“三位一体”下大学物理实践类课程探索——以“现代物理学在创新创业中的应用”课程为例

本文阐述了苏州大学物理科学与技术学院新生实践衔接类课程——“现代物理学在创新创业中的应用”的建设历程。为了帮助学生从脑到心完成大中学习的转型，课程充分发挥信息技术和朋辈学习的优势，结成教学共同体，立足“学生中心”。课程经历6轮教学周期，形成了以立德树人为根本，以课程实验项目化、阶梯化和成果化为建设思路的三位一体教学模式。课程实施过程中，我们以教学产出为导向，持续改进课程，积累了一些在创新人才培养奠基方面的有益尝试，为新时代物理实践类课程的建设提供思考。     

测量三阶非线性折射率的4f相位相干成像技术中正负相位物体的优化

4f相位相干成像技术是测量三阶光学非线性的一种新方法.在4f相位相干成像系统中的相位光阑一直都足用具有一致相位延迟的相位物体,这种相位光阑只能产生单一的相衬信号.应用正负相位物体可以提高4f相位相干成像系统测量灵敏度.为了使含正负相位物体的4f相位相干成像系统的灵敏度进一步得到提高,理论分析了正负相位物体的半径和相移的大小对4f相位相干成像系统灵敏度的影响.结果表明系统的灵敏度随着相位物体半径与小孔半径的比值的减小而增大.当相位物体的大小一定时,在相移为0.43π的地方系统的灵敏度达到最大值.     

利用简化的能级模型分析泵浦探测技术

采用简化的能级模型来模拟和分析在泵浦探测实验中非线性光学材料的动态特性.这种简化模型可以使运算效率大幅提升且能清楚地表明能级模型中关键参数的影响.同时模拟和分析了激发态吸收和双光子吸收在不同参数条件下对泵浦探测实验的影响,指出了激发态吸收和双光子吸收的区别.     

C70在皮秒时域的三阶光学非线性研究

应用Z扫描技术,在波长532 nm,脉宽为21 ps条件下研究C70甲苯溶液的非线性光学特性.实验结果表明,C70甲苯溶液具有非线性吸收和自聚焦特性.当去除溶剂的影响后,发现C70本身具有自散焦特性.     

苝类化合物自组装超薄膜的三阶非线性光学性质

在波长532 nm,脉宽30 ps激光脉冲条件下,利用Z-扫描技术对20-双层的类化合物自组装薄膜的三阶非线性光学性质进行了研究,此薄膜表现出很强的饱和吸收和自聚焦效应.采用一个改进的理论模型对带有双面结构的自组装多层膜的Z-扫描实验数据进行了理论拟合,得到此薄膜的非线性折射系数和非线性吸收系数,分别为γ=1.2×10-13 m2/W,β=-2.2×10-6 m/W.     

圆柱型层析计算全息技术研究

研究了三维物体圆柱型层析计算全息技术:分别将不同深度三维物体的圆柱截面与对应的点扩展函数进行卷积后叠加获得位于全息面的物光场分布,并与参考光干涉获得计算全息图,再现该全息图可对原物体实现360°观测。首先建立三维物体圆柱型层析计算全息模型,推导系统点扩展函数与不同方向采样间隔所需满足的条件;然后通过理论与实验分析了物体不同圆柱截面半径、波长对空间频率和系统传递函数的影响,采用峰值信噪比和均方误差来评价再现图质量;最后对三维地球模型采用圆柱型层析计算全息编码,再现了不同观察角度与深度的信息。仿真结果表明,该方法对于一般三维物体360°全视场显示具有较高的应用价值。     

二元混合物在液体层上发生马兰戈尼爆裂的研究

由于马兰戈尼效应,液滴在液体层表面自发铺展成薄膜的物理过程,在成膜技术、涂层工艺、以及纳米器件的制作等领域具有广泛的应用,但是铺展后液膜自发碎裂成小液滴的现象也被广泛观察到,这种现象限制了马兰戈尼效应应用的发展.本文基于以往的实验观察对液膜的碎裂机制进行完备的解释,并通过实验进行验证,指出了液滴薄膜中心与边缘蒸发速率的差异引起的马兰戈尼流动对液膜边界产生的微扰,使得液滴铺展到最大时边缘生长出指状液柱.此外,根据微扰模型推导出边界失稳的临界波长和最大波长的表达式,基于Plateau-Rayleigh不稳定性解释了指状液柱碎裂的原因.建立同心圆柱壳液柱模型简化计算,预测了不同黏度比的液滴在液体层上铺展为薄膜的浓度范围和发生马兰戈尼爆裂的位置区间,并通过实验验证了不同醇溶液发生马兰戈尼爆裂的浓度范围和位置区间.该理论解释将在成膜技术、涂层工艺等领域提供更加精细的理论指导;特别地,本文提出的同心圆柱壳简化模型为化工领域微量反应和纳米颗粒制备等研究领域中的一些技术难题提供新的解决思路.     

非线性成像系统中样品损伤引起的伪非线性现象

4f相位相干成像系统是最近发展起来的一种利用单脉冲测量材料三阶非线性的技术.当使用这种技术对薄膜材料进行测量时,部分材料经过高光强照射以后会产生伪非线性图像.这里所说的伪非线性图像是指无论在强的或弱的激光光强照射下,被测量样品的实验结果中总是显示出与非线性材料在高光强下显现出的非线性图像相类似的实验图像.基于多种不同材料的薄膜样品的实验结果,对伪非线性图像的形成原因进行了研究.大量实验表明:伪非线性图像是由样品的两种损伤造成的:一种是样品被碳化或破坏(形成一个黑斑),另一种是样品被剥离或漂白(形成一个白斑).从实验和数值仿真两方面对观点进行了验证.     

金属卟啉化合物激发态折射与激发态吸收增强瞬态热折射竞争研究

应用激发态吸收增强瞬态热折射理论结合激发态折射理论研究了新型锌卟啉化合物Zn-porphyrin 中激发态吸收增强瞬态热折射与激发态折射间的相互竞争. 样品在不同脉宽激光激发下呈现自聚焦-自散焦间的转化. 当入射激光脉宽为4 ns时,激发态折射占主要地位,样品呈现自聚焦性质;当入射激光脉宽为8ns时,激发态吸收增强瞬态热折射占主要地位,激发态折射占次要地位,样品呈现自散焦性质. 关键词： 金属卟啉化合物 激发态折射 瞬态热折射     

相位物体$lt;i$gt;Z$lt;/i$gt;-扫描研究金属簇合物［$lt;i$gt;Tp$lt;/i$gt;*W($lt;i$gt;μ$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;-S)$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;Cu$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;$lt;i$gt;Py$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;μ$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;-Br)］($lt;i$gt;PF$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;6$lt;/sub$gt;)/DMF溶液的瞬态热致非线性折射

在纳秒时域,采用相位物体（PO）Z-扫描技术研究了一种新型金属簇合物溶液的瞬态热致非线性效应.该方法的最大优点是很容易区分瞬态热致非线性折射和三阶非线性折射.本文利用PO Z-扫描和传统Z-扫描研究了在8 ns脉宽、不同能量激光脉冲作用下［Tp*W（μ₃-S）₃Cu₃Py₃（μ₃-Br）］（PF₆）/DMF溶液的光学非线性.从声波方程和热传导方程出发,对实验结果进行了理论分析和数值模拟,理论值和实验结果很好的吻合.研究结果表明,样品溶液的非线性折射主要来源于瞬态热致非线性效应. 关键词： Z-扫描')" href="#">相位物体 Z-扫描 瞬态热致非线性折射 光克尔效应 DMF