用一维光子带隙结构增强硫化镉双光子吸收研究

用真空镀膜方法制备了含有单个CdS缺陷层的具有不同周期和结构参量的TiO2／SiO2一维光子晶体。用抽运一探测技术研究了CdS缺陷层的双光子吸收（TPA）现象。实验结果表明：一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收显著增强。不同周期和结构参量的一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收系数不同。双光子吸收的增强来源于由光局域化导致的缺陷层的电场强度的增加。缺陷层电场强度与一维光子晶体的结构有关,如周期,光子带隙的位置与宽度及缺陷模式等因素都会影响缺陷层电场强度。采用四分之一波长的高低折射率介质层和与入射波长匹配的缺陷模可以得到最大的缺陷层电场强度。     

Preliminary results for the design,fabrication,and performance of a backside-illuminated avalanche drift detector

The detection of low-level light is a key technology in various experimental scientific studies. As a photon detector, the silicon photomultiplier （SiPM） has gradually become an alternative to the photomultiplier tube （PMT） in many applications in high-energy physics, astroparticle physics, and medical imaging because of its high photon detection efficiency （PDE）, good resolution for single-photon detection, insensitivity to magnetic field, low operating voltage, compactness, and low cost. However, primarily because of the geometric fill factor, the PDE of most SiPMs is not very high; in particular, for those SiPMs with a high density of micro cells, the effective area is small, and the bandwidth of the light response is narrow. As a building block of the SiPM, the concept of the backside-illuminated avalanche drift detector （ADD） was first proposed by the Max Planck Institute of Germany eight years ago; the ADD is promising to have high PDE over the full energy range of optical photons, even ultraviolet light and X-ray light, and because the avalanche multiplication region is very small, the ADD is beneficial for the fabrication of large-area SiPMs. However, because of difficulties in design and fabrication, no significant progress had been made, and the concept had not yet been verified. In this paper, preliminary results in the design, fabrication, and performance of a backside-illuminated ADD are reported; the difficulties in and limitations to the backside-illuminated ADD are analyzed.     

Numerical analysis of the resonance mechanism of the lumped parameter system model for acoustic mine detection

The method of numerical analysis is employed to study the resonance mechanism of the lumped parameter system model for acoustic mine detection. Based on the basic principle of the acoustic resonance technique for mine detection and the characteristics of low-frequency acoustics, the “soil-mine” system could be equivalent to a damping “mass-spring” resonance model with a lumped parameter analysis method. The dynamic simulation software, Adams, is adopted to analyze the lumped parameter system model numerically. The simulated resonance frequency and anti-resonance frequency are 151 Hz and 512 Hz respectively, basically in agreement with the published resonance frequency of 155 Hz and anti-resonance frequency of 513 Hz, which were measured in the experiment. Therefore, the technique of numerical simulation is validated to have the potential for analyzing the acoustic mine detection model quantitatively. The influences of the soil and mine parameters on the resonance characteristics of the soil–mine system could be investigated by changing the parameter setup in a flexible manner.     

偏振成像探测技术发展现状及关键技术

考虑偏振成像探测技术在目标探测中具有独特优势,本文介绍了偏振成像探测技术的概念,概括了国外偏振成像探测技术的研究历程和发展现状。基于上述描述,针对偏振成像探测的关键技术进行了深入的讨论,包括目标偏振特性、信道环境下的偏振传输特性和偏振成像目标全偏振图像的获取等。最后总结了该研究领域存在的主要问题,归纳了偏振成像探测技术的发展趋势。     

超新星中微子探测

1987 年2 月23 日,天体物理学家目睹了400 年来最亮的一次超新星爆发。该超新星位于大麦哲伦云内,是自1604 年探测到开普勒超新星以来观测到的最明亮的超新星爆发,肉眼可见,由于这是1987 年发现的第一颗超新星,因而被命名为“SN1987A”。     

大气湍流三维波前探测模式层析算法分析

大气湍流三维波前探测是实现多层共轭自适应光学技术的关键和前提. 对湍流三维波前探测中最常用的模式法层析技术进行理论研究与分析, 提出该算法存在原理性限制, 并基于此对模式法层析技术产生误差的原因展开分析, 最后针对不同类型的模式层析重构误差给出数值仿真实验结果.分析表明, 模式层析重构中使用了Zernike分解基的一部分作为新的分解基进行波面拟合, 从而引入模式混淆和模式耦合两个方面的误差; 部分Zernike分解基不相关是避免模式混淆误差的必要条件, 模式耦合误差则无法避免. 最后结合仿真结果提出大视场探测、小区域重构的方法, 很好地抑制了模式耦合误差. 关键词： 三维波前探测 大气层析 模式法 误差分析     

基于共振型高灵敏度光声光谱技术探测痕量乙炔气体浓度

乙炔气体作为判断变压器运行状态的一种故障气体,其浓度的高低反映了变压器的运行状况,因此对其浓度的探测在变压器的维护中具有重要意义。为了准确探测变压器运行过程中产生的乙炔气体浓度,为变压器的维护提供技术参数,针对基于DFB激光器的共振型光声光谱技术痕量乙炔气体检测技术开展研究,对传统的光声光谱探测系统进行改进。根据光声光谱技术的理论可知,光声信号的强度与入射激光的功率成正比,所以在光声池的出射窗口采用一个平面反射镜将红外光再次反射到光声池中以增加入射光功率,增强光声信号强度,进一步提高了光声系统的探测灵敏度。通过一定浓度的乙炔气体在不同调制频率和不同调制深度下光声信号强度的变化,确定光声探测系统的最佳调制频率和最佳调制深度为767 Hz和0.3 mV。利用不同浓度乙炔气体对系统进行标定,然后采用最小二乘法对光声信号与气体浓度进行拟合,二者具有很好的线性度。通过Allan方差计算可知,系统在平均时间达到200 s时,能够达到最低探测极限浓度。实验表明,在一个大气压下,积分时间为10 ms时,改进后的共振型光声光谱探测系统对乙炔气体的最低探测极限浓度达到了0.3 μL·L-1。还将小波去噪技术引入到低浓度下乙炔气体的光声信号处理中,有效消除了低浓度气体光声信号中的噪声,提高了信噪比。设计的共振型光声光谱探测系统操作简单,最低探测浓度符合国标中对变压器维护过程中对乙炔气体的探测需求,在变压器维护领域具有广阔的应用前景。     

稳健估计下的声源定位最小二乘算法

采用声波技术测量落点坐标时,由于多种原因不可避免会产生粗差,严重影响定位结果。针对上述问题,提出了一种粗差探测方法和稳健估计下的声源定位最小二乘算法。该算法按照逐次迭代平差的方法,不断地改变观测值的权,使粗差观测值的权趋于零,从而降低粗差的影响。通过算例对文章算法进行了验证,结果表明:新算法的解算精度明显优于传统最小二乘算法。     

纵波速度径向层析成像分析

钻井会造成近井壁附近岩石的声学性质改变,为研究纵波径向探测特性,本文使用径向柱状分层模型,应用二维轴对称有限差分法详细考察了过渡带厚度、声源频率以及接收器源距变化下,单极子测井响应的变化特征,并采用慢度-时间相关法研究了不同条件下所测量到的声速变化。最后基于射线理论,分析了不同条件下的首波到时变化特征。基于地层速度逐渐增加的模型表明,纵波的径向探测特性受源距影响较大,通过不同源距信号的组合,可以实现对近井壁纵波速度进行层析成像。     

利用V型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送未知原子态

描述了简并V型三能级原子与单模相干态光场的Raman相互作用,获得了处于激发态单态的原子与相干态光场相互作用的结果.利用探测原子与光场的相互作用将原子和光场制备成最大缠结态,并注入待测原子,通过原子与腔模构成的Bell基矢演化,对腔场进行选择性探测,获得探测原子相互作用后可能的量子状态,然后对待测原子与腔场进行联合探测,接着对探测原子的量子状态实施幺正变换,就将探测原子制备到待测原子的初始量子态上,从而实现未知原子态的隐形传送.