A study of rotationally invariant and symmetric indices of diffusion anisotropy.

This study investigated the properties of a class of rotationally invariant and symmetric (relative to the principal diffusivities) indices of the anisotropy of water self-diffusion, namely fractional anisotropy (FA), relative anisotropy (RA), and volume ratio (VR), with particular emphasis to their measurement in brain tissues. A simplified theoretical analysis predicted significant differences in the sensitivities of the anisotropy indices (AI) over the distribution of the principal diffusivities. Computer simulations were used to investigate the effects on AI image quality of three magnetic resonance (MR) diffusion tensor imaging (DTI) acquisition schemes, one being novel: the schemes were simulated on cerebral model fibres varying in shape and spatial orientation. The theoretical predictions and the results of the simulations were corroborated by experimentally determined spatial maps of the AI in a normal feline brain in vivo. We found that FA mapped diffusion anisotropy with the greatest detail and SNR whereas VR provided the strongest contrast between low- and high-anisotropy areas at the expense of increased noise contamination and decreased resolution in anisotropic regions. RA proved intermediate in quality. By sampling the space of the effective diffusion ellipsoid more densely and uniformly and requiring the same total imaging time as the published schemes, the novel DTI scheme achieved greater rotational invariance than the published schemes, with improved noise characteristics, resulting in improved image quality of the AI examined. Our findings suggest that significant improvements in diffusion anisotropy mapping are possible and provide criteria for the selection of the most appropriate AI for a particular application.     

Suppression of amplified spontaneous emission in a femtosecond chirped-pulse amplifier

The suppression of amplified spontaneous emission (ASE) that arises during the femtosecond chirped-pulse amplification is presented. On the basis of the distinct differences in the spatial, temporal and spectral region between ASE and the amplified laser signal, the noise arising from ASE was effectively filtered out. The ratio between the amplified femtosecond pulse and the ASE peak power was higher than 10⁷. Pulses as short as 38 fs were amplified to peak power of 1.4 TW.     

高温下镜面纯Fe的表面质量研究

研究了真空状态下保温60 min不同退火温度对镜面纯铁的表面粗糙度、表面形貌及晶粒取向的影响。结果表明：在纯铁的多晶型性转变温度点以下,面均方根粗糙度随退火温度的升高而缓慢增大;在多晶型性转变温度及以上发生突变,从面均方根粗糙度为4~5 nm的镜面突变到700 nm;用扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现在810 ℃出现再结晶细小晶粒。研究了原材料及860~960 ℃之间几个温度点的X射线衍射{200}晶面极图,结果发现：晶粒在860 ℃开始择优取向,随温度升高,取向越来越明显;再结晶对表面粗糙度的影响不大,晶粒的择优取向使得晶粒在不同方向的膨胀系数不同,以及多晶型性转变导致体积的变化使得晶粒之间挤压造成晶粒之间的凹凸不平和表面较深较粗的晶界,这是造成粗糙度突变的主要原因。     

论动态信息理论

本文综述了作者的研究成果.近十年,作者将现有静态统计信息理论拓展至动态过程,建立了以表述动态信息演化规律的动态信息演化方程为核心的动态统计信息理论.基于服从随机性规律的动力学系统(如随机动力学系统和非平衡态统计物理系统)与遵守确定性规律的动力学系统(如电动力学系统)的态变量概率密度演化方程都可看成是其信息符号演化方程,推导出了动态信息(熵)演化方程.它们表明:对于服从随机性规律的动力学系统,动态信息密度随时间的变化率是由其在系统内部的态变量空间和传递过程的坐标空间的漂移、扩散和耗损三者引起的,而动态信息熵密度随时间的变化率则是由其在系统内部的态变量空间和传递过程的坐标空间的漂移、扩散和产生三者引起的.对于遵守确定性规律的动力学系统,动态信息(熵)演化方程与前者的相比,除动态信息(熵)密度在系统内部的态变量空间仅有漂移外,其余皆相同.信息和熵已与系统的状态和变化规律结合在一起,信息扩散和信息耗损同时存在.当空间噪声可略去时,将会出现信息波.若仅研究系统内部的信息变化,动态信息演化方程就约化为与表述上述动力学系统变化规律的动力学方程相对应的信息方程,它既可看成是表述动力学系统动态信息的演化规律,亦可看成是动力学系统的变化规律都可由信息方程表述.进而给出了漂移和扩散信息流公式、信息耗散率公式和信息熵产生率公式及动力学系统退化和进化的统一信息表述公式.得到了反映信息在传递过程中耗散特性的动态互信息公式和动态信道容量公式,它们在信道长度和信号传递速度之比趋于零的极限情况下变为现有的静态互信息公式和静态信道容量公式.所有这些新的理论公式和结果都是从动态信息演化方程统一推导出的.     

FD-21风洞Ma=10高超声速推进试验技术探索

针对Mach数8以上（Ma>8）冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3 950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压模拟流场,同时发展了高时间分辨率吸收光谱测量技术和基于重模型自由飞原理的发动机推阻测量方法.在此基础上,设计了弯曲激波压缩二元发动机,构建了燃料在线供应与喷注控制、模型悬挂与瞬态释放及相关测量一体的试验系统,在所建立的Ma=9.62风洞模拟环境中进行了集成验证试验,定量测得了有/无氢气射流与空气/氮气超声速气流作用下二元发动机的壁面压力、吸收光谱峰值吸收率、轴向力等数据,并利用纹影观测到了进气道唇口与燃烧室部位的波系特征.多次试验所得的壁面压力、峰值吸收率、轴向力随时间变化曲线均存在2 ms以上的平台,表明二元发动机建立了准定常流动.冷热态及氮气对照组对应的壁面压力分布、峰值吸收率、轴向力等数据呈现出了明显不同,且二者规律近似一致,一方面说明所建立的模拟流场、燃烧诊断技术、发动机推阻测量技术是有效的,另一方面也表明二元发动机实现了点火燃烧、获得有效热功转换,为后续相关研究奠定了良好的基础.      

采用PEABr添加剂获得高效且稳定的碳基CsPbBr3太阳能电池

全无机CsPbBr₃钙钛矿材料因其本征稳定性好、成本低廉从而在光伏领域展现出巨大的应用潜力,但目前CsPbBr₃太阳能电池的光电转换效率仍远低于其他体系的钙钛矿太阳能电池.本文以无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃全无机钙钛矿电池作为研究对象,以多步旋涂法为基础,通过在PbBr₂(DMF)溶液中添加2-苯乙胺溴盐(PEABr)来调控CsPbBr₃薄膜的结晶质量,降低薄膜缺陷态密度,钝化晶粒间界,并对其中的关键工艺参数包括CsBr的用量(旋涂次数)、旋涂PbBr₂薄膜时的衬底预热温度以及退火温度进行了优化.最终在大气环境下获得了兼具稳定和高效的无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃太阳能电池,器件的光电转换效率达到8.25%,并在无封装条件下保存1500 h仍可保持90%以上的效率,对于进一步拓展CsPbBr₃钙钛矿电池的优化设计思路具有重要意义.     

碳纳米锥吸附Na的第一性原理计算

本文采用第一性原理计算结合从头算分子动力学的方法,研究了碳纳米锥(CNC)、B和N掺杂碳纳米锥(B-CNC和N-CNC)的稳定性,结果表明CNC、B-CNC和N-CNC均可以稳定存在.在此基础上分别研究了Na原子在CNC、B-CNC和N-CNC上的吸附行为.结果表明：1) Na原子在CNC五元碳环中心顶部位置的吸附最强,吸附能为-2.52 eV. CNC的能隙(Eg)为1.96 eV. 2) B和N掺杂CNC后,B-CNC和N-CNC的导电性均显著增强. 3)与CNC相比,Na原子在B-CNC上的吸附增强,而在N-CNC上的吸附则显著减弱.这表明B-CNC有望作为Na离子电池的负极材料.本文的研究结果对以CNC为负极材料的Na离子电池的研究提供了理论指导.     

Renormalization group calculation of the critical temperature dependence on longitudinal magnetic field for a disordered superconductor model

We describe a calculation ofT _c (P, H) in a model of a disordered superconductor which is based on the de Gennes-Skal-Shklovskii (dGSS) picture of the large cluster in a percolation system. The calculation is done by carrying out successive decimations on the Landau-Ginzburg Hamiltonian describing the links in the model. We calculateT _c (P, H) in the presence of longitudinal magnetic field by evaluating the renormalized Landau-Ginzburg coupling when the renormalized Landau-Ginzburg length equals the percolation link length in the dGSS picture and obtain the approximate analytic form ofT _c (P, H).Work supported by China Natural Science Foundation     

H+CH→H2+C（1D）反应的立体动力学研究

利用从头计算的对称性为1A′的势能面,用准经典轨线（QCT）方法在不同的碰撞能下研究了反应H+CH→H₂+C（¹D）的产物和反应物的矢量相关性质.在质心系下计算了四个极化微分反应截面.计算并讨论了描述k和j′夹角分布关系的P（θ_r）和描述k-k′-j′三者的二面角分布关系的P（（?）_r）.计算结果表明势能面上的深势阱和不同的碰撞能对产物分子H₂有重要影响.     

GaP波导型发射器产生频率可调谐太赫兹脉冲

报道了利用脉宽可调的光子晶体光纤飞秒激光放大器抽运矩形波导结构的GaP晶体太赫兹(THz) 发射器产生频率可调谐的超快THz脉冲.非线性晶体中光整流过程产生的THz辐射频率随抽运光脉冲宽度而 变化. GaP波导THz发射器可通过波导的几何尺寸来控制色散,以达到增加有效作用长度和提高输出功率的目的. 不同横截面尺寸的波导型发射器的THz辐射峰值频率随相位匹配条件的改变而改变,加以脉宽调节技术, 可以在大频谱范围获得频谱精细可调的THz脉冲.实验中在1 mm×0.7 mm的波导型THz发射器中获得了 频率可调谐的THz脉冲.提出实现THz辐射频率大范围调谐的GaP波导型阵列发射器的实施方案.