Current and frequency modulation characteristics for continuous-wave quantum cascade lasers at 9.06 μm

We report the characteristics of current induced frequency modulation (FM) for two continuous-wave quantum cascade lasers (QCLs) at 9.06 μm. Both the frequency tuning rate and the phase shift between intensity modulation and FM are measured at different modulation frequencies from 10 Hz to 200 kHz. The frequency tuning rate of the QCLs depends on both the modulation frequency and amplitude. The tested QCL has been used to detect ambient water vapor with wavelength modulation spectroscopy for validation with a numerical model.     

强脉冲X射线辐照在Si-SiO2中感生的界面态及退火消除

 利用强脉冲X射线对Si-SiO₂界面进行了辐照，测量了界面态曲线和退火曲线。实验显示，经过强脉冲X射线对Si-SiO₂界面进行的辐照，在Si-SiO₂界面感生出新的界面态，感生界面态的增加与辐照剂量成正比，并且易出现饱和现象。总结出了感生界面态密度产额Dit随辐照剂量D变化的分布式，并定性分析了Dit随D变化的行为。随后进行的退火实验表明，强脉冲X射线辐照感生出的界面态越多，退火时这些界面态就消除得越快。退火过程显示有滞后现象，即辐照剂量大的阈电压漂移，在退火后恢复的绝对值，要小于辐照剂量小的阈电压漂移。导出了阈电压漂移随退火时间变化的关系，定性解释了滞后现象。     

Structural and spectroscopic properties of small Pun （n= 2-5） molecules

The equilibrium structures and the electronic, spectroscopic and thermodynamic properties of small Pu_n (n=2-5) molecules are systematically investigated using the methods of general gradient approximation (GGA) of density functional theory (DFT). The results show that the bond length of the lowest-energy structure of Pu₂ is 2.578 AA. The ground state structure of Pu₃ is a triangle with D_3h symmetry, whereas for Pu₄, the ground state structure is a square (D_4h) and the spin polarization of 16 for molecule Pu₅ with square geometry (D_4h) is the most stable structure. For the ground state structures, the vibrational spectra as well as thermodynamic parameters are worked out. In addition, the values for the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) along with the energy gap of all the Pu_2-5 structures are presented. The relevant structural and chemical stabilities are predicted.     

A lattice scenario for a proton radiography accelerator

A proton radiography system is an accelerator-based facility.Especially high-energy proton radiography is an advanced hydrodynamics diagnostic tool,and it is the trend of radiography technology development.In this paper,a 20 GeV accelerator complex scenario,including a 35 MeV linac,a 1 GeV booster and a 20 GeV main ring,is introduced.The overall physics design of the proton radiography accelerator is described,including the design of each part of the accelerator and the choice of the main parameters.     

基于多角度偏振特性的云相态识别及验证

云相态识别是云参数研究的重要组成部分,为了有效识别水云和冰云,根据水云和冰云微物理性质的差别,研究了水云和冰云的单次散射特性,采用基丁倍加累加法的,人量辐射传输方程模拟了水云和冰云的多角度偏振特件.模拟结果表明,光谱的多角度偏振特件能够体现山水云粒子和冰云粒子微物理性质的差异,云在特定方向反射的偏振辐射强度对云相态非常敏感,可以用米进行云相念的识别,在模拟的基础上进行了云相态识别算法的研究,并利用多角度偏振卫星数据--POLDER 0.865μm通道数据进行了实例分析.识别结果与MODIS云相态产品及其1.38μm卷云榆测结果进行了比较.分析结果表明,基于多角度偏振特性云相态识别算法可以有效地进行云相态识别.     

Sender-controlled measurement-device-independent multiparty quantum communication

Multiparty quantum communication is an important branch of quantum networks. It enables private information transmission with information-theoretic security among legitimate parties. We propose a sender-controlled measurement-device-independent multiparty quantum communication protocol. The sender Alice divides a private message into several parts and delivers them to different receivers for secret sharing with imperfect measurement devices and untrusted ancillary nodes. Furthermore, Alice acts as an active controller and checks the security of quantum channels and the reliability of each receiver before she encodes her private message for secret sharing, which makes the protocol convenient for multiparity quantum communication.     

基于神光Ⅲ原型的激光直接驱动自由面准等熵实验研究

长脉冲激光打靶的直接驱动方式效率较高,但对激光强度变化非常敏感。利用测量自由面速度历史的方法对激光直接驱动准等熵压缩实验技术进行了分析,为改进激光直接驱动的准等熵压缩实验技术提供技术基础。介绍了国内在神光III原型装置上首次开展的激光直接驱动自由面准等熵压缩实验。对实验靶型、激光波形、典型实验结果以及实验中的关键技术进行了分析。在激光能量为1000 J的实验中,使用成像型速度干涉仪获得了较为理想的准等熵压缩条纹图。实验发现,自由面速度达到11.3 km/s时,自由面反射的探针光信号消失。通过对比Multi-1D软件的理论模拟数据与实验处理的结果,发现由于Al自由面缺少约束,这类实验会造成波系复杂化的问题,但是对主冲击的研究还是有意义的。对某些特殊材料,在很难找到阻抗匹配窗口的条件下,利用激光直接驱动方式研究材料高压响应特性提供了另一条可实施的技术途径。     

锯齿型与扶手椅型碳化硅纳米管光电性质第一性原理研究

本文基于密度泛函理论计算分析了手性参数为(17,0)、(20,0)、(26,0) (10,10)、(12,12)、(15,15)的碳化硅纳米管的能带图,态密度及主要光学性质。结果表明：锯齿型与扶手椅型碳化硅纳米管均具有明显的半导体性质;在相近直径下,扶手椅型碳化硅纳米管带隙宽度要大于锯齿型碳化硅纳米管的带隙宽度;碳化硅纳米管的光吸收峰在100nm~200nm之间,可用于制作紫外线探测器件。     

基于COMSOL的纳米傅里叶红外光谱系统数值模型

傅里叶红外光谱（FTIR）是材料表征的一种重要手段,然而受限于光的衍射极限,传统傅里叶红外光谱仪的极限空间分辨率在微米量级,无法应用于纳米材料的表征。纳米傅里叶红外光谱（Nano-FTIR）是一种新兴的超分辨光谱表面分析技术,其以纳米级空间分辨率、宽光谱范围和高化学灵敏性的特点在纳米材料表征研究中展现了巨大的潜力。定性及定量的研究Nano-FTIR信号高空间分辨的来源和系统中光谱信号的提取过程,可以为Nano-FTIR仪器的设计研发和样品光谱表征结果的解释提供重要依据。该研究从典型的仪器结构和基本的工作原理出发,在多物理场有限元分析软件COMSOL中建立了等效研究模型,并对模型的重要细节和数值计算过程分别进行了说明。在仿真研究中,首先基于麦克斯韦电磁波理论计算了模型空间的电磁场增强情况,再模拟了探针在介电常数差异巨大的两种材料交界处的“线扫”过程,探讨了针尖近场增强信号的空间分辨率。随后,以探针与样品的散射功率为数值模型的研究对象,仿真了探针“轻拍”对信号的调制和解调提取的过程,并讨论了不同入射倾角和解调频率对光谱信号提取的影响。最后,为了验证模型的合理性,仿真了20,100和300 nm三种厚度SiO₂薄膜样品在900～1 250 cm-1波数范围的光谱响应,并将仿真得到的光谱与实测结果进行了对比。结果表明随着样品厚度的增厚,光谱信号得到相应的增强,模型预测的谱图与实测谱图波形与波峰位置较为一致,且与以往一些文献中采用针尖-样品间电场强度表示针尖处散射信号强弱的方法相比,获得的谱图在峰形上更为接近。提出的数值模型可用于Nano-FTIR光谱的预测,此外,模型也具有一定的通用性,可以为其他基于散射型近场光学显微（s-SNOM）技术的太赫兹光谱技术和针尖增强拉曼光谱研究提供一定的借鉴。