基于几何光学的泡沫滴/水滴光散射计算模型

为深入研究舰船泡沫 水两用幕的光衰减机理,建立了基于几何光学的泡沫滴/水滴光散射强度分布计算模型。利用该模型对液相折射率m2为1.20至1.50范围内、气泡相对半径r为0至0.99的球状泡沫滴和水滴、散射角为1至10内的光散射强度进行了数值计算。结果表明,泡沫滴/水滴对可见光具有强烈的散射作用,内的散射强度与入射光强度之比T随的增大而提高,最高可增加2个数量级;随m2的增大而降低,m2从1.30至1.40变化,T降幅最高达11.6%;随r的增加先下降而后提高,达到最低0和最高80.8%;T最低值对应的最优气泡半径ro随m2的降低和的增大而提高,从0.1最多增至0.4。该结论可为舰船泡沫 水两用幕技术的发展提供必要的理论基础。     

金孔阵列电介质与金电介质孔阵列的强透射特性

采用时域有限差分（FDTD）法研究了金膜厚度、电介质折射率及其厚度对金孔阵列电介质与金电介质孔阵列两种结构强透射特性的影响。研究发现这两种结构都具有较好的强透射特性,这表明光与金膜表面自由电子的电荷密度波耦合成表面等离子激元（SPP）,对增强透射起到了关键作用。金膜厚度是影响强透射特性的主要因素,其衰减长度为35 nm;而与金膜相邻的电介质膜厚度对强透射特性影响极小。电介质折射率大小对强透射特性影响明显,折射率为1.8时能够获得较好的强透射特性。     

芳纶纤维复合材料对激光的吸收特性研究

 利用双积分球光电管系统实验研究了不同厚度的芳纶纤维复合材料在不同强度的1.06μm激光辐照下（低于烧蚀阈值的激光强度）的反射和透射特性，在材料厚度一定时，反射率随着激光功率密度的增加而增加，透射率则呈现指数衰减；激光功率一定时，反射率随着材料厚度的增加而增加，透射率则呈现衰减。通过反射率和透过率可以确定出表面吸收和体吸收的激光能量份额。     

掺还原铁粉混凝土板反射和透射性能

通过控制混凝土板的厚度、混凝土板中还原铁粉掺量、在混凝土板中加钢丝网,研究混凝土板对电磁波的反射和透射性能。反射率测量采用弓形架测试方法,透射衰减测量采用两端口测试方法。混凝土板对电磁波的反射率测试频段为2~18GHz,透射衰减测试频段为12~18GHz。不同的混凝土板对电磁波的反射率在-5dB左右。40mm厚的混凝土板中还原铁粉的掺量超过200kg/m3时,电磁波的透射衰减量可达到-50dB以上。通过分析实验结果,发现混凝土板的厚度、混凝土板中还原铁粉掺量和钢丝网对反射率大小影响较小,对透射衰减量影响较大。     

单镜头天幕靶配接线阵光源探测灵敏度分析

单镜头天幕靶配接线阵光源构成等腰三角形探测光幕,常用作室内靶道速度测量装置,探测灵敏度直接影响天幕靶测速精度。分析了该类探测光幕的构建及工作原理,考虑天幕靶光学镜头的边缘效应及照度距离衰减,建立了灵敏度计算模型,推导了弹丸穿过光幕时刻遮挡光源引起光通量变化量的计算公式,以弹丸穿过光轴上某处产生的光通量变化量为参考值进行归一化处理,得到探测光幕内灵敏度分布规律并进行实弹射击试验验证,文中的结论可用于指导天幕靶配接线阵光源测速系统的使用和设计。     

透射式碲铯（Cs2Te）光阴极厚度不均匀现象消除方法的研究

为解决透射式Cs2Te光阴极厚度不均匀问题,通过理论和实验研究,分析了产生此问题的机理及其影响因素.这些因素包括:蒸发源发生器形状及其与阴极基底之间的相对位置;Cs/Te原子在阴极基底表面上完成化学反应所需的结合能以及制作阴极前基底表面所能达到的温度均匀性水平等.实验证明,上述最后一个因素是影响Cs2Te光阴极厚度不均匀的主要原因.通过改变加温程序,优化保温时间,均衡阴极基底与阴极托盘温度梯度等途径,使得制作的透射式Cs2Te光阴极厚度不均匀性由原来的76.4%,改善为<10%.     

透射式碲铯(Cs2Te)光阴极厚度不均匀现象消除方法的研究

为解决透射式Cs₂Te光阴极厚度不均匀问题,通过理论和实验研究,分析了产生此问题的机理及其影响因素。这些因素包括：蒸发源发生器形状及其与阴极基底之间的相对位置;Cs/Te原子在阴极基底表面上完成化学反应所需的结合能以及制作阴极前基底表面所能达到的温度均匀性水平等。实验证明,上述最后一个因素是影响Cs₂Te光阴极厚度不均匀的主要原因。通过改变加温程序,优化保温时间,均衡阴极基底与阴极托盘温度梯度等途径,使得制作的透射式Cs₂Te光阴极厚度不均匀性由原来的76.4%,改善为＜10%。     

太赫兹波在亚波长随机金属Al颗粒中的相干传播

本文报道亚波长特征尺寸的随机金属颗粒体系由于表面等离子体效应,在太赫兹（THz）电磁波段出现的异常透射现象.通过THz时域光谱实验测量,发现THz波的透射强度不仅随着金属颗粒体系的厚度减小,而且当颗粒体系的横向尺寸大于THz光斑时,透射强度会随着体系横向尺寸的增大而减小,并伴随着透射时间的延迟.同时发现,入射THz电磁场在导电粒子体系中激发的表面等离子波主要沿着体系的边界传播. 关键词： 太赫兹电磁波 金属颗粒 表面等离子体     

偶氮苯衍生物的全息光存储和双折射特性研究

对6-（4-（（4-（十八烷氧基-）苯基）二氮烯基）苯氧基）-1-己醇（E-1-ol）的光致变色、双折射和全息光存储特性进行了研究.以488 nm的氩离子（Ar+）激光为抽运光,632.8 nm 的氦氖（He-Ne）激光为探测光,研究了透射信号强度随时间的变化关系;在10 mW~160 mW的范围内,研究了透射信号强度的最大值随抽运光功率的变化;经计算,在各抽运光功率下,获得的光致双折射值（δn）达10－2量级,最大激光功率下,获得的δn为2.8×10－2.对透射信号强度随时间的变化曲线进行了理论拟合,得出曲线的上升和下降符合双指数增长和衰减,时间响应常量分别是：上升阶段：t1=4.8 s,t2=85.8 s;下降阶段：t1=1.9 s,t2=27.6 s.用等强度s偏振的两束Ar+激光为写入光, He-Ne光为读出光,研究了衍射信号强度随时间的变化及写入光功率改变时,衍射信号强度最大值与写入光功率的变化关系;对衍射信号强度随时间变化的动力学过程进行了理论拟合,得出光栅生长和衰减也有快和慢两个过程,光栅生长时间响应常量为：t1=3.9 s,t2=33.9 s,光栅衰减时间响应常量为 t1=1.8 s,t2=60.1 s.     

基于有限元-抛物方程混合模型的气泡幕降噪效果研究

针对以往气泡幕降噪效果研究中气泡幕模型设置过于理想,无法真实反映气泡幕降噪效果空间不均匀性的问题,该文采用有限元-抛物方程混合模型对包含气泡幕的水下打桩噪声场进行了仿真模拟,分析了应用气泡幕时打桩噪声的传播特性,并重点研究了气泡幕的厚度、占空比以及布放位置等不同参数下气泡幕的降噪效果。结果表明,增加气泡幕的厚度可有限提高气泡幕的降噪量,气泡幕的占空比应保持在0.5%～1%,气泡半径较大的气泡幕在较低频率有更好的降噪效果,此外应合理调整气泡幕的布放位置以应对打桩噪声的多途传播特性。该文方法和分析研究结果对打桩施工时气泡幕的参数设置具有指导意义和一定应用参考价值。     

Light attenuation in a semitransparent foam sheet-Thickness measurement for industrial use

An optical method for measuring the thickness of heterogeneous materials has been studied. The method is based on the light attenuation theory. A complete system has been constructed in order to demonstrate the applicability of the present method for industrial use. The experimental set-up consists of semiconductor lasers, focusing lenses, photo-diodes serving as a power meter and a personal computer with an A/D converter for data acquisition. Averaging of numerous measurements is required in the present method because the heterogeneous cell structure of the foam material yields large fluctuations in transmitted light levels. The fluctuations can be reduced to below 1% of the transmitted light power by 80 times averaging. The error of the measurement is considered to be a few tens of micrometers in thickness. The present system is capable of sampling data at a rate of 400 Hz and has been successfully applied to a manufacturing process.     

液体泡沫对激光的伪装性能分析

为了研究液体泡沫的激光伪装应用,实验分析了液体泡沫对1.06 m激光的伪装性能。采用对比试验方法测得了不同液体泡沫结构参数下的1.06 m激光回波衰减值,结果显示,衰减值最高可达66%,最低为36%。结合激光伪装要求,以草地和钢板为例,理论计算分析了液体泡沫用来实现1.06 m激光伪装可行性。结果表明,使用2 cm厚液体泡沫对钢板进行伪装,激光回波衰减达到36%,在草地背景伪装要求的30%~40%范围内。说明液体泡沫具有较好的1.06 m激光伪装性能,利用液体泡沫可实现激光伪装和地面目标有效防护。     

沙尘大气电磁波多重散射及衰减

为了使干旱沙漠地区的电子系统能够全天候的工作, 必须开展沙尘大气的电磁波多重散射及衰减特性研究. 根据Mie理论、沙尘大气粒子尺寸分布和能见度的关系得到了电磁波沙尘大气传播衰减的计算方法, 计算了不同沙尘大气能见度的37 GHz电磁波的衰减, 与其他经验公式及文献中的实验结果进行比较, 文中方法得到的结果更接近于测量结果. 为了研究较低能见度沙尘暴中电磁波的传播特性, 需研究沙尘大气的多重散射效应. 应用Monte Carlo模拟方法, 在沙尘粒子为干燥和5%水含量时, 模拟了37 GHz和93 GHz电磁波在沙尘大气中传播时考虑多重散射效应的衰减, 并与基于Mie理论的计算结果进行比较, 结果显示, 在37 GHz时, 沙尘大气的多重散射对衰减的影响小, 在93 GHz时多重散射显著, 沙尘大气能见度越低, 多重散射的影响越显著. 粒子水含量增加使电磁波的衰减显著增大, 对多重散射的影响不明显. 因此, 在相同大气能见度下, 沙尘天气越干燥, 多重散射影响越大, 电磁波衰减减小越显著.     

线吸收系数能谱效应解析法研究

 用数值模拟的方法研究了FTO客体材料的线吸收系数随着穿透材料深度的变化关系，并拟合出材料有效线吸收系数与厚度之间的函数表达式。研究结果表明，在闪光照相中X光能谱发生了硬化，并随着穿透材料深度的增加谱平均线吸收系数会随之减小。FTO客体中钨的平均有效线吸收系数0.838（4.53%）cm^-1，铜的平均有效线吸收系数0.297（4.96%）cm^-1，能谱效应对有效线吸收系数的影响小于5%。在图像重建中利用上述的线吸收系数能够反演出精度达5%的材料密度。     

激光在准球形边界卷云中传输的衰减和透过特性

高空卷云主要由各种不同形状的冰晶粒子组成,是地空链路上激光信号传输的重要影响因素。依据高空卷云中冰晶粒子的分布特征和散射特性,采用C版本的离散纵标法（CDISORT）,充分考虑地球球形曲率及云层冰晶粒子多次散射影响因素,研究准球形边界云层的激光透过率和衰减特性,并比较了太阳天顶角不同时平面平行模式和准球面模式下卷云大气激光透过率的差异,数值计算了三种激光波长（0.65,1.06和3.8 μm）在卷云中传输时的衰减和透过特性。计算结果表明：较小太阳天顶角（小于80°）入射时,两种模式下卷云大气激光透过率相对误差很小,其中0.65 μm激光波长入射时两种模式下的相对误差仅为1.72%,较大太阳天顶角（大于80°）入射时,两种模式下卷云大气激光透过率相对误差明显增大,0.65 μm激光波长入射时两种模式下的相对误差最大达到69%;卷云粒子单次散射时,激光在云层的衰减与卷云粒子有效半径、传输距离、光学厚度及激光波长等因素有关,随光学厚度的增加,云层的激光透过率减少,1.06 μm激光波长入射时透过率最大,3.8 μm激光波长入射时透过率最小;0.65和1.06 μm激光波长入射时,随云层粒子有效半径的增加激光透过率逐渐增加,而3.8 μm波长激光,随云层粒子有效半径的增加激光透过率逐渐减少,随相对方位角的增加,云层的激光透过率减少,且不同卷云传输模型对激光透过率也存在不同的影响。该研究工作将为开展地空链路星载、机载激光通信、激光雷达探测等工程系统中的激光信号云层传输特性的应用提供理论支持,同时也可进一步拓展为地空链路激光遥感、制导和预警等应用提供预先理论研究基础。     

Analysis of the impedance mismatch effect in foam-solid targets compressed by laser-driven shock waves

The impedance mismatch effect in a two-layer (low density plastic foam, and solid aluminum, respectively) plane target compressed by a laser driven shock wave is considered. In such targets the ablative pressure generated by absorption of laser light in the foam layer is amplified when crossing the foam-aluminum interface. In this paper an analytical model is developed to evaluate the shock pressure in the aluminum layer as a function of the density and thickness of the foam layer and of the laser parameters. The model is in good agreement with previously published experimental results [A. Benuzzi et al., Phys. Plasmas 5, 2827 (1998)]. Received 20 January 2000 and Received in final form 16 May 2000     

低接触电阻率Ni/Ag/Ti/Au反射镜电极的研究

研究了Ag的厚度、退火时间、沉积温度对于Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率及与p-GaN欧姆接触性能的影响. 利用分光光度计测量反射率, 采用圆形传输线模型计算比接触电阻率. 结果表明: 随着Ag厚度的增加, Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率逐渐增大; 在氧气氛围中, 随着退火时间从1 min增至10 min, 300 ℃退火时, 比接触电阻率持续下降, 而对于400-600 ℃退火, 比接触电阻率先减小后增大; 在300和400 ℃氧气中进行1-10 min 的退火后, Ni/Ag/Ti/Au的反射率变化较小, 退火温度高于400 ℃时, 随着退火时间的增加, 反射率急剧下降; 在400 ℃氧气中3 min退火后, 比接触电阻率可以达到3.6×10^-3 Ω·cm². 此外, 适当提高沉积温度可以增加Ni/Ag/Ti/Au的反射率并降低比接触电阻率, 沉积温度为120 ℃条件下的Ni/Ag/Ti/Au电极在450 nm处反射率达到90.1%, 比接触电阻率为6.4×10^-3 Ω·cm². 综合考虑电学和光学性能, 在沉积温度为120 ℃下蒸镀Ni/Ag/Ti/Au (1/200/100/100 nm)并在400 ℃氧气中进行3 min退火可以得到较优化的电极. 利用此电极制作的垂直结构发光二极管在350 mA电流下的工作电压为2.95 V, 输出光功率为387.1 mW, 电光转换效率达到37.5%.     

Determination of the linear attenuation range of electron transmission through film specimens

We have investigated the linear attenuation range of electron transmission through film specimens and its dependence on the electron energy, the acceptance half-angle of a detector or an objective aperture, and specimen properties, in the scanning transmission electron microscope (STEM) and the conventional transmission electron microscope (TEM). Electron transmission in the bright-field mode was calculated by the Monte Carlo simulation of electron scattering, and its range of the linear attenuation in film thickness was then determined by a linear least squares fit. The corresponding linear thickness range was shown to increase with the electron energy and the acceptance half-angle, although it decreased with the increase in the atomic number of specimen materials. Under the condition of a 300 kV STEM or a 3 MV ultra-high voltage electron microscope (ultra-HVEM), the linear attenuation range could extend to several microns for light specimen materials, and this was validated by experimental data in the ultra-HVEM. The presented results can be helpful for accurately measuring the specimen thickness or mass from electron transmission, and estimating the deviation of electron transmission from linearity when tilting a specimen in electron tomography.