光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索

教学团队本着"重理论建模、强仿真设计、突创新实践、促科学探索"的教育理念,依托"数学物理方法与仿真"和"空间光通信创新实验"两门课程,重点开展了小班教学大学生光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索,通过近几年的教学研究与实践,其构建的光学仿真设计"阶梯次"能力训练教学实践培养模式,对培养大学生具有"宽泛的专业知识、科学的探索能力、仿真设计能力强和综合素质能力高"的创新型设计人才具有突出教学效果.     

基于倾斜Ag纳米棒表面等离子共振的SERS光谱研究

当贵金属纳米结构被外部电磁波激发时,由于自由电子沿着贵金属纳米结构表面的集体振荡将会出现光学共振,这些集体振动模式被称为等离子体[1-3]。在周期性阵列结构中LSPR的分布和强度是决定其表面增强拉曼(SERS)性能的最主要因素。通过倾角溅射的方法制备了倾斜角度可调的的六方密排银纳米棒阵列(见Scheme 1.),通过数值模拟和偏振拉曼结合的方法,解释了不同倾斜角度的所对应的4-MBA分子的a1震动模式处所对应的主峰出现了明显的红移现象的根本原因。本研究不仅促进了这种结构在SERS领域的深入应用,同时也增加了我们对复杂金属纳米结构中表面等离子体激发的深入理解。     

不同管径再循环蒸发器的理论计算与实验研究北大核心

建立均相流模型,对不同管径重力再循环蒸发器进行理论分析,并搭建重力再循环制冷系统试验台,在不同工况下进行对比。以R404A为例,在保温体内空气温度从0℃下降到-25℃情况下,16mm管径蒸发器传热系数从31.4W/m^2·K减少到27.9W/m^2·K,12mm管径蒸发器传热系数从27.2W/m^2·K减少到17.7W/m^2·K;16mm管径蒸发器制冷量从3.11k W升高到4.33k W,12mm管径蒸发器制冷量从2.01k W升高到4.62k W,两者的偏差从33.6%降低到-6.7%,库内温度越低,两者制冷量差距越大。对比结果表明,在低温工况下16mm管径的蒸发器相比12mm管径的蒸发器更适合重力再循环蒸发器。     

键合型聚丙烯酰胺衍生物手性固定相的制备与手性识别性能

高效液相色谱(HPLC)被广泛认为是分离制备光学纯单一对映体的最有效方法。在高效液相色谱手性拆分中,手性固定相(CSP)的性能直接影响到色谱柱的手性分离能力。在众多手性固定相中,键合型手性固定相具有溶剂耐受性好,分离模式灵活等优点,已经发展成为一类重要的手性固定相。本文通过两步化学反应合成了新型的光学活性丙烯酰胺衍生物--(S)-1-丙烯酰-2-(N-苯基甲酰胺基)吡咯烷((S)-APACP),采用核磁共振氢谱表征了(S)-APACP的化学结构;通过3步化学反应制备了键合型聚丙烯酰胺衍生物手性固定相,采用热重分析法表征了聚合物的键合量,采用HPLC评价了键合型手性固定相的识别能力,分析了影响其手性识别能力的因素。研究结果表明,APACP聚合物成功地键合到硅胶表面制备了具有良好溶剂耐受性的键合型手性固定相,其聚合物键合量为10.2%~11.8%,该键合型手性固定相对若干种对映体显示了较好的手性识别能力。     

无线光链路快速同步技术

介绍了一种小型无线激光通信系统的硬件结构以及针对该硬件的物理层收发协议。具体阐述了该协议中采用的快速同步技术,该技术能够降低通信终端间同步过程中的带宽浪费。在硬件结构中,主要介绍了激光驱动系统、信号放大和整形系统以及信号接口。硬件相关的物理层协议主要用于外部信号接口、数据流的串行化和解串行化、传输错误在线检测以及传输调度。系统主要针对地基无线光通信设计,使用多相位采样技术在本地生成接收端的采样时钟,与基于PLL的时钟复原方法相比具有更快的同步速度,有效提高了无线光通信系统的带宽利用率,降低了通信误码率。     

基于光学传输矩阵的太赫兹时域光谱分析

提出了基于光学传输矩阵的提取太赫兹时域光谱光学参数的理论方法。相比于传统的提取主脉冲方法,该方法在未来可以推广用以分析主脉冲与次脉冲无法分辨的太赫兹时域光谱。利用该方法得到了蓝宝石(α-Al2O3)样品在0.3~1.0太赫兹频段的复折射率。通过与利用提取主脉冲方法得到的复折射率的结果比较,验证了基于光学传输矩阵的理论分析方法的可靠性和精确性。所提出的方法为今后主次脉冲无法分辨的太赫兹时域光谱的准确分析提供了坚实的理论基础。     

含氧空位BaWO4晶体的电子结构和吸收光谱的研究

用基于密度泛函理论框架下的CASTEP软件对完整BaWO4晶体(BWO)和含氧空位BaWO4晶体的电子结构和吸收光谱进行了模拟计算。计算结果表明,这两种类型的BWO晶体的光学性质是各向异性的,与晶体结构的对称性相吻合。完美的BWO晶体在可见光区没有吸收,但含氧空位的BWO晶体,在可见光区出现吸收带,峰值位置与实验观测值相符。这说明峰值位于395 nm的该吸收带与BWO晶体中氧空位的存在有关。     

谈谈动态探究型问题

探究几何图形在运动变化过程中与图形相关的某些量的变化规律或其中蕴含的结论,这类题目叫动态探究型问题.它主要有以下几种类型:动点问题、动直线问题、图形变换问题等.对于动态几何探究型问题,要注意用运动和变化的眼光去观察和研究几何图形,把握图形运动与变化的全过程,抓住其中的等量关     

对流弥散方程的时间依赖反应系数反演及应用

探讨了一维对流弥散方程的时间依赖反应系数函数的反演问题及其在一个土柱渗流试验中的应用.借助一个积分恒等式,讨论了正问题单调解的存在条件及反问题的数据相容性.进一步考虑一个扰动土柱试验模型模拟问题,应用一种最佳摄动量正则化算法,对反应系数函数进行了数值反演模拟,并应用于实际试验数据的反分析,反演重建结果不仅与相容性分析一致,而且与实际观测数据基本吻合.     

光折变晶体中光诱导波导的折射率分布

分别讨论了亮孤子和暗孤子在光折变晶体中诱导波导的折射率分布,结果表明光诱导波导的折射率分布除与光强的倒数有关外,还与光强对数的一阶导数有关.后者对折射率的影响引起波导折射率的非对称性分布.