固态金刚石氮空位色心光学调控优化

在金刚石氮空位色心的高灵敏传感探测研究中,光学调控是氮空位色心实现高效光学初态制备及信息提取的关键.本文基于高浓度的金刚石氮空位色心系综检测展开,采用脉冲光学探测磁共振技术,系统地研究了激光初态极化时间、信息读取时间与激光功率的关联特性,并进一步研究了激光入射偏振角与传感信息精度的关系.探究了各个激光参数对高浓度金刚石氮空位色心系综[111]轴上光学探测磁共振谱中第一个共振峰的影响,并通过实验结果进行分析,最终选取在光功率密度为45.8 W/cm²下的最优实验参数(300μs的极化时间, 700 ns的读取时间,激光入射角为220°)进行了光学磁探测共振测试,与优化前的实验参数(极化时间为50μs,读取时间为3000 ns,入射角度为250°)相比,典型的磁检测灵敏度由21.6 nT/Hz1/2提升到5.6 nT/Hz1/2.以上研究结果表明我们已经实现光学精密调控的优化测量,这些研究结果也为高浓度氮空位色心系综精密调控实现温度和生物成像、量子计算及量子信息等领域调控传感检测提供了有效参考.     

Overview of finite elements simulation of temperature profile to estimate properties of materials 3D-printed by laser powder-bed fusion

Laser powder bed fusion(LPBF),like many other additive manufacturing techniques,offers flexibility in design expected to become a disruption to the manufacturing industry.The current cost of LPBF process does not favor a try-anderror way of research,which makes modelling and simulation a field of superior importance in that area of engineering.In this work,various methods used to overcome challenges in modeling at different levels of approximation of LPBF process are reviewed.Recent efforts made towards a reliable and computationally effective model to simulate LPBF process using finite element(FE)codes are presented.A combination of ray-tracing technique,the solution of the radiation transfer equation and absorption measurements has been used to establish an analytical equation,which gives a more accurate approximation of laser energy deposition in powder-substrate configuration.When this new analytical energy deposition model is used in in FE simulation,with other physics carefully set,it enables us to get reliable cooling curves and melt track morphology that agree well with experimental observations.The use of more computationally effective approximation,without explicit topological changes,allows to simulate wider geometries and longer scanning time leading to many applications in real engineering world.Different applications are herein presented including:prediction of printing quality through the simulated overlapping of consecutive melt tracks,simulation of LPBF of a mixture of materials and estimation of martensite inclusion in printed steel.     

Improvement of high-frequency properties of Co_2FeSi Heusler films by ultrathin Ru underlayer

Heusler Co2FeSi films with a uniaxial magnetic anisotropy and high ferromagnetic resonance frequency fr were deposited by an oblique sputtering technique on Ru underlayers with various thicknesses tRufrom 0 nm to 5 nm.It is revealed that the Ru underlayers reduce the grain size of Co2FeSi,dramatically enhance the magnetic anisotropy field HK induced by the internal stress from 242 Oe(1 Oe=79.5775 A·m^-1)to 582 Oe with an increment ratio of 2.4,while a low damping coefficient remains.The result of damping implies that the continuous interface between Ru and Co2FeSi induces a large in-plane anisotropic field without introducing additional external damping.As a result,excellent high-frequency soft magnetic properties with fr up to 6.69 GHz are achieved.     

中国先进研究堆中子科学平台发展现状及展望

依托中国先进研究堆(CARR)高通量中子源,建成了初具规模的中子科学平台,具备中子散射、中子成像和中子活化分析等多种研究技术。其中,中子散射技术包括中子衍射、小角中子散射及中子反射、非弹性中子散射,可以用于分析材料微观结构和动力学性质;热中子成像和冷中子成像可以用于材料内部缺陷等无损检测;中子活化分析系统可以用于物质内核素成分分析。目前已建成和在建中子谱仪共计19台,并初步配备了样品环境装置,为相关应用研究提供了条件基础,可为我国物理、化学、材料科学、生命科学、能源和环境等领域基础研究及工业应用提供重要技术支撑。CARR中子科学平台始终坚持合作共享对外开放的宗旨,将继续为国内外用户提供优质中子技术,服务基础科学前沿和国家重大创新需求研究。     

基于遗传算法的升力体外形优化设计

升力体由于低热流率再入物理特性和高效的内部容积利用率，是高超声速飞行器气动外形的一种典型布局.文章对升力体飞行器进行参数化数值建模，并提取其表征外形的参数作为设计变量，综合考虑飞行器再入过程中的气动力、气动热、容积利用率及稳定性等性能指标.运用多目标混合遗传算法对升力体进行了多变量、多约束下的气动外形优化设计，获得了再入飞行器外形的最优Pareto解.数值模拟结果表明，典型状态下最优Pareto解与CFD结果相差12%，验证了优化结果的准确性.      

甲基环己烷在9∽15.5 eV能量区的真空紫外光电离研究

利用具有同步辐射源的反射式飞行时间质谱仪,研究甲基环己烷的真空紫外光电离和光解离. 观测到母体离子C₇H₁₄⁺和碎片离子C₇H₁₃⁺,C₆H₁₁⁺,C₆H₁₀⁺,C₅H₁₀⁺,C₅H₉⁺,C₄H₈⁺,C₄H₇⁺和C₃H₅⁺的光电离效率曲线. 测定甲基环己烷的电离能为9.80±0.03 eV,通过光电离效率曲线确定其碎片离子的出现势. 在B3LYP/6-31G(d)水平上对过渡态、中间体和产物离子的优化结构进行表征,并使用G3B3方法计算其能量. 提出主要碎片离子的形成通道. 分子内氢迁移和碳开环是甲基环己烷裂解途径中最重要的过程.     

光纤中基于双布里渊增益线的受激布里渊散射快光

为了解决受激布里渊散射快光在高吸收区产生损耗的问题,通过分析普通单模光纤中双线泵浦产生的双布里渊增益线特性及在增益峰间实现脉冲的超光速传输理论,利用有限元法数值模拟了双布里渊增益线处受激布里渊散射引起的快光特性。结果表明,当频率分离因子大于0.596时,可以观察到双增益峰;当频率分离因子在1~5.25范围内时,两个泵浦波产生的双增益峰之间可以明显地产生快光;当频率分离因子为1.75时,在双布里渊增益线之间的最大时间提前可达25 ps。当频率分离因子为2.42时,三阶色散所对应的归一化色散长度为无穷大,三阶色散可以得到完全补偿;当频率分离因子大于2.464时,脉冲展宽因子趋近于1,可以实现无畸变传输,但时间提前量小于13.52 ps。本文的研究结论对于在布里渊增益区实现快光具有一定的理论意义,并对设计基于受激布里渊散射快光器件具有理论指导作用。     

提高菲涅耳双棱镜实验的准确度

菲涅耳双棱镜是干涉中基本而又重要的实验之一.但实验中要保证各光学元件的共轴,调节比较困难;另一方面,由于双棱镜的像散以及大口径成像的原因,在测量两相于虚光源的间距d时,很难精确确定它们经成像透镜后在测微目镜中所成的像面位置,这就导致实验测定波长的误差高达5%-10%.本文提出:在保证元件共轴的前提下,利用特制的鉴别率板代替竖直的单狭缝,可以较准确地确定这一像面位置,提高实验准确度. 用照相方法制成如图所示的鉴别率板(单位:厘米),并把它贴在和实验所用单狭缝光具座具有相同规格的宽缝光具座的宽缝平面上.在测得干涉条纹间距之后…     

右旋偏振波对高密度等离子体的穿透实验

本文分析了右旋偏振波穿透高密度等离子体的条件,给出了理论根据及原理性实验的结果。实验证实,当ω_(ce)≈2ω时,右旋偏振波(哨波模)可以穿透很高密度的等离子体(ω_(pe)~2>>ω~2),并可能成为克服“再入”时“黑障”的一个途径。