激光照明水下目标距离选通成像系统的研制

基于水下目标探测的应用需求,研制开发了一套激光水下距离选通成像系统。系统采用波长532 nm、最大单脉冲能量400 mJ的Nd:YAG脉冲激光器作为照明光源,采用最小选通门宽3 ns、像元10241024的ICCD相机作为门选通器件和图像记录器件,利用DG535型数字脉冲发生器作为精确延时和同步控制器件实现激光脉冲和ICCD相机选通门的同步以实现距离选通功能。利用该系统在某水库进行了水下目标探测实验,实验结果表明,该系统可在6.5倍的衰减长度上识别目标,在8倍衰减长度上发现目标。     

5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇的结构和振动光谱的密度泛函理论研究

本文选用混杂的B3LYP密度泛函理论方法,在Lanl2dz水平上,对5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇[Por(Fc)2]Y(Pc)的结构进行了优化,结果表明,5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇呈现出三明治型构型,卟啉环与酞菁环呈穹型围绕在金属钇原子周围。对分子内主要的键长与键角进行了理论计算,通过频率计算,得到了5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇[Por(Fc)2]Y(Pc)的红外光谱图,与实验所得的红外光谱图进行比对,将理论计算和实验所得的光谱主要振动峰进行了线性回归拟合,相关系数为0.992,标准偏差为16.96。理论计算与实验所获得的红外光谱图基本一致,说明本文所选用的DFT理论计算方法是可行的。通过GaussView软件对5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇的红外谱带简正振动模式进行了指认。此外,分析讨论了5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇[Por(Fc)2]Y(Pc)的分子静电势,确定了极大值与极小值的位置。对于研究5,15-二（二茂铁基）-卟啉酞菁钇分子的性质,提供了相应的理论基础。     

Transfer of quantum entangled states between superconducting qubits and microwave field qubits

Transferring entangled states between matter qubits and microwave-field (or optical-field) qubits is of fundamental interest in quantum mechanics and necessary in hybrid quantum information processing and quantum communication. We here propose a way for transferring entangled states between superconducting qubits (matter qubits) and microwave-field qubits. This proposal is realized by a system consisting of multiple superconducting qutrits and microwave cavities. Here, „qutrit” refers to a three-level quantum system with the two lowest levels encoding a qubit while the third level acting as an auxiliary state. In contrast, the microwave-field qubits are encoded with coherent states of microwave cavities. Because the third energy level of each qutrit is not populated during the operation, decoherence from the higher energy levels is greatly suppressed. The entangled states can be deterministically transferred because measurement on the states is not needed. The operation time is independent of the number of superconducting qubits or microwave-field qubits. In addition, the architecture of the circuit system is quite simple because only a coupler qutrit and an auxiliary cavity are required. As an example, our numerical simulations show that high-fidelity transfer of entangled states from two superconducting qubits to two microwave-field qubits is feasible with present circuit QED technology. This proposal is quite general and can be extended to transfer entangled states between other matter qubits (e.g., atoms, quantum dots, and NV centers) and microwave- or optical-field qubits encoded with coherent states.     

S空位调节扶手型二硫化钼纳米带的电子性质

二硫化钼纳米带按边界结构特征可分为锯齿型和扶手型,在制备过程中,不可避免地会存在一定的缺陷,其中硫空位(VS)最为常见,它将改变纳米结构,进而影响其电子性质。本文采用密度泛函理论来研究S空位对扶手型二硫化钼纳米带性质的影响。计算结果表明：纯扶手型二硫化钼纳米带（AMoS2NRs）为非磁性半导体,但其物性受S空位的位置及浓度所调制。当S空位出现在纳米带内部时,其性质不变。但当S空位在纳米带边缘时,AMoS2NRs被调节成半金属;并随着S空位的浓度的增加,其物性从半金属转变为稀磁半导体。这一有趣的发现将使得低维MoS2纳米材料在自旋电子学上有更宽广的应用。     

原子系统中偶极-偶极相互作用对量子存储支撑熵不确定度的调控研究

本文研究了Markovian过程和non-Markovian过程两种情况下,原子系统中偶极-偶极(D-D)相互作用和失谐量对两原子系统量子存储支撑(QMA)熵不确定度的调控作用.与Markovian过程相比,在non-Markovian过程中,由于库环境的记忆效应使得具有D-D相互作用的两原子系统QMA熵不确定度的演化行为呈现出振荡上升现象,且熵不确定度的上升趋势得到减缓,从而抑制了由系统量子噪声引起的退相干效应.此外,D-D相互作用对两原子系统QMA熵不确定度具有显著的调控能力,且D-D相互作用比失谐量的调控能力更强.     

50~250 keV质子入射SiC和Si靶时的电子发射特性研究

在中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速器国家实验室测量了能量范围为50~250 keV 的质子入射碳化硅靶和硅靶表面的电子发射产额。实验结果发现,两种半导体靶材的电子发射产额随质子入射能量变化趋势均与作用过程中电子能损随质子入射能量的变化趋势相似。通过分析电子发射的能量来源,发现实验中电子发射产额主要由动能电子发射产额贡献,势能电子发射产额可以忽略不计。两种靶材的电子发射产额均近似地正比于质子入射靶材过程中的电子能损,比例系数B随入射能量略有变化。     

亲水性两性离子聚合物刷的构象与结构

本文应用分子场理论,研究暴露于水蒸气中的亲水性两性离子聚合物(HP)刷的构象与结构.理论模型考虑HP-水(P-W)氢键和水-水(W-W)氢键效应,以及HP单体之间的偶极-偶极相互作用.研究发现,P-W与W-W氢键决定着HP的水合性,P-W氢键形成,会诱导HP刷溶胀.我们通过考察HP单体间的偶极-偶极相互作用发现,随着偶极-偶极相互作用增强,HP链在垂直培基表面沿着链方向,形成了结节状结构.这是由于HP单体之间的偶极-偶极静电吸引作用导致单体间汇聚结节,这种结节在刷内产生了较强的排斥体积作用,因此,这种HP刷具有抗污性能.在较高的接枝密度环境下,由于HP链间单体之间的偶极-偶极静电吸引作用,会形成链间单体-单体的结节,在刷内形成结节网络状凝胶结构,这种结构的出现,会使得HP刷呈现极强的抗污性.另外,当体系中水蒸气浓度增加、水合相互作用增强时,增加的P-W氢键将平衡HP单体之间的偶极-偶极相互作用,使得结节解开,聚合物链伸展.我们的理论结果符合实验观测,由此表明,P-W氢键效应,以及HP单体之间的偶极-偶极相互作用决定着HP刷的构象转变和结构特性,刷内出现的两性离子聚合物链内单体间的结节和链间单体结节状凝胶结构,是两性离子聚合物刷呈现较强抗污性的本质特性.     

Coherent beam combination of adaptive fiber laser array with tilt-tip and phase-locking control

We present an experimental study on tilt-tip(TT) and phase-locking(PL) control in a coherent beam combination(CBC) system of adaptive fiber laser array.The TT control is performed using the adaptive fiber-optics collimator(AFOC),and the PL control is realized by the phase modulator(PM).Cascaded and simultaneous controls of TT and PL using stochastic parallel gradient descent(SPGD) algorithm are investigated in this paper.Two-fiber-laser-,four-fiber-laser-,and six-fiber-laser-arrays are employed to study the TT and PL control.In the cascaded control system,only one high-speed CMOS camera is used to collect beam data and a computer is used as the controller.In a simultaneous control system one high-speed CMOS camera and one photonic detector(PD) are employed,and a computer and a control circuit based on field programmable gate array(FPGA) are used as the controllers.Experimental results reveal that both cascaded and simultaneous controls of TT using AFOC and PL using PM in fiber laser array are feasible and effective.Cascaded control is more effective in static control situation and simultaneous control can be applied to the dynamic control system directly.The control signals of simultaneous PL and TT disturb each other obviously and TT and PL control may compete with each other,so the control effect is limited.     

计算平均力势的理论方法

提出了一个用于计算平均力势的普适性的理论框架,方法克服了以前的方法的缺陷,仅仅需要溶剂粒子在单个溶质粒子附近的密度分布作为输入.计算了两个大尺寸溶质粒子浸在小尺寸硬球溶剂浴中的平均力势,理论预言与可能的模拟数据符合.调查了溶剂-溶质相互作用势、溶剂密度、溶质粒子尺寸对过量平均力势的影响.结论是:溶剂粒子在单个溶质粒子附近的减少导致吸引的过量平均力势,而溶剂粒子在单个溶质粒子附近的聚集导致排斥的过量平均力势,高溶剂密度与大溶质粒子尺寸能强化这种趋势.讨论了这种空耗吸引-聚集排斥与生物学中的疏水吸引-水化排斥的联系.     

光子晶体反常色散超窄带滤波理论

讨论了利用由反常色散材料构成的二维（2D）光子晶体(PCs)实现超窄带滤波（PCADOF）的原理，并对铯原子蒸气6P3/2←6S1/2谱线的反常色散曲线进行了研究，讨论利用此反常色散曲线通过2D PCs实现超窄带滤波的方法和特点，研究发现这种滤光器的带宽可达到0.002nm，这将为设计一种全新的滤波器提供指导. 关键词： 反常色散 光子晶体 超窄带滤波