无辐射跃迁理论进展

在本文中,我们将介绍运用第一性原理计算包含非谐效应或势能面锥形交叉情况下内转换速率的最新工作。我们同时计算了包含非谐效应的分子吸收和发射光谱,以检验量子化学方法计算得到势能面的准确性。势能面的锥形交叉对内转换过程的影响是学界广泛关注的焦点。本文将介绍如何在内转换速率计算的过程中考虑势能面锥形交叉的影响,并将之运用于吡嗪分子。本文运用绝热近似理论处理了另外一个重要的无辐射过程,分子的振动驰豫过程,并将这个理论应用于水二聚体和苯胺的振动弛豫速率的计算。     

NaF-M(M=Fe,Cu)钠离子电池转换正极材料的研究

以纳米TiN为研磨剂,采用机械球磨技术制备了NaF-M（M = Fe, Cu）纳米复合物,探索了这类复合物作为钠离子电池转换正极材料的可能性. 电化学测试表明,NaF-Fe和NaF-Cu纳米复合物电极在钠离子电解液中能实现与Na⁺的逆向转换反应,其可逆放电容量达150 mAh.g^-1以上,并具有较好的循环寿命. 只要创造了适合相转变反应进行的微区结构,钠离子的转换反应也可以通过可逆的电化学转换反应实现,并从起始的富钠放电态直接充电至贫钠的荷电态. 本工作为开发高容量钠离子电池正极材料提供了新途径.     

真空导入成型阴离子聚合尼龙6聚合体系及性能

通过测量不同聚合体系下的阴离子聚合尼龙6(APA-6)反应过程中转化率随时间的变化, 结合真空导入成型的特点, 研究了适合于真空导入成型的APA-6的聚合体系. 研究发现, 己内酰胺钠盐/双酰化内酰胺-1,6-己二胺(C10/C20)(100℃)和己内酰胺钠盐/甲苯二异氰酸酯(C10/TDI)体系反应初期均存在一个转化率线性缓慢增长期, 随后, 聚合体系开始快速反应, 转化率呈指数增长, 反应很快达到平衡. 初步判定这两种体系是适合真空导入成型APA-6复合材料的聚合体系. 在转化率测试的基础上, 利用DSC热分析从活性中心的形成机理进一步分析了C10/TDI体系更适合于较大、 较厚和结构复杂制品的整体成型的原因. 此外, 与普通PA6相比, 真空导入成型APA-6的结晶度、 模量和T_g显著提高, 并且在2种理想体系下聚合的APA-6的性能也有差别, 从活化剂的封端和解封端机理上进行了初步探讨.     

Effect of radiation-induced mean wavelength shift in optical fibers on the scale factor of interferometric fiber optic gyroscope at a wavelength of 1300 nm

In order to analyze the effect of wavelength-dependent radiation-induced attenuation (RIA) on the mean transmission wavelength in optical fiber and the scale factor of interferometric fiber optic gyroscopes (IFOGs), three types of polarization-maintaining (PM) fibers is tested by using a ⁶⁰Co γ -radiation source. The observed different mean wavelength shift (MWS) behaviors for different fibers are interpreted by color-center theory involving dose rate-dependent absorption bands in ultraviolet and visible range and total dose-dependent near infrared absorption bands. To evaluate the mean wavelength variation in fiber coil and the induced scale factor change for space-borne IFOG under low radiation dose in space environment, the influence of dose rate on the mean wavelength is investigated by testing four germanium (Ge) doped fibers and two germanium-phosphorus (Ge-P) codoped fibers irradiated at different dose rates. Experimental results indicate that the Ge-doped fibers show the least mean wavelength shift during irradiation and their mean wavelength of optical signal transmitting in fibers will shift to shorter wavelength in low-dose-rate radiation environment. Finally, the change in the scale factor of IFOG resulting from the mean wavelength shift is estimated and tested, and it is found that the significant radiation-induced scale factor variation must be considered during the design of space-borne IFOG.     

Czerny-Turner型双光栅单色仪的波长驱动与波长校准研究

单色仪在实际光谱测量前需要进行波长校准。文中分析了波长驱动原理,并推导了Czerny-Turner双光栅单色仪出射波长与步进电机脉冲数的关系式。在此基础上进行了波长校准实验。使用低压汞灯作为校准光源,在紫外波段和可见波段蓝端,扫描多条低压汞灯特征谱线,得到单色仪的指示波长与信号强度的关系数据。计算出单色仪出射这些谱线时使用的波长修正量。最后使用曲线拟合方法得到250 nm～450 nm光谱范围内单色仪出射任意波长时对应修正量的计算式。波长校准保证了单色仪的波长准确性。     

光参量振荡器的模型仿真

在傍轴近似条件下建立了OPO的数学模型,通过引入三波混频中时间与空间关系,采用分步傅里叶算法模拟了纳秒级脉冲和连续光波在谐振腔内的三波混频过程。理论模型中考虑了不同频率光波之间的色散关系,可以在高转换效率情况下分析不同泵浦脉冲功率、脉冲时长、腔镜透反射比以及不同种子光输入等情况下的输出波形、功率以及OPO阈值等特性。实验中采用掺杂MgO的周期性极化铌酸锂晶体（MgO∶PPLN）为非线性介质,在输入1.06 m泵浦激光脉冲能量为0.4 mJ时,产生3.8 m闲频光超过0.07 mJ输出,与数值模拟结果0.08 mJ较为符合。     

Generation of a squeezed state at 1.55 μ with periodically poled LiNbO3

We report on the generation of a squeezing vacuum at 1.55 μm using an optical parametric amplifier based on periodically poled LiNbO₃. Using three specifically designed narrow linewidth mode cleaners as the spatial mode and noise filter of the laser at 1.55 μm and 775 nm, the squeezed vacuum of up to 3.0 dB below the shot noise level at 1.55 μm is experimentally obtained. This system is compatible with standard telecommunication optical fibers, and will be useful for continuous variable long-distance quantum communication and distributed quantum computing.     

二氧化钛分子电致发光激发特性研究

采用密度泛函B3P86方法优化得到了沿分子平面不同外电场作用下TiO₂分子的基态稳定构型, 在优化构型下利用杂化CIS (CI-Singles)-B3P86方法在6-311＋G*基组水平上, 研究了不同外电场下TiO₂分子前六个激发态的激发能和跃迁波长等激发特性. 研究结果表明, TiO₂分子多个激发态满足偶极跃迁定则, 跃迁光谱对应多个峰值, 在分子水平上, 可以增大利用太阳光的比例. 在外电场作用下, 能隙随电场的增大而减小, 电子易从最高占据轨道跃迁到最低空轨道形成空穴, 各个激发态跃迁波长均有随电场增大发生红移的趋势, 最长589 nm, 因而利用外电场可以控制材料的发光光谱范围在可见光区域扩展.     

基于光强与吸收率非线性同步拟合的吸收光谱测量方法

针对高压环境吸收谱线加宽以及波分复用技术合波透射信号分析测试难题,提出利用非线性拟合方法对激光吸收光谱测量中激光强度与吸收光谱进行耦合求解.建立激光强度非线性变化与多谱线吸收拟合函数关系,解决了特殊环境下无法获取光谱基线的难题,实现了波分复用过程合波后光谱信号的分离与诊断.通过仿真验证该方法的可行性,分析计算了激光器特性和特征谱线位置等因素对拟合结果的影响.搭建实验台实现了1—10 atm变压力环境下6330—6337 cm~(-1)波段CO_2吸收光谱叠加信号的诊断分析,对气液两相脉冲爆轰过程中7185.6 cm~(-1)与7444.35 cm~(-1)波段波分复用光谱信号进行测试与拟合,无需分光设备实现了耦合光路分离和温度计算,研究结果对激光吸收光谱技术在高压环境以及燃烧环境下波分复用技术的发展具有重要意义.