矩孔金属光栅矢量模式理论的数值计算

根据矩孔金属光栅的矢量模式理论，计算了不同入射方向，波长及偏振态情况下衍射场的分布，研究了不同光栅结构对衍射效率，偏振态变化的影响；同时，根据实际需要，加工制作了一批不同深度的矩孔光栅样品，进行了实验测量，并将计算值与实验值进行了比较，两者基本相符。     

石墨型高能两电极气体开关

为大型激光装置能源模块研制了一种采用石墨电极的两电极气体开关,阐述了石墨应用于高能两电极气体开关的技术关键,对气体开关中气体间隙的最优结构进行了电场强度分析。参考美国国家点火装置(NIF)能源模块中ST-300气体开关的已知参数,对研制成功的石墨型两电极开关进行了电气特性试验,证明了石墨型气体开关能够实现峰值电流达300 kA以上,单次转移电荷量100 C以上,寿命超过1 000次,满足1.2 MJ大型激光装置能源模块的工程技术要求。     

〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹辐射-探测性能理论研究

根据光整流效应辐射太赫兹理论,计算了〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹辐射性能.通过与〈110〉、〈111〉晶向对比,当晶体方位角为0°或180°时,利用〈331〉晶向ZnTe单晶辐射太赫兹信号可以与〈111〉晶向相当,强于〈110〉晶向.利用电光取样原理,计算了〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹探测性能,通过理论计算为〈331〉晶向ZnTe晶体有效辐射太赫兹波提供理论依据.     

基于变压红外光谱研究离子液体[MPIM][I]与石墨烯氧化物之间的相互作用

本研究利用红外光谱研究不同压力下离子液体1-Methy1-3-propylimidazolium iodide([MPIM][I])与石墨烯及其氧化物的相互作用.结果表明,[MPIM][I]对压力的变化具有高敏感度,咪唑环与烷基链在0.4 GPa时产生相变化,可明显观察到吸收峰的裂解,且连续加压会导致咪唑环与烷基链的振动频率蓝移.[MPIM][I]与石墨烯作用时加压至2.5 GPa也未观测到相变化的产生,且咪唑环与烷基链的振动频率蓝移趋势也不明显;[MPIM][I]与石墨烯氧化物作用时咪唑环与烷基链的结果与添加石墨烯时几乎相同.石墨烯氧化物具有羟基、羧基、环氧基等共价键结在其表面,这些羟基会扰动[MPIM][I]中的咪唑环与烷基链,导致在常压下振动频率发生蓝移,进而表明石墨烯表面的官能基团会与离子液体产生相互作用.     

高衍射效率衍射望远镜系统的设计/加工及成像性能测试

为提高衍射效率,设计并制作了口径为300mm的衍射成像系统.该系统的物镜是由一块四台阶位相型菲涅尔波带片通过激光直写套刻和Ar离子束物理刻蚀技术在石英玻璃基板上加工而成.测试了衍射物镜的衍射效率,实验结果表明:衍射物镜在波长632.8nm处的衍射效率为66.4%,达到理论值的82%.搭建了衍射成像系统光路,分别采用10μm星点孔与分辨率板,测试了系统的成像性能.实验测得星点像直径为44μm,分辨率板的极限分辨率达到84lp/mm,接近该系统的理论计算值,表明该衍射成像系统具有较好的成像性能.     

弱的参数周期扰动对一非线性系统安全域的影响与分形侵蚀安全域的控制

讨论了弱参数周期扰动对于非线性系统安全域的影响,在一定频率下的参数周期扰动将加速安全域的分形侵蚀,而在另一些频率的扰动下,将抑制安全域的分形侵蚀,并且存在着增进安全域的最优频率.提出了用弱参数周期扰动控制受到分形侵蚀的安全域的方法,并用Melnikov方法进行了分析.最后讨论了这种控制安全域的方法在实际环境中当具有外加噪声时的鲁棒性. 关键词： 分形吸引域边界 参数的周期扰动 控制     

Cluster Observation of Eelectrostatic Solitary Waves around Magnetic Null Point in Thin Current Sheet

Electrostatic solitary waves （ESWs） are observed in the vicinity of the magnetic null of the widely studied magnetic reconnection taking place at the near-earth tail when current sheet becomes dramatic thinning during substorm time on 1 October 2001. We use the Imada method for the 2-D reconnection model and study the characteristics of ESWs near the X-line region and the magnetic null points. The result shows that the amplitude of the observed ESWs in the vicinity of X-line region ranges from 0.1mV/m to 5mV/m, and the amplitude is larger near the magnetic null points. The generation mechanism and the role of ESWs associated with magnetic reconnection are also discussed.     

色散效应对聚光多结太阳电池性能的影响及优化

针对色散效应导致聚光多结太阳电池性能降低的问题,使用分布式三维等效电路模型计算高倍聚光下GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池的输出特性,通过分析电池各层的电压分布、暗电流分布以及横向电流分布,研究了不同电池尺寸下色散效应对电池性能影响的机理.结果表明:色散使多结太阳电池在局部区域的光生电流变得不匹配,随着电池尺寸的减小,局部区域之间失配的光生电流能够以横向电流的形式相互补偿,使电池整体的电流更加匹配,从而减小色散效应的影响.当电池芯片尺寸较大(20 mm×20 mm)时,色散主要降低电池的短路电流密度,色散光斑下电池的效率仅相当于无色散时的94%;当电池芯片尺寸减小到2 mm×2 mm时,短路电流密度与无色散时相等,但横向电阻降低了电池的填充因子.当电池芯片尺寸进一步减小到0.4 mm×0.4 mm时,色散与无色散光斑下电池的各项性能几乎没有差别,效率均约为34.5%,色散效应的影响可忽略不计.     

基于BiFeO_3/ITO复合膜表面钝化的黑硅太阳电池性能研究

采用金属银辅助化学刻蚀法在制绒的硅片表面刻蚀纳米孔形成微纳米双层结构,以期获得高吸收率的太阳能电池用黑硅材料.鉴于微纳米结构会在晶硅表面引入大量的载流子复合中心,利用磁控溅射技术在黑硅太阳电池表面制备了BiFeO_3/ITO复合膜,并对其表面性能和优化效果进行了探索.实验制备的具有微纳米双层结构的黑硅纳米线长约180—320 nm,在300—1000 nm波长范围内入射光反射率均在5%以下.沉积BiFeO_3/ITO复合薄膜后的黑硅太阳能电池反射率略有提高,但仍然具有较强的光吸收性能;采用BiFeO_3/ITO复合膜的黑硅太阳能电池开路电压和短路电流密度分别由最初的0.61 V和28.42 mA/cm~2提升至0.68 V和34.57 mA/cm~2,相应电池的光电转化效率由13.3%上升至16.8%.电池综合性能的改善主要是因为沉积BiFeO_3/ITO复合膜提高了电池光生载流子的有效分离,从而增强了黑硅太阳电池短波区域的光谱响应,表明具有自发极化性能的BiFeO_3薄膜对黑硅太阳能电池的表面性能可起到较好的优化作用.