轴对称低雷诺数空塞流动的有限元解法

管道中的空塞流动问题,由于其自由面上边界条件的非线性性质,使问题的求解困难很大。本文用罚函数有限元方法,数值计算了无重力的低雷诺数空塞流动问题。对非线性的自由面边界条件,本文采用了一种基于流线的迭代方法。数值计算的结果与实验相吻合,且收敛速度较快。     

超导纳米线单光子探测器

利用磁控溅射、电子束光刻和反应离子刻蚀等微加工技术,开展了超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的研究.通过对SNSPD的设计和制备工艺参数的优化,成功制备出了高质量的SNSPD.单光子检测实验表明,制备的SNSPD对660 nm波长的光信号,系统检测效率可达30%,对1550 nm波长光信号,最大系统检测效率为4.2%.在平均暗计数小于10 c/s的情况下,系统检测效率大于20%(660 nm)和3%(1550 nm). 关键词： 单光子 氮化铌 纳米线 探测器     

透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟

透射光栅广泛应用于软X射线能谱测量.为了获得用于惯性约束聚变研究的透射光栅的各级衍射效率及其他参数,在北京同步辐射源上200—1600 eV能量范围内对其进行了标定,获得了透射光栅衍射效率的实验结果.扩展了透射光栅衍射效率的计算方法,提出了7边准梯形截面衍射效率计算模型.分析拟合了实验数据,理论结果与实验结果很好符合.得到了7边准梯形的透射光栅栅线截面结构. 关键词： 透射光栅 衍射效率 实验标定 光栅模型     

平行排列液晶器件的波前调制特性

设计了一种新型的平行排列液晶相位调制器(LC PM),可在纯相位的模式下进行相位调制,研究了液晶相位调制器的光学特性,理论上给予了分析．对畸变波前进行了调制,在1 cm2的校正面积上,调制后的准确度PV(peak to valley)值接近λ／15(λ=0.6328 μm),RMS(Root Means Square)可达到λ／100,斯特列尔比SR (Strehl Ratio)达到0.989．改变了传统的扭曲向列液晶器件难于进行纯相位调制和得到高准确度调制的缺点,达到了理想的效果.     

金刚石窗口冷却Yb3+∶YAG DPSSL设计

针对高功率二极管重复率抽运的V型非稳腔Yb3+∶YAG激光头，提出了利用金刚石窗口冷却和直接水冷相结合的复合冷却设计.在YAG片的抽运面进行直接水冷，同时在激光提取面利用金刚石窗口冷却介质.金刚石优异的导热性能不仅能够有效地冷却激光介质，还能消除横向的温度梯度，解决了高功率激光器冷却和高功率抽运的矛盾.模拟结果表明对掺杂10 at %厚度为1.6 mm的Yb3+∶YAG片在抽运功率密度为20 kW/cm2，重复频率为10 Hz的条件下，要将最高温度控制在可接受的范围内（比如320 K），周围冷却水的对流换热系数约为4000 W/m2K.     

扫描隧道显微镜研究石墨表面的莫尔图

利用扫描隧道显微镜研究石墨表面的大尺度周期性图样．研究结果表明,莫尔图起源于石墨深层的缺陷,实验结果与理论完全吻合,并且第一次在实验上证明了纳米波可以穿透多层石墨而没有明显衰减．     

Construction of the refractive index profiles for few-mode planar optical waveguides

We present a nondestructive technique to predict the refractive index profiles of isotropic planar waveguides, on which a thin gold film is deposited to as the cladding. The negative dielectric constant of the metal results in significant differences of effective indices between TE and TM modes. The two polarized modes and a surface plasmon resonance (SPR) with abundant information of the surface index can be used to construct the refractive index profiles of single-mode and two-mode waveguides at a fixed wavelength.     

SiO2脊形条波导热极化引起的电光效应

通过理论模拟对具有上覆盖层的SiO2脊形条波导结构进行了优化,在此基础上利用微电子工艺制作了SiO2脊形波导Mach-Zehnder 型电光调制器,并进行热极化引起的电光和非线性效应的研究.热极化过程大幅增强了样品的电光及非线性效应,二次电光系数由热极化前的1.56×10-22(m/V)2提高到热极化后的8.50×10-22(m/V)2,极化后得到了0.093pm/V的线性电光系数,对热极化的物理机理进行了理论分析.     

Distributed optical fiber surface plasmon resonance sensors

The relationships of the resonant wavelength of optical fiber surface plasmon resonance (SPR) sensors to the modulation layer refractive index, thickness and the refractive index of the bulk medium are obtained by using theoretical calculation model of optical fiber SPR sensors under certain conditions, which indicates that resonant wavelength of the sensors is approximately linear with modulation layer thickness. Based on the linear relationship, multiple SPR sensors with different resonant wavelengths can be fabricated in a single optical fiber named as distributed optical fiber surface plasmon resonance sensors (DOFSPRSs).Experimental results are presented, showing that it is practical to fabricate more than one SPR sensors in a single optical fiber.     

灰气体加权和辐射模型综合评估及分析

在O_2/CO_2气氛下,参与性介质的非灰气体辐射特性表现出不同于空气气氛下的特性,因此,非灰气体辐射模型的选择和应用在换热过程中将变得十分重要.基于统计窄谱带模型,本文综合评估近年发展应用较广的灰气体加权和(WSGG)模型.结果表明,几种WSGG模型的预测值总体趋势正确,但仍存在着一定的差别.对于发射率,Dorigon等(2013 Int.J.Heat Mass Transfer 64 863)和Bordbar等(2014 Combust.Flame 161 2435)的WSGG模型与基准模型符合较好,相对误差小于20%.与离散坐标法结合,本文求解了PH_2O/PCO_2=1,2时的一维平行平板间辐射换热问题.结果显示,由Dorigon等和Bordbar等的WSGG模型得到的辐射热源和热流密度分布的相对误差均较小(10%左右).Johansson等(2011 Combust.Flame 158893)和Bordbar等的WSGG模型具有更广的适用范围.