涡旋光激光器研究进展(特邀)

涡旋光激光器能够输出具有特定空间结构的高能量、高质量的涡旋光束.涡旋光束在光通讯、光操控、超分辨成像等领域都有潜在的应用前景.本文介绍了涡旋光束的产生原理及其应用,综述了近期涡旋光激光器的发展历程,同时也对涡旋光激光器的发展趋势进行了展望.     

一次风风速对高温预热空气下的煤粉MILD燃烧的影响

本文研究了一次风风速对高温预热空气下的煤粉MILD燃烧的影响。首先通过与国际火焰研究基金会(IFRF)的煤粉MILD燃烧实验数据对比,验证了数值模拟方法的可行性。然后在不同一次风入射角(0°、+5°和-5°)下,保持一次风风量不变,通过改变管径将风速从26 m/s增至48 m/s。研究发现,当一次风与二次风平行(0°)或背离(+5°)入射时,提高一次风风速会使炉内的峰值温度下降;当一次风朝向(-5°)二次风入射时,提高速度会使炉内温度峰值先下降后升高。总体而言,一次风与二次风背离入射时,温度峰值最低;一次风朝向二次风入射时,温度峰值最高。     

The Heisenberg Model after an Interaction Quench

In accordance with the recent experimental progress of the controllable spin-spin interactions, the Heisenberg model after an interaction quench is discussed. The Hamiltonian of the system out of equilibrium is introduced and treated by the flow equation method. As a result, the spectrum and zero-point spin deviation are obtained with the help of time-evolved operators. Additionally, other methods are applied to verify the results in mathematics. It is found that the observables show an oscillating behavior. The feasible experimental scheme of the concerned scenario is also mentioned.     

传像光纤、光纤面板及光锥制造新方法探索

利用高折射率光纤填充微结构预制棒孔洞的方法,制造直径70 mm、长度200 mm的大尺寸传像光纤预制棒,像素数为547.为提高传像元件的像素数,将预制棒先拉伸成直径约为30 mm的二次预制棒,通过切削、并熔后拉伸,得到像素数为3829的传像微结构光纤及其面板和光锥,其理论数值孔径为0.55.经初步测试发现,其传像效果良好.此方法利用微结构光纤技术制造传像光纤、面板和光锥,简单易行,成本低,能有效提高像素数,有望成为规模化制造高分辨率、高质量传像元件的新方法.     

超临界CO2-丙烷混合物管内传热特性数值研究

采用SST k-w湍流模型对超临界CO₂/丙烷混合工质水平管内的传热特性进行数值模拟研究。管径d=4 mm,加热段L₂=800 mm;混合工质浓度配比为100/0、95/5、90/10、85/15、80/20、75/25;质量流速为150～250 kg·m^?2·s^?1;热流密度为30～40 kW·m^?2,入口温度293 K,入口压力7.5～30 MPa。随着丙烷浓度的增加,CO₂/丙烷二元混合工质的临界压力降低,临界温度升高,丙烷浓度从5%增加到25%,换热系数峰值降低6.19%～31.45%,但增加丙烷浓度可提高拟临界温度后的换热效果。P=7.5～8.5 MPa,换热系数有明显峰值;P=20～30 MPa,换热系数变化规律无明显峰值,并随压力的升高而减小。混合工质的换热系数随质量流速的增大而增大。同一流体温度所对应的换热系数,随着热流密度的增加而减小。     

空间用GaN功率器件单粒子烧毁效应激光定量模拟技术研究

利用飞秒脉冲激光对氮化镓(GaN)功率器件进行单粒子烧毁效应定量评估技术研究,针对器件结构建立脉冲激光有效能量传输模型,理论计算了激光有效能量与重离子线性能量传输(LET)的等效关系并开展了试验验证.考虑器件材料反射率与吸收系数对激光的影响,针对介质层界面间的激光多次反射进行参数修正,减小有源区有效能量计算误差.选择一款氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)与一款肖特基势垒二极管(SBD)功率器件作为典型案例,分别开展飞秒脉冲激光正面与背部辐照试验,计算诱发单粒子烧毁的有效能量,并得到不同入射激光波长的烧毁等效LET阈值,对比了模型理论计算值与实际测量值.同时,研究结果对材料参数未知的GaN功率器件,提供了正面与背部辐照模型的激光试验波长选择参考.该工作将为激光定量评估空间用GaN等宽禁带半导体器件的单粒子烧毁效应机理研究及加固设计与验证提供技术支撑.     

Topological superconductivity in Janus monolayer transition metal dichalcogenides

The Janus monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) $MXY$ ($M={\rm Mo}$, W, $etc$. and $X, Y={\rm S}$, Se, $etc$.) have been successfully synthesized in recent years. The Rashba spin splitting in these compounds arises due to the breaking of out-of-plane mirror symmetry. Here we study the pairing symmetry of superconducting Janus monolayer TMDs within the weak-coupling framework near critical temperature $T_{\rm c}$, of which the Fermi surface (FS) sheets centered around both $ărGamma$ and $K (K')$ points. We find that the strong Rashba splitting produces two kinds of topological superconducting states which differ from that in its parent compounds. More specifically, at relatively high chemical potentials, we obtain a time-reversal invariant $s + f + p$-wave mixed superconducting state, which is fully gapped and topologically nontrivial, $i.e.$, a $\mathbb{Z}_2$ topological state. On the other hand, a time-reversal symmetry breaking $d + p + f$-wave superconducting state appears at lower chemical potentials. This state possess a large Chern number $|C|=6$ at appropriate pairing strength, demonstrating its nontrivial band topology. Our results suggest the Janus monolayer TMDs to be a promising candidate for the intrinsic helical and chiral topological superconductors.     

发动机喷流对火箭气动特性影响

开展了考虑底部发动机喷流影响的火箭气动特性CFD仿真设计,比较了有/无喷流时火箭附近流场结构、表面压力分布、整体气动力/力矩特性在亚/超声速段的差异,结果显示,发动机喷流对火箭亚声速段的轴向力、法向力和俯仰力矩特性均有较为显著的影响,且有减小尾部空气舵气动控制力矩的影响,而超声速段的影响仅限于轴向力。该仿真结果与飞行试验气动辨识结果较为一致。基于仿真分析结果,可建立一种折中考虑喷流影响的气动特性设计方法,供火箭精细化气动特性设计参考使用。      

双甘氨肽分子印迹聚合物微球的吸附性能研究

以双甘氨肽(Gly-Gly)为印迹分子,丙烯酰胺(AM)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)分别作为功能单体和交联剂,在低温条件下采用乳液聚合于水相中制备了双甘氨肽分子印迹聚合物微球(Gly-Gly-MIPMs)。通过静态、动态平衡吸附和薄层色谱(TLC)分离实验,研究了Gly-Gly-MIPMs的选择吸附性能,并进行了Scatchard模型分析。结果表明,Gly-Gly-MIPMs对Gly-Gly分子具有较好的特异性吸附,最大单位饱和吸附量0.428mmol/g,印迹因子2.19。     

大尺寸聚合物光纤面板制造新技术的初步研究

利用堆积-热融合工艺,将商用聚甲基丙烯酸甲酯低损耗光纤以六方堆积的方式排列在自行设计的模具中,制备光学聚合物光纤面板预制棒后,对预制棒进行切割、拼接,研究了一种制备超大尺寸光纤面板的新技术.拼接面板样品的厚度2 mm,像素直径500 μm,总像素数 59052, 对大尺寸人或物的像具有很好的传递能力. 利用该技术制备的大尺寸拼接光纤面板,对于液晶拼接屏中拼接缝的清除以及大屏幕的保护具有不可替代的作用.