基于一维光子晶体带隙反射的YAG激光防护镜

设计并制备了一种以磷酸盐玻璃为衬底的一维光子晶体YAG激光防护镜。其中一维光子晶体的带隙反射1．06μm波长的光(透射率低达10^-7),加上磷酸盐玻璃对1．06μm波长光的强吸收作用(透射率约1％),使该防护镜足以防护全方位入射的、脉冲能量密度1J／cm^2以下的ns-脉冲YAG激光对人眼的伤害,而器件对可见光的透射率高达70％以上,而且可以避免反射光对他人的二次反射伤害。对器件的测试结果与设计数据一致。     

多光子非线性Compton散射对等离子体平面反射电磁波的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和电磁波与等离子体相互作用模型,研究了Compton散射对等离子体平面反射电磁波特性的影响,提出了将Compton散射作为影响等离子体平面反射电磁波的机制,给出了等离子体平面反射电磁波反射率的修正方程,并进行了仿真实验。结果表明：不同频率下,低频段等离子体密度随电场强度增大而迅速增大,到达平衡态时间明显缩短,这是因散射使场强迅速增大,等离子体中粒子发生电离几率增大的缘故。高频入射波使反射波强度减低最多,最后几乎趋于0,这是因散射使等离子体频率高于入射波频率的成分大大增加的缘故。不同频率入射波的反射波频率有微小增大,这是因散射使信号与等离子体复合扩散时间尺度差距缩小,反射波的非线性效应逐步显现的缘故。随碰撞频率增大,低密度等离子体密度增加最快,到达平衡态时间最短,这是因散射使等离子体碰撞频率增大,有更多粒子参与电离的缘故。     

多光子非线性Compton散射对等离子体平面反射电磁波的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和电磁波与等离子体相互作用模型,研究了Compton散射对等离子体平面反射电磁波特性的影响,提出了将Compton散射作为影响等离子体平面反射电磁波的机制,给出了等离子体平面反射电磁波反射率的修正方程,并进行了仿真实验.结果表明:不同频率下,低频段等离子体密度随电场强度增大而迅速增大,到达平衡态时间明显缩短,这是因散射使场强迅速增大,等离子体中粒子发生电离几率增大的缘故.高频入射波使反射波强度减低最多,最后几乎趋于0,这是因散射使等离子体频率高于入射波频率的成分大大增加的缘故.不同频率入射波的反射波频率有微小增大,这是因散射使信号与等离子体复合扩散时间尺度差距缩小,反射波的非线性效应逐步显现的缘故.随碰撞频率增大,低密度等离子体密度增加最快,到达平衡态时间最短,这是因散射使等离子体碰撞频率增大,有更多粒子参与电离的缘故.     

减少光子奇(偶)对相干态的非经典特性

构造了减少光子奇对相干态与减少光子偶对相干态,并用数值模拟方法研究了它们的非经典特性。结果表明,从奇对相干态与偶对相干态的第一个场模取走光子,可以显著地增强第二个场模的光子统计亚泊松分布特性;从奇对相干态的第一个场模取走光子后,在双模光子消灭算符本征值的模较小时可以增强第一个场模的光子反聚束性质。从偶对相干态的第一个场模取走光子,在双模光子消灭算符本征值的模较小时第二个场模的光子反聚束效应得到明显增强。     

双向光泵浦XeF(C-A)激光

 讨论了双向光泵浦XeF(C-A)激光技术,给出了双向泵浦情况下的XeF₂光解离波图像。在双向泵浦条件下XeF(C-A)激光输出能量提高了近3倍,最大输出达到3.3 J,激光脉宽增加到1 100 ns。激光输出特性受XeF2初始浓度的显著影响,激光形成时间随XeF₂初始浓度增大而加长,激光脉宽先增大后减小,激光近场光斑呈现出不同的形状,由方形变化为“X”形状。     

XeF(C-A)蓝绿激光线宽压缩技术

利用表面放电光泵浦XeF(C-A)蓝绿激光器开展了激光线宽压缩技术研究,分别采用谐振腔腔镜谱带重叠法和光栅谐振腔法实现了线宽小于10 nm的窄线宽激光输出。采用谐振腔腔镜谱带重叠法,激光输出线宽约7 nm,采用光栅谐振腔法可以将激光线宽压缩到约1 nm,并实现XeF(C-A)激光的可调谐输出,调谐范围为470～495 nm。     

生物系统超微弱光子辐射的光谱分布特性及生物光子场的相干性(英文)

设计了一种能够在不同的光谱波段范围内测试超微弱光子辐射 (UPE)的实验装置 ,并成功地进行了生物样品在不同波段内的 UPE测试 .测试结果表明 :从紫外、可见光到红外的宽波段范围内均存在着 UPE;从而进一步获得重要结论 :UPE几乎与波长无关 .这一结论对于证明生物光子场的相干性具有重要意义 .     

一维光子晶体中亚波长缺陷膜对Goos-H(a)nchen位移的调制特性

利用传输矩阵法分析一维光子晶体中亚波长缺陷膜对缺陷模频率处Goos-H(a)nchen位移的调制特性,讨论了亚波长缺陷膜的厚度、磁导率及介电常量对一维光子晶体缺陷模频率处的Goos-H(a)nchen位移的影响.研究发现:一层几何厚度极小的亚波长薄膜即可非常灵敏地调制一维光子晶体缺陷模频率处Goos-H(a)nchen位移的位置及其大小;并且当亚波长缺陷膜为左手材料时,Goos-H(a)nchen位移随亚波长缺陷膜物理参量的变化趋势与普通右手材料时的情形完全相反.     

光子晶体晶粒尺寸和排列结构对随机激光辐射特性的影响

研究了光子晶体对随机激光器的输出特性的调控,并分析了光子晶体的晶粒尺寸和排列结构等对调控作用的影响.对于同一随机介质而言,上下表面用同种材料不同晶粒尺寸的光子晶体覆盖,结果显示:晶粒尺寸合适的光子晶体会使光在系统中来回振荡从而得到很好的放大,使系统中的光与随机增益介质的相互作用加强,激光阈值降低;同时还对激光模式有较强的调制能力,能在一定程度上抑制自发辐射,使之向所需要的频率内辐射.但如果光子晶体的晶粒尺寸与随机增益介质结构匹配不当,则光子晶体对激光模式调制能力较弱,光场能量不能有效地被局域在系统中,系统 关键词： 有限时域差分法 光子晶体 随机激光 辐射特性     

光子经太阳帆表面反射后频率近似不变——对"太阳帆"问题的再讨论

太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器．由于这种推力很小,所以不能让航天器从地面起飞．但在没有空气阻力存在的太空,这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供10^-5～10^-3g左右的加速度．如先用火箭把太阳帆送入低轨道,则凭借太阳光压的加速,它可以从低轨道升到高轨道,甚至加速到第二、     

Information and Distinguishability of Ensembles of Identical Quantum States

We consider a fixed quantum measurement performed over n identical copies of quantum states. Using a rigorous notion of distinguishability based on Shannon’s 12th theorem, we show that in the case of a single qubit, the number of distinguishable states is , where (α₁,α₂) is the angle interval from which the states are chosen. In the general case of an N-dimensional Hilbert space and an area Ω of the domain on the unit sphere from which the states are chosen, the number of distinguishable states is . The optimal distribution is uniform over the domain in Cartesian coordinates.     

高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器及其老化特性

为了提高器件的可靠性和使用寿命,设计并研制了一种将p-n结和有源层分开的高功率AlGaAs／GaAs单量子阱远异质结(SQW-RJH)激光器,发射波长为808nm,腔长900μm,条宽100μm,其外延结构与通常的808nm AlGaAs／GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同,在p-n结和有源区间多了一层p型AlGaAs层,其厚度约为0．1μm。为减小衬底表面位错对外延层质量的影响,在n^ -GaAs衬底和n-Al0．5Ga0．5As下包层间加一层n^ -GaAs缓冲层。对器件进行了电导数测试及恒流电老化实验。与常规AlGaAs／GaAs大功率半导体激光器相比,远结大功率半导体激光器具有阈值电流Ith偏大、导通电压Vth偏高的直流特性。3000h的恒流电老化结果表明,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降,输出功率随老化时间缓慢上升的远结特性。     

FeS2(100)表面原子几何与电子结构的理论研究

采用密度泛函理论研究了FeS2(100)表面原子几何与电子结构.理论计算结果表明:FeS2(100)表面无弛豫、无重构,是体相原子几何的自然终止.与体相电子结构相比,FeS2(100)表面电子特性明显不同,禁带中央产生新的表面态,且表面态局域性强,主要由Fe原子的3d分波贡献.配位场理论定性分析表明:FeS2(100)完整晶面表面态产生机制是Fe原子的配位数减少、局部对称性下降所致 关键词： 密度泛函理论 表面电子结构 FeS2     

银纳米粒子上苯甲酸吸收行为的实验(FT-Raman)和理论(DFT)研究(英文)

1IntroductionSurface-enhanced Raman scattering(SERS)has been widely used in studying interaction mecha-nismof the molecules withthesurface of thesubstrateand molecular orientation1-3·However,with thevariation of the characteristics of the surface of thesubstrates,the SERSspectrumof adsorbates will alsobe different,which makes the analyses difficult·Thecommon analytical methodis basedontheshift of Ra-man bands,enhancement or weakness of intensity toguessthe adsorption orientation,geometry…     

Theoretical Calculations of Transition Probabilities and Oscillator Strengths for Sc(III) and Y(III)

利用最弱受约束电子势模型理论计算了二价钪离子和二价钇离子的能级间跃迁几率和振子强度的数值. 二价钪离子的计算结果与美国国家标准技术研究院(NIST)所给出的可接受值吻合良好. 二价钇离子的计算结果也与现有的其他理论方法的计算结果十分接近.     

簇合物(I2InN3)n (n=1-4)的结构和稳定性的理论研究

为寻求单一源前驱体,采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法系统研究新的第IIIA主族叠氮簇合物的结构与性质关系。结果表明,簇合物(I2InN3) n (n=2-4)的优化构型均为由不同子体系的叠氮基α−N和In原子相连形成的环状结构,叠氮基以直线型存在。研究了几何参数随聚合度的变化趋势,并对计算获得的IR谱进行归属。能量和聚合焓均揭示簇合物的稳定性次序为3A>3B和4B>4C>4A>4D。簇合物(I2InN3)n (n=1-4)的热力学函数随温度升高和聚合度n增大而増加。热力学分析表明聚合反应在温度高达500 K均可自发进行。     

A Bounded Measure for Estimating the Benefit of Visualization (Part I): Theoretical Discourse and Conceptual Evaluation

Information theory can be used to analyze the cost–benefit of visualization processes. However, the current measure of benefit contains an unbounded term that is neither easy to estimate nor intuitive to interpret. In this work, we propose to revise the existing cost–benefit measure by replacing the unbounded term with a bounded one. We examine a number of bounded measures that include the Jenson–Shannon divergence, its square root, and a new divergence measure formulated as part of this work. We describe the rationale for proposing a new divergence measure. In the first part of this paper, we focus on the conceptual analysis of the mathematical properties of these candidate measures. We use visualization to support the multi-criteria comparison, narrowing the search down to several options with better mathematical properties. The theoretical discourse and conceptual evaluation in this part provides the basis for further data-driven evaluation based on synthetic and experimental case studies that are reported in the second part of this paper.     

Information value and information content in the evolutionary strategy of the genetic code

Summary In previous papers we defined the information value of a genetic code as a measure of its efficiency in the utilization of the information stored in the DNA molecule. Here the genetic codes which have been proposed to be intermediate steps in evolution are analysed in terms of information theory. The results show that evolution follows an optimization strategy between increasing the information content and decreasing the information value,i.e. in each evolutionary step the average information value per unitary information content decreases and at the same time the probability of nonsense mutations goes down as the code evolves. To speed up publication, the authors of this paper have agreed to not recive the proofs for correction.     

A lattice gas model for enzyme kinetics (a correlated walks' theory and variational procedures)

Summary We have shown that, by using a correlated walks' theory or variational procedures, for the lattice gas model we can find for enzyme kinetics some new equations, which in the limit of no interactions between sites reduce to the classical Michaelis-Henri equation. These new equations can be useful for the experimental investigation.