互作用以及极端天体物理现象开展了数值模拟研究.     

基于激光等离子体研究的高性能扫描晶体谱仪（英文）

在激光等离子体研究中,电磁脉冲干扰对实验结果影响很大,为了减小这一影响,设计一款新的扫描晶体谱仪,整个机身设计成几乎全密闭的良导体。该晶体谱仪通过更换晶体和调整入射角可以获得较宽范围的测量窗口。在X光光谱为2.5~3.5keV范围内的测量试验中,该扫描晶体谱仪的谱分辨能力为13(在2960eV),时间分辨率为10ps。其谱分辨和时间分辨可以满足对激光等离子体的研究。     

激光诱导环氧玻璃钢等离子体电子密度测量（英文）

利用马赫曾德尔干涉测量系统采集到等离子体的激光干涉图像。为了提高数据处理的精度,应用了改进的数字式二次曝光傅里叶法从干涉图中获取了初始的缠绕相位,并采用改进的基于掩膜与枝切法的相位解缠算法对缠绕相位进行相位解缠。在对解缠相位做Abel逆变换后,得到了不同延时时刻下激光诱导环氧玻璃钢等离子体电子密度的空间分布。结果显示:测量得到的电子密度主要为1018 cm~(-3)数量级。实验表明,在记录的时间范围内激光等离子体的电子总数变化不大,且电子密度的变化与等离子体体积的变化大致成反比。     

柱形单极等离子体天线模型的多物理场研究（英文）

基于柱形单极表面波的等离子体天线结构的多物理场情况考虑了天线内部粒子的反应和运动等因素,通过ComsolMultiphysics软件,模拟感应耦合场、粒子运动场等,得到了天线内部的粒子分布、电子能量分布等以及等离子体天线的相关参数,同时分析各物理场之间的关系对等离子体天线的影响,发现感应耦合等离子体场在天线工作中起主要作用,有助于等离子体天线的参数重构控制.     

分子发射光谱法测量微波等离子体气体温度（英文）

通过OH自由基A~2Σ~+→X~2Π_r电子带系分子发射光谱测温法,实现了对氩气、氮气、空气三种大气压微波等离子体气体温度的测量。探究了不同微波功率、不同气体流量下气体温度的变化规律,测量了氮气、空气微波等离子体羽流的轴向温度分布。实验结果表明,不同工作条件下微波等离子体核心温度普遍超过2 000K,空气微波等离子体可超过6 000K;同样工作条件下三种微波等离子体气体温度满足:T_(Ar)T_N_2T_(Air);气体温度总体上随微波功率增加而小幅增加,随气体流量下降而小幅降低;氮气与空气等离子体羽流温度沿轴向迅速降低。为验证分子发射光谱测温法的准确性,以热电偶测温作为比对,对温度较低的介质阻挡放电氩气等离子体进行了温度测量,实验表明,分子发射光谱法与热电偶所测结果十分接近。     

用表面等离子体共振原理检测湿度环境（英文）

采用Kretschmann结构激发表面等离子体,利用多孔陶瓷材料SiO2作感湿材料,当外界环境的相对湿度变化时,引起感湿层SiO2的折射率发生相应变化,导致表面等离子体共振角发生偏移.采用有限元法对传感系统在不同感湿层折射率下的反射谱进行了模拟分析,并根据反射谱的共振半峰宽和共振峰深度对金膜的厚度进行优化.研究结果表明:金膜的最佳厚度为55nm,反射谱的共振角偏移量与感湿层折射率变化呈线性关系,湿度检测的分辨率高达0.37%RΗ,灵敏度达到0.03°/%RH.该研究对基于表面等离子体共振原理的湿度传感器的研制与应用具有一定意义.     

激光等离子体相互作用中的两级质子加速（英文）

研究了激光辐射压驱动的两级质子加速的相关问题。当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在固体靶后部形成一个电子层-离子层组成的双层结构。在激光的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播,可以看成运动在背景等离子体中的电场。这样,在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量。通过二维PIC模拟方法和理论分析研究了质子加速的相关问题。研究结果表明,被加速质子的最大能量达到20GeV。     

感应耦合非热等离子体催化转化二氧化碳（英文）

射频感应耦合等离子体能够在审温条件下选择活化并分解二氧化碳,本文通过调控等离子体放电条件(气体流量、放电频率等)获得了较高的一氧化碳产率.研究发现网状金属催化剂在二氧化碳等离子体中能促进氧原子的复合反应,从而有效抑制其与目标产物一氧化碳的逆反应,提升反应整体效率.本文为实时转化过剩的可再生电能(来自太阳能、风能、潮汐能等)为高附加值一氧化碳中的化学能提供了一个可行的方案.     

高等离子体密度区域的光子加速现象（英文）

我们测量了激光尾波场加速实验的透射光谱.与之前实验所不同的是,我们所采用的等离子体密度偏高.透射光谱同样呈现出低密度等离子体中光子加速现象的的两个明显特征,光谱加宽和频谱分裂.为了解释该现象,我们利用粒子模拟程序作了模拟计算,计算结果同样证实了高密度等离子体中只要有尾波场激发,同样能产生光子加速现象.利用该现象,为我们优化激光尾波场加速提供了一种新的方法.     

相位测量轮廓术中结合几何标定的非线性校正（英文）

提出了一种嵌入到常规几何标定过程中的非线性校正算法。该方法通过相位获取投影图案与拍摄图像对应点之间的亮度关系,进而确定系统的非线性亮度响应。该算法在几何标定进行的同时,无需调整系统设置或投影额外的结构光图案,直接导出用于非线性预补偿的灰度查找表。实验结果表明,校正后的相位误差比校正前减少了约95%。     

宽带波束形成器的设计与实现（英文）

The designs and implementations of broadband beamformers are reviewed and discussed.Broadband beamformer includes discrete Fourier transform(DFT) implementation of a frequency-domain beamformer and finite impulse response(FIR) implementation of a timedomain beamformer.The designs of weights at each frequency bin for the DFT beamformer and that of FIR filters associated with each sensor for the FIR beamformer are both introduced.Performance analysis and comparisons for several typical approaches to them are presented.A unified approach,i.e.,multiple-constrained approach,to narrowband beamformer is provided and is extended to the FIR implementation of broadband case.The unified approaches include the existing individual approaches as their special cases,which leads to much more flexible designs.Design examples of broadband robust adaptive beamformer with constant mainlobe response and controlled sidelobes are given to illustrate the behavior.     

激光诱导环氧玻璃钢等离子体电子密度测量（英文）北大核心CSCD

利用马赫曾德尔干涉测量系统采集到等离子体的激光干涉图像。为了提高数据处理的精度,应用了改进的数字式二次曝光傅里叶法从干涉图中获取了初始的缠绕相位,并采用改进的基于掩膜与枝切法的相位解缠算法对缠绕相位进行相位解缠。在对解缠相位做Abel逆变换后,得到了不同延时时刻下激光诱导环氧玻璃钢等离子体电子密度的空间分布。结果显示:测量得到的电子密度主要为1018 cm~(-3)数量级。实验表明,在记录的时间范围内激光等离子体的电子总数变化不大,且电子密度的变化与等离子体体积的变化大致成反比。     

氧化石墨烯猝灭罗丹明6G荧光的机理研究（英文）

本文采用稳态与瞬态荧光测量技术,研究了一系列具有不同C/O比率的氧化石墨烯(GO)纳米片猝灭罗丹明6G(R6G)荧光的行为机制.发现GO纳米片上的羰基官能团在R6G的荧光猝灭过程中起主导作用,其静态猝灭机制可用"作用球"模型来描述,并且GO与R6G所形成的基态复合物也是导致R6G荧光静态猝灭的原因之一.本工作为R6G/GO体系的荧光猝灭机理提供了有益的解读.     

微尺度下锥形微操作探针表面液滴形成的研究（英文）

基于液滴的转移方法可实现微操作任务中微对象的拾取,锥形操作探针则常作为一种毛细力微操作执行工具。主要研究在空气冷凝模式下锥形探针端面的液滴形成。建立了微液滴形成的数学模型,主要包括初始液滴的形成、液滴的合并和液滴的移动,研究了影响操作液滴的关键参数,分析表明:过冷度决定最小液滴半径。对单液滴的生长机制进行理论分析,并通过数值求解的方法模拟了锥形操作探针端面的液滴形成。搭建实验测试平台,实验研究了微尺度下锥形微操作探针端面的液滴形成。实验结果表明:在空气冷凝模式下,操作探针端面能够形成微液滴。经过初始液滴的形成,液滴的合并和移动等过程最终可形成稳定的微液滴,且不同锥顶角下液滴的形成呈现多样化。