立方相Ag_3PO_4(111)面原子几何及弛豫结构的第一性原理计算

采用平面波超软赝势方法研究了立方相Ag_3PO_4(111)面的表面能和表面原子弛豫结构.首先对Ag_3PO_4(111)面的八种不同原子终止结构的体系总能量进行计算,结果表明B种表面模型被证实为最稳定的(111)面原子几何结构.针对该表面结构,探讨了表面能和原子弛豫与模型中原子层数和真空厚度的关系,当原子层数为24层,真空厚度为0.6 nm时,表面能收敛于1.41 J/m2(LDA-CAPZ)和1.39 J/m2(GGA-PBE).表面原子弛豫后,表面两个三配位的Ag原子均向里移动,超过0.06 nm,而表面次层的O原子则均向外移动约0.0042 nm,导致弛豫后暴露在最表面的是O原子,同时表面原子的核外电子向表面内部发生转移,结构趋于稳定.这些结果为进一步深入研究Ag_3PO_4表面的光催化活性起源提供理论支持.     

轨道缺陷图像检测算法的优化

根据轨道健康状况无损检测的需求,基于OpenCV软件对轨道缺陷图像检测BM3D算法进行了优化.利用小波变换优化BM3D算法,提出BM2D+1D的算法模式,改进后算法的运算效率提高了 39.6％,图像峰值信噪比提高了0.388 dB.利用图像增强LOG算子和Gamma算子对Canny算法进行改进,不仅优化了算法运算复杂度...     

Raman激光雷达探测气溶胶光学特性

介绍了武汉大学自行研制的Raman多通道激光雷达系统,给出了整个系统的设计原理及主要技术参量.详细描述了利用Raman激光雷达原理反演大气气溶胶消光系数、后向散射系数和激光雷达比等光学特性的方法,并对求解消光系数过程中的关键部分做了讨论分析.同时对武汉上空对流层低空大气气溶胶、云以及边界层等光学特性进行了实时探测反演.实验结果表明:该Raman多通道激光雷达系统在夜晚对低空气溶胶的垂直分布特性具有较好的探测能力,工作性能可靠.     

腔内I类非临界相位匹配倍频LBO温度分布对转化效率的影响

在腔内倍频激光器中,非线性晶体的温度梯度造成的相位失配是影响谐波转化效率的关键.用半解析热分析方法得出了非线性晶体LBO在不同基频光参量条件下的温度分布,分析了不同参量对晶体温度分布的影响.分析了温度梯度引起的相位失配对谐波转化总效率的影响,并在不同参量情况下对谐波相对转化效率进行了计算.对腔内倍频激光系统的设计有指导...     

碱金属修饰g-C3N4的能带结构调控与载流子迁移过程

采用平面波超软赝势方法研究了Li、Na、K三种碱金属离子修饰对g-C₃N₄能带结构和载流子迁移过程的影响。对建立的六种吸附构型分别采用广义梯度近似和局域密度近似进行计算,发现三种碱金属离子均更趋向于吸附在g-C₃N₄片层内的大空洞中央位置（F位置）。对于碱金属与g-C₃N₄形成的n型Schottky结,通过能带结构和功函数的计算,发现界面电荷的平衡使g-C₃N₄的能带电位分别整体下移1.52 V（Li）、1.07 V（Na）、0.86 V（K）。其中K离子的引入一方面将g-C₃N₄的价带和导带调整到更合适的氧化还原电位,另一方面增大了g-C₃N₄的最高占据轨道（HOMO）和最低未占据轨道（LOMO）的分布,有利于提高载流子的迁移率,同时出现的HOMO和LOMO轨道非共面特性有利于电子和空穴的分离。     

纤铁矿型TiO_2纳米片层结构的稳定性与电子结构研究

采用平面波超软赝势方法研究了纤铁矿型TiO_2纳米片层结构的稳定性和电子结构.结果显示该结构具有较高的稳定性,其带隙比锐钛矿型TiO_2要大0.59 e V,带隙内没有出现表面态.通过对空位缺陷形成能的比较,结果显示这在还原性气氛下纤铁矿型TiO_2纳米片层表面Ti空位的形成能明显低于O空位的形成能,确定出最容易出现的缺陷是-4价的Ti空位,该空位缺陷的出现会使带隙中产生表面缺陷态.与体相内缺陷不同,表面缺陷态可以促进电子和空穴的分离,这些发现可以合理的解释最近的实验结果 .     

二硫化钼/石墨烯异质结的界面结合作用及其对带边电位影响的理论研究

采用基于色散修正的平面波超软赝势方法研究了二硫化钼/石墨烯异质结的界面结合作用及其对电荷分布和带边电位的影响.研究表明二硫化钼与石墨烯之间可以形成范德瓦耳斯力结合的稳定堆叠结构.通过能带结构计算,发现二硫化钼与石墨烯的耦合导致二硫化钼成为n型半导体,石墨烯转变成小带隙的p型体系.并通过电子密度差分图证实了界面内二硫化钼附近聚集负电荷,石墨烯附近聚集正电荷,界面内形成的内建电场可以抑制光生电子-空穴对的复合.石墨烯的引入可以调制二硫化钼的能带,使其导带底上移至-0.31 eV,提高了光生电子还原能力,有利于光催化还原反应.     

Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的理论模拟

为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化，从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析；依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好的吻合，验证了此理论模型描述CTH∶YAG激光器运转规律的合理性.模拟结果表明：CTH∶YAG激光器的激光脉冲输出与泵浦有较长的时间延迟且伴随较强的驰豫振荡，冷却温度对激光输出产生较大的影响.     

21世纪的激光·光学技术

德国在工业应用领域的激光技术十分先进,这受益于德国政府的长期大力支持。在 21 世纪的今天,德国政府更是制订若干投资计划,加大激光·光学技术的投资力度,促进企业界和科学界的合作,以保持和提高德国工业在世界上的竞争力。     

Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的理论模拟

为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化,从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析;依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好的吻合,验证了此理论模型描述CTH∶YAG激光器运转规律的合理性.模拟结果表明:CTH∶YAG激光器的激光脉冲输出与泵浦有较长的时间延迟且伴随较强的驰豫振荡,冷却温度对激光输出产生较大的影响.