Experimental design to measure the anchoring energy on substrate surface by using the alternating-current bridge

The anchoring property of the substrate surface of liquid crystal cells plays an important role in display and nondisplay fields. This property directly affects the deformation of liquid crystal molecules to change the phase difference through liquid crystal cells. In this paper, a test method based on the alternating-current bridge is proposed to determine the capacitance of liquid crystal cells and thus measure the anchoring energy of the substrate surface. The anchoring energy can be obtained by comparing the capacitance–voltage curves of twisted nematic liquid crystal cells with different anchoring properties in experimental and theoretical results simulated on the basis of Frank elastic theory. Compared with the other methods to determine the anchoring energy, our proposed method requires a simple treatment of liquid crystal cells and allows easy and high-accuracy measurements, thereby expanding the test ideas on the performance parameters of liquid crystal devices.     

超强激光功率密度对等离子体中自生磁场和电子热传导的影响

应用多光子非线性康普顿散射模型、3维粒子模拟模型和数值计算方法,研究了超强激光与等离子体作用中自生磁场产生和电子热传导过程,提出了将非线性康普顿散射光作为改变等离子体自生磁场和电子热传导的新机制,给出了自生磁场最大饱和值和超热电子热传导的修正方程和数值计算结果。研究发现在时间为100~160范围内,自生磁场能量随入射激光功率密度增大而迅速增大,之后处于较高饱和阶段。增大的初始时刻较散射前提前了20,增大阶段的时间延长了30,饱和阶段增幅为40。入射激光功率密度为1019~1020W/cm2时,自生磁场强度最大模拟值为1.47104~3.75104T,单电子能谱峰值出现在3.3MeV和6.6MeV附近,能谱曲线在4~15 MeV和11~14.3MeV范围迅速衰减,在6.7MeV和13.2MeV以上时,超热电子有效温度为2.6MeV和4.5MeV,比无散射的理论值和拟合值均有一定增大。随入射激光强度增大,热流随激光脉冲一起向等离子体内流动的时间缩短,自生磁场限制热流的时间延长。并对所得结果给出了初步物理解释。     

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.     

磁逆多光子非线性Compton散射的谱功率

相对论电子在强磁场中的磁逆Compton散射是一种重要的γ射线辐射机制。虽然对该问题的研究已有二十多年的历史，但对磁逆多光子非线性Compton散射谱功率的研究尚未见报道。本文采用电子与光子非弹性碰撞模型，首次给出了磁逆多光子非线性Compton散射的谱功率。     

对巯基苯甲酸在电化学沉积金膜表面的SERS研究

SERS技术由于具有高灵敏度的表面效应,能够检测吸附在金属表面的单分子层或亚单分子层的分子,并能给出丰富的分子结构信息,因而己被广泛应用于界面科学以及定性和定量分析科学领域之中。本文在制备电化学沉积金纳米薄膜的基础上,利用扫描电镜观察金纳米薄膜的形貌,通过分析对巯基苯甲酸在电化学沉积金膜表面的SERS光谱,研究对巯基苯甲酸在金纳米薄膜表面的吸附方式。由SERS光谱分析,我们推断出对巯基苯甲酸可能通过羧基和S原子共同作用吸附在金纳米颗粒表面,且苯环平面可能与金薄膜表面成一定倾斜角。     

应用于微电容超声换能器的信号处理电路设计*

针对微电容超声换能器的输出信号特征及检测要求,文中设计了换能器的微弱信号处理电路,包括基于跨阻的微弱电流信号检测和多重反馈带通滤波电路。通过搭建水下测试平台,对电路性能及功能进行实际测试,并进行水下测距实验。实验结果表明,该电路可对微电容超声换能器输出的400 k Hz信号进行检测放大与滤波;电路的线性度为0.18%,滤波电路中心频率为396 k Hz,带宽为55 k Hz。该电路可用于CMUT的接收信号处理并应用于超声测距及成像的前端信号处理。     

改进的Herriott型光学长程池

用凹面反射镜和平面反射镜组成结构简单、光路易调的光多次反射装置,计算了这种光学系统的稳定性条件。考察实际入射光束的直径和发射角,给出了最大反射次数的求法。制成适用于钛宝石激光光声光谱仪的光56次通过的长程池。理论计算的反射光斑分布与实验观测一致。这个技术有利于提高光声光谱和吸收光谱的探测灵敏度。     

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应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,将入射和散射光作为离子的传输机制,研究了Compton散射下多束相干强耦合激光等离子体中离子的运动,给出了相对论离子动力学方程,并进行了数值模拟。研究发现,散射使光的传播速度减小,系统的矢势和标势增大,由入射和散射光形成的多束相干强耦合激光能使质子加速到5.40GeV的能量,而耦合轴向电场在其中起着关键作用。     

Compton散射下等离子体中电子相轨道的演化

用KMR模型研究了等离子体中多光子非线性Compton散射下电子相轨道的演化,发现电子与光子进行能量交换后,只有未被俘获电子的相轨道才能从周期性向非周期性、随机型演化,其演化剧烈程度随电子吸收光子数的增大而加剧,随电子与光子碰撞非弹性成分和碰撞前初始速度的增大而迅速减弱,但低于强激光场中的剧烈程度。当电子被光场俘获时,这种演化过程结束并做稳定的运动,光子不再为电子提供能量。     

Chiral lateral optical force near plasmonic ring induced by Laguerre-Gaussian beam

Owing to the good adjustability and the strong near-field enhancement, surface plasmons are widely used in optical force trap, thus the optical force trap can achieve excellent performance. Here, we use the Laguerre-Gaussian beam and a plasmonic gold ring to separate enantiomers by the chiral optical force. Along with the radial optical force that traps the particles, there is also a chirality-sign-sensitive lateral force arising from the optical spin angular momentum, which is caused by the interaction between optical orbit angular momentum and gold ring structure. By selecting a specific incident wavelength, the strong angular scattering and non-chiral related azimuthal optical force can be suppressed. Thus the chiral related azimuthal optical force can induce an opposite orbital rotation of the trapped particles with chirality of different sign near the gold ring. This work proposes an effective approach for catchingand separating chiral enantiomers.