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三色激光在充气波导管内产生孤立阿秒脉冲相位匹配条件的分析(特邀)

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光子学报 2024年第6期53卷 70-82页

作者：陈振煌李保昌张弛游家豪金成南京理工大学物理学院南京210094

对比优化与未优化的三色光组合发现,当高次谐波场在波导管内传播时,仅当单原子响应中始终保持单个发射峰,或者在合适相位匹配条件下单原子响应中的多余发射峰被抑制时,才能有效地产生孤立阿秒脉冲。比较不同三色光组合下产生的孤立阿秒... 详细信息

对比优化与未优化的三色光组合发现,当高次谐波场在波导管内传播时,仅当单原子响应中始终保持单个发射峰,或者在合适相位匹配条件下单原子响应中的多余发射峰被抑制时,才能有效地产生孤立阿秒脉冲。比较不同三色光组合下产生的孤立阿秒脉冲的性能,确定基频激光(1600 nm)与其二倍频场(800 nm)、四倍频场(400 nm)的优化组合是在波导管内产生孤立阿秒脉冲的最佳组合。

关键词：高次谐波孤立阿秒脉冲三色激光波形充气波导管相位匹配机制

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黏弹性液滴撞击超疏水表面的反弹行为研究

力学学报 2024年第6期56卷 1552-1562页

作者：刘永洪王意乐代明璐丁怡靳亚康陈龙泉电子科技大学物理学院成都611731

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展... 详细信息

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展了聚氧化乙烯(PEO)水溶液液滴撞击不同微纳复合结构超疏水表面的实验研究.研究结果表明:添加高分子可增强流体的黏弹性及其与表面的黏附作用,因而完全反弹行为仅发生在低PEO浓度液滴的撞击实验中,且随着超疏水表面微结构间距的增大,发生完全反弹的上限和下限韦伯数阈值均减小.在低韦伯数反弹区域,撞击液滴始终处在微结构顶部,因而接触时间随韦伯数的增加而减小,这与平整超疏水表面上的现象相似;在高韦伯数反弹区域,液体会部分浸润微结构表面,因而接触时间将随韦伯数的增加而增加.此外,所有反弹液滴的恢复系数随韦伯数的增加呈线性下降趋势,且下降速率随微结构间距的增大而减缓.基于界面力学和能量转换分析,对实验中观测到的黏弹性液滴撞击反弹动力学行为给予了定性解释.

关键词：超疏水表面黏弹性液滴撞击反弹表面润湿性非牛顿流体

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基于相干合成涡旋光束的离轴入射转速测量

物理学报 2024年第16期73卷 199-208页

作者：海迪且木⋅阿布都吾甫尔谭乐韬于涛谢文科刘静邵铮铮新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 中南大学物理学院长沙410083

基于涡旋光束旋转多普勒效应的转速测量技术,在实际应用中面临探测涡旋光功率低、难以严格沿转轴入射、轨道角动量谱扩散严重等问题,直接影响转速测量的距离和精度.阵列光束相干合成高质量、高功率的涡旋光束,是提高回波信号强度最直接... 详细信息

基于涡旋光束旋转多普勒效应的转速测量技术,在实际应用中面临探测涡旋光功率低、难以严格沿转轴入射、轨道角动量谱扩散严重等问题,直接影响转速测量的距离和精度.阵列光束相干合成高质量、高功率的涡旋光束,是提高回波信号强度最直接的技术方法.本文在光纤激光阵列相干合成涡旋光束转速测量实验装置的基础上,开展了离轴入射条件下的相干合成涡旋光束目标转速测量的理论建模和实验验证研究.首先,对离轴入射相干合成涡旋光的轨道角动量谱进行了理论研究,建立了基于旋转多普勒效应的相干合成涡旋光束目标转速解调的一般模型.其次,进行了离轴入射情况下的目标转速测量实验,实验结果验证了该转速解调普适模型的有效性.该研究可为基于涡旋光束旋转多普勒效应的远程探测应用提供技术参考.

关键词：旋转多普勒效应涡旋光束离轴入射转速测量

部分相干圆刃型位错光束在生物组织中的偏振特性

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光学学报 2024年第2期44卷 254-263页

作者：贺改梅段美玲殷子昂单晶冯姣姣中北大学半导体与物理学院山西太原030051

以推导的在生物组织中部分相干圆刃型位错光束传输时的交叉谱密度矩阵元,研究了传输中不同光束参数(光束波长λ、位错数目n_(dis)、空间自相关长度σ_(yy))对不同场点之间偏振特性的影响。部分相干圆刃型位错光束波长和位错数目不影响... 详细信息

以推导的在生物组织中部分相干圆刃型位错光束传输时的交叉谱密度矩阵元,研究了传输中不同光束参数(光束波长λ、位错数目n_(dis)、空间自相关长度σ_(yy))对不同场点之间偏振特性的影响。部分相干圆刃型位错光束波长和位错数目不影响偏振态的初始值,而不同空间自相关长度的光束初始偏振态不同。随着传输距离增加,空间同一点的偏振态经历明显的起伏变化后最终趋于与源处一致,空间不同两点间的偏振态最终趋于一不同于初始值的定值。与远红外光和紫外光相比,可见光和近红外光更适合作为生物医学疾病诊疗的目标光束。位错数目越大,各偏振特征参量极值间距越大。空间自相关长度σ_(yy)与σ_(xx)的相对大小会影响偏振度的大小及变化趋势。

关键词：生物光学圆刃型位错光束偏振度方位角椭圆率生物组织

部分相干混合位错光束在生物组织传输中的偏振特性

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物理学报 2024年第18期73卷 131-144页

作者：冯姣姣段美玲单晶王灵辉薛婷中北大学半导体与物理学院太原030051

采用推导的部分相干线刃型-螺旋型混合位错光束在生物组织传输中的交叉谱密度函数与矩阵,数值模拟了人体真皮组织传输中,无量纲参数a和线刃型位错离轴距离b对源平面光束归一化光强和相位分布的影响;相同两点间、不同两点间光束偏振态的... 详细信息

采用推导的部分相干线刃型-螺旋型混合位错光束在生物组织传输中的交叉谱密度函数与矩阵,数值模拟了人体真皮组织传输中,无量纲参数a和线刃型位错离轴距离b对源平面光束归一化光强和相位分布的影响;相同两点间、不同两点间光束偏振态的变化,及其与4个光束参数(a、b、空间相关长度σ_(xy),σ_(yy))以及传输距离z的关系.结果表明:归一化光强为非轴对称分布.a绝对值越大,主峰越圆润;b值越大,次峰越低.在源平面存在一个相干涡旋和一个线刃型位错;a的符号和大小会影响相位分布;b值越大,线刃型位错离原点越远.在源平面处,空间相同两点的偏振度和椭圆率与光束参数选取无关,方位角仅与b和σ_(yy)有关;空间不同两点的偏振态参量都只与σ_(xy)和σ_(yy)有关.在足够远处,偏振态各自趋于一定值.传输中,a的绝对值一定正负不影响偏振态的大小;随着b增大,偏振态曲线极值次数减小,突变的次数增加;σ_(xy)取值不同时,相同两点偏振态变化的差异主要集中在极值附近,不同两点偏振态变化的差异主要集中在初值和极值附近;|σxx-σ_(yy)|大小引起了偏振态变化规律的多样性.

关键词：线刃型-螺旋型混合位错光束生物组织交叉谱密度偏振态

2019年2月北京地区3次回流降雪过程的水汽输送特征分析

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第5期60卷 807-814页

作者：李双旭任阳泽章露露薛惠文北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871

为提高北京地区回流降雪预报的准确率,利用ERA5/GDAS全球格点再分析资料和HYSPLIT轨迹追踪模式,对2019年2月发生在北京地区的3次回流降雪过程进行天气学分析和水汽输送特征分析。结果表明,在3次回流降雪个例中,偏东气流中的水汽含量有限... 详细信息

为提高北京地区回流降雪预报的准确率,利用ERA5/GDAS全球格点再分析资料和HYSPLIT轨迹追踪模式,对2019年2月发生在北京地区的3次回流降雪过程进行天气学分析和水汽输送特征分析。结果表明,在3次回流降雪个例中,偏东气流中的水汽含量有限,当出现偏南水汽通道的配合时,可产生明显的降雪。在典型回流形势(2月14日)下,高后回流与河套倒槽配合,回流水汽输送通道更为深厚,利于降雪;在非典型回流形势(2月6日和12日)下,回流水汽输送集中于大气的低层(850 hPa以下)。2月12日南支气流水汽输送贡献较大,对南支气流水汽输送的忽视是导致2月12日降雪漏报的原因之一。3次回流降雪个例在偏东和偏南路径上水汽输送至北京地区的时间与白天显著降雪的时段基本上对应,可作为预报回流降雪的关键因子。

关键词：回流降雪轨迹追踪水汽输送

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固态单量子二能级系统的动态共振荧光

科学通报 2024年第11期69卷 1385-1386页

作者：黄泰临陈学文华中科技大学物理学院武汉430074

共振荧光源自单个二能级系统与共振激光之间的相干相互作用,对量子光学的学科发展和现代光量子技术的应用开发起到了重要的作用.Mollow[1]在1969年首先对原子的共振荧光现象作了描述,Kimble和Mandel[2]在1976年给出了单原子共振荧光的... 详细信息

共振荧光源自单个二能级系统与共振激光之间的相干相互作用,对量子光学的学科发展和现代光量子技术的应用开发起到了重要的作用.Mollow[1]在1969年首先对原子的共振荧光现象作了描述,Kimble和Mandel[2]在1976年给出了单原子共振荧光的全量子理论,开启了对单量子系统共振荧光相关物理效应的理论与实验研究。

关键词：共振荧光二能级系统量子光学全量子理论量子系统相干相互作用单原子光量子

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地面目标的中波红外高光谱成像特性测量

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 937-944页

作者：江岳鹏曹运华吴振森曹轶森胡绥靖西安电子科技大学物理学院陕西西安710071

利用Telops公司设计的Hyper-Cam中波高光谱成像仪对水泥地上某坦克模型进行3~5μm波段的红外高光谱成像测量。对实验数据进行了逐像素点的大气校正。基于矫正后的实验数据,分析了仪器误差、随机误差、大气校正传递误差等对测试不确定度... 详细信息

利用Telops公司设计的Hyper-Cam中波高光谱成像仪对水泥地上某坦克模型进行3~5μm波段的红外高光谱成像测量。对实验数据进行了逐像素点的大气校正。基于矫正后的实验数据,分析了仪器误差、随机误差、大气校正传递误差等对测试不确定度的影响。分析了该坦克模型在不同谱段上的亮度分布和模型上不同部位的光谱分布特性。结果表明:在波数为2000~3000 cm-1波段,其相对不确定度一直稳定在10%以内,但是在大于3000 cm-1的波段,其误差迅速上升,主要因为常温物体的中波辐射低,在该波段目标辐射与大气路程辐射接近,而引起的噪声增大,造成的测试信噪比降低。该坦克模型光谱辐射亮度测试数据的平均相对不确定度在20%以内,整体误差较低。光谱分布上,坦克各部分特征点和水泥地表的光谱辐射亮度在波长为4.2~5μm波段时的差异性比波长为3.0~4.2μm波段时的差异性更大,且探测器接收到的4.2~5μm波段的光谱辐射亮度要大于3.0~4.2μm的光谱辐射亮度。由于4.3μm波段处于大气吸收带,大气透射率几乎为0,以至于无法获得目标的光谱辐射亮度的真实测量值。空间分布上,模型的辐射亮度主要集中在侧边涂层上,炮口处和履带处的辐射亮度较小。目标各部位辐射亮度分布与周边水泥地表的辐射亮度有着明显差异性。在3~5μm的辐射亮度中,4.4~4.8μm波段的辐射亮度占比较高,该波段成像效果最好。3.2~3.8μm波段的辐射亮度占比较低,该波段成像效果较差。处于大气吸收带的4.2~4.4μm波段,由于大气透射率几乎为0,无法获得其准确的空间辐射亮度分布。研究表明该拓展中波高光谱成像仪在地面目标的中波红外高光谱成像特性研究上具有目标区分精确、误差小、“图像光谱合一”的特点,测试数据可以应用于目标的红外高光谱隐身设计、目标的分类与识别等领域。

关键词：红外辐射特性测量中波高光谱成像大气校正不确定度分析

等离子体环境中相对论效应对类氢离子光电离过程的影响

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物理学报 2024年第8期73卷 97-104页

作者：戈迪赵国鹏祁月盈陈晨高俊文侯红生嘉兴大学数据科学学院嘉兴314001 杭州师范大学物理学院杭州311121

本文在偶极近似下计算了Debye等离子体环境中C^(5+),Al^(12+)和W^(73+)离子的光电离截面,重点研究了相对论效应对势形共振、Cooper极小和虚态效应的影响.研究结果表明,相对论效应随核电荷数的增大而增大,使得精细结构劈裂越来越显著,在... 详细信息

本文在偶极近似下计算了Debye等离子体环境中C^(5+),Al^(12+)和W^(73+)离子的光电离截面,重点研究了相对论效应对势形共振、Cooper极小和虚态效应的影响.研究结果表明,相对论效应随核电荷数的增大而增大,使得精细结构劈裂越来越显著,在光电离截面中出现了双共振结构的现象,并且共振峰的大小、宽度和位置的差异都随着核电荷数的增加而越来越大;分截面出现Cooper极小位置的差异也越来越大,在总截面中叠加的极小值越来越浅;出现虚态效应的等离子体屏蔽长度以及低能区光电离截面虚态增强的截面值也存在明显差异.

关键词：光电离相对论效应势形共振 Cooper极小

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