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回忆周光召老师——兼议闭路格林函数理论发展

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物理 2025年第1期54卷 58-60页

作者：李定平北京大学物理学院北京100871

大概1985、1986年,周光召先生在清华大学(以下简称清华)物理系任系主任时,我是他在清华招收的研究生,由此开始接触到周老师,得到他的指导和教诲。那时吴岳良和谢彦波还在中国科学院理论物理研究所,他们是周老师的高年级研究生。记得当... 详细信息

大概1985、1986年,周光召先生在清华大学(以下简称清华)物理系任系主任时,我是他在清华招收的研究生,由此开始接触到周老师,得到他的指导和教诲。那时吴岳良和谢彦波还在中国科学院理论物理研究所,他们是周老师的高年级研究生。记得当时周老师经常请我们一起去他家(在九所的宿舍),周师母也和我们一起吃饭。

关键词：周光召研究生老师中国科学院理论物理研究所高年级清华

高衍射效率偏振无关合束光栅的双层梯形槽形设计与分析

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中国光学(中英文) 2025年第1期18卷 53-62页

作者：孙澳王瑞鹏孙雨琦王新宇李文昊姜岩秀中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波... 详细信息

为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波长实现效率特性寻优。然后,详细分析了单层梯形和双层梯形结构光栅的槽深、占宽比、侧壁倾角等结构参数对光栅衍射效率及带宽的影响。最后,对两种结构光栅的电场增强特性进行分析讨论。结果表明,双层梯形结构偏振无关合束光栅在51 nm(1038~1089 nm)带宽范围内实现99%以上的理论衍射效率,相比传统单层梯形结构具有更大的工艺容差,容差范围内均满足30 nm带宽和98%的高衍射效率,同时具有更低的光栅近场增强,可以拥有更强的抗激光损伤能力。本文提出的宽带高衍射效率双层梯形结构光栅可以提高激光系统的输出功率,在激光合束领域具有重大的应用价值。

关键词：衍射光栅偏振无关工艺容差电场

基于纳秒LIBS的氢气/空气火焰混合分数测量研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 24-29页

作者：刘子晗刘艳韩磊单沅鲁政高强李帅瑶李博天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国科学院工程热物理研究所北京100190

在双碳政策和化石能源短缺的背景下,氢能作为高效环保的清洁能源,受到广大研究人员的关注。氢气/空气混合燃烧作为推动氢能规模化应用的重要途径,其燃烧机理和关键参数的测量技术成为目前研究的热点。燃空当量比是表征燃烧过程中燃料与... 详细信息

在双碳政策和化石能源短缺的背景下,氢能作为高效环保的清洁能源,受到广大研究人员的关注。氢气/空气混合燃烧作为推动氢能规模化应用的重要途径,其燃烧机理和关键参数的测量技术成为目前研究的热点。燃空当量比是表征燃烧过程中燃料与氧化剂混合程度的重要参数,直接影响燃烧的开始、自持以及燃烧化学反应的活跃程度。因此,对燃烧过程中的局部当量比实时在线监测,对于改善燃烧效率、控制燃烧过程具有重要意义。目前,可以实时测量氢气/空气火焰当量比的方法相对较少,激光光谱技术作为一种非侵入式的测量方法,不仅具有实时在线测量的能力,还具有快速、原位、远程分析、多元素同时在线监测等特点,在燃烧测量领域具有重要的应用潜力。采用纳秒激光诱导击穿光谱技术对氢气和空气燃烧场的燃空当量比进行测量研究。氢气和空气在管内混合后,由射流口喷出形成射流燃烧火焰场。激光通过透镜聚焦到射流燃烧场中击穿并产生等离子体,其等离子体的发射光谱由光谱仪采集,实验发现光谱中H 656 nm和O 777 nm具有很强的发射强度,且光谱强度随着当量比的变化,呈现规律性变化趋势。因此,采用H 656 nm和O 777 nm的光谱分别标示氢气和空气,并将其比值作为燃空当量比的测量参量。实验在氢气空气混合均匀的低速流场中测量了不同当量比下H 656 nm与O 777 nm的光谱强度比值,并与当量比建立标定曲线,实验发现该标定曲线对燃烧场和非燃烧场同样适用。基于标定曲线,我们研究了存在外界掺混情况下,射流燃烧场的局部燃空当量比情况。在当量比1.0,流场速度为20 m·s^(-1)的射流燃烧场中,测量了射流中心位置不同高度的燃空当量比变化情况,并在相同工况下进行了数值模拟。模拟结果与实验测量吻合较好,验证了纳秒激光诱导击穿光谱技术测量氢气/空气混合气的燃空当量比的可行性。该方法可为氢气燃烧基础研究及数值模拟提供技术支持。

关键词：激光诱导击穿光谱氢能当量比模拟

基于分段级联多模干涉的Ta_(2)O_(5)980/1550 nm波分复用/解复用器

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物理学报 2025年第2期74卷 129-136页

作者：何希文马德岳张政王荣平刘继桥陈卫标周治平中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 宁波大学高等技术研究院宁波315211 北京大学电子学院北京100871

提出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,... 详细信息

提出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,将分段多模干涉波导的总长度缩短为普通配对型多模干涉波导结构的1/3.采用三维有限时域差分(3D-FDTD)工具对建立的模型进行分析和优化,结果表明所设计的MMI型双工器具有较低的插损和较高的工艺容差性,在980 nm处插损为0.4 dB,1550 nm处插损为0.8 dB,消光比均优于16 dB.该器件在1550 nm波长周围的1 dB带宽达150 nm,在980 nm波长周围的1 dB带宽达70 nm.文中设计的多级干涉结构极大地降低了MMI器件的设计难度并缩小了980/1550 nm波分复用/解复用器的整体尺寸,有望应用在片上集成的掺铒波导放大器和激光器领域.此外,不同多模干涉机制级联的设计思路为分离两个中心波长相隔较远的光信号提供了技术参考,在通信波段和中红外波段波分复用/解复用器件上具有潜在的应用价值.

关键词：多模干涉级联波分复用氧化钽

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利用复合经验电场模型模拟内辐射带中的电子斑马纹

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中国科学:地球科学 2025年第1期55卷 26-37页

作者：王子扬刘鹰宗秋刚邹鸿叶雨光周煦之乐超汪珊北京大学空间物理与应用技术研究所北京100871 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078

“斑马纹”指的是存在于内辐射带高能电子(几十到几百千keV)的能量-空间(L shell)谱中的一种规则条纹状结构.这些结构呈现出漂移周期性,通常起源于亚暴起始附近发生的大尺度电场扰动.本文引入了一个复合电场模型,利用弹跳平均的测试粒... 详细信息

“斑马纹”指的是存在于内辐射带高能电子(几十到几百千keV)的能量-空间(L shell)谱中的一种规则条纹状结构.这些结构呈现出漂移周期性,通常起源于亚暴起始附近发生的大尺度电场扰动.本文引入了一个复合电场模型,利用弹跳平均的测试粒子模拟方法复现了斑马纹在电场模型下的形成、结构与演化.使用范艾伦探测器和近期发射的澳门科学卫星一号获取的高能电子的高分辨率观测结果作为初始条件,并用于验证该模拟方法.观测数据与模拟之间的对比分析表明,本文测试粒子方法能够有效地描述斑马纹的一般行为.此外,复合电场模型能够在一定程度上复现内辐射带中电场的实际变化.然而,由于电场模型和初始条件的限制,模拟结果与观测数据仍存在细微的差异,主要体现在通量强度和条纹位置上.这表明尽管模型代表了平均情况,但在实际中可能会存在偏离平均值的情况,从而导致模拟与观测的偏差.

关键词：斑马纹内辐射带大尺度电场范艾伦卫星澳门科学卫星

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H2+离子激发Si的K壳层X射线辐射

原子与分子物理学报 2025年 43-49页

作者：谢树青尉静周贤明程锐赵永涛西安交通大学物理学院咸阳师范学院与中国科学院近代物理研究所联合共建离子束与光物理实验室中国科学院近代物理研究所

实验测量了100-300 keV H2+离子轰击Si靶产生Si的K壳层X射线，计算了X射线的产额和发射截面，并与不同的理论模模拟行了对比.分析表明，同时使用联合原子近似和多电离荧光产额修正的ECPSSR-UA-MI理论与实验符合较好，多电离荧光产额的... 详细信息

实验测量了100-300 keV H2+离子轰击Si靶产生Si的K壳层X射线，计算了X射线的产额和发射截面，并与不同的理论模模拟行了对比.分析表明，同时使用联合原子近似和多电离荧光产额修正的ECPSSR-UA-MI理论与实验符合较好，多电离荧光产额的修正作用明显大于联合原子近似的修正；选用不同的荧光产额数据引起截面理论计算的明显变化，但不影响合适的电离理论模型的选择.

关键词：氢分子离子H X射线发射截面 ECPSSR-UA 多电离原子参数

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托卡马克等离子体物理虚拟仿真实验设计

实验技术与管理 2025年第1期42卷 152-160页

作者：肖婷郑远仇志勇肖湧盛正卯殷立明王业伍浙江大学物理学院浙江杭州310027 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

托卡马克装置是一种磁约束核聚变实验装置,其运行需要超高温、高真空和强磁场环境,建设费用高昂,本科生直接接触和了解磁约束核聚变实验装置和实验运行的机会非常少。该文基于3D建模、动画仿真和数值模拟等技术,高度还原我国托卡马克大... 详细信息

托卡马克装置是一种磁约束核聚变实验装置,其运行需要超高温、高真空和强磁场环境,建设费用高昂,本科生直接接触和了解磁约束核聚变实验装置和实验运行的机会非常少。该文基于3D建模、动画仿真和数值模拟等技术,高度还原我国托卡马克大科学装置真实的实验场景,设计虚拟仿真实验,实现托卡马克实验装置360°全方位仿真参观展示、磁约束核聚变等离子体物理参数测量、形象化观测等离子体粒子运动轨迹,以及归纳总结实现磁约束的实验条件等教学方案设计。

关键词：核聚变托卡马克等离子体虚拟仿真线上实验

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期岩浆作用(ca.940~890Ma)序列与成因

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岩石学报 2025年第1期41卷 167-182页

作者：苏向东彭澎郑州大学生态与环境学院地热与生态地质研究中心郑州450001 中国科学院地质与地球物理研究所中国-巴西联合地学研究中心北京100029

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造... 详细信息

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造背景对进一步开展大陆重建有重要意义。本文系统总结和对比分析了两个克拉通新元古代镁铁质岩石的岩相学、地球化学和同位素年代学数据。研究发现,这些岩石大致可分为两类多期:(1)年龄较老(ca.940~920Ma)且演化的高Ti岩石(MgO2%),负Eu异常明显(Eu/Eu^(*)=0.7~1.0);(2)年龄较年轻(ca.915~890Ma)且较为原始的低Ti岩石(MgO>6.5%,TiO_(2)<2%),具有正Eu异常(Eu/Eu^(*)=1~1.2)或者没有Eu异常(Eu/Eu=1)。早期高Ti岩浆源区类似于EMⅠ型地幔端元(ε_(Nd)(t)=-8~+3),Sr-Nd同位素特征表明其可能是软流圈上涌熔融产生的岩浆与岩石圈地幔相互作用的结果;而晚期低Ti岩石Nd同位素与球粒陨石值类似(ε_(Nd)(t)=-2~+3),可能来源于软流圈地幔。这两类岩石在华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通几乎同时出现,且可类比。岩浆演化趋势、微量元素和Sr-Nd同位素等特征及单斜辉石-熔体平衡深度计算表明,早期高Ti岩浆产生于大陆岩石圈破裂初期,经历了较高程度的结晶分异作用;而晚期低Ti岩浆的持续作用(~30Myr)可能与岩石圈破裂过程中不断增强的软流圈岩浆活动相关。该裂谷演化进程在Sr同位素特征变化上也有体现,即与早期高Ti岩石相比,晚期低Ti岩石的Sr同位素更为富集但Nd同位素保持不变,表明该类岩石的产生可能在大陆裂谷发育过程中受到海水蚀变的影响。以上证据表明,华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通在新元古代早期具有可类比的岩石圈应力演化状态,且经历了相似的地幔地球化学动力学过程,支持两个克拉通在该时期相邻。

关键词：华北克拉通圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代大火成岩省

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主观性策略能回应解释鸿沟对物理主义的挑战吗？

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自然辩证法通讯 2025年第2期 52-59页

作者：詹心怡北京大学哲学系

物质与意识之间的解释鸿沟常被认为是对物理主义的一个重要挑战。戈弗雷-史密斯试图从演化的进路来回应这一挑战，他指出现象意识的主观性特征来源于生命系统的主观性特征，这种主观性特征可以解释我们关于解释鸿沟的直觉。这一回应可... 详细信息

物质与意识之间的解释鸿沟常被认为是对物理主义的一个重要挑战。戈弗雷-史密斯试图从演化的进路来回应这一挑战，他指出现象意识的主观性特征来源于生命系统的主观性特征，这种主观性特征可以解释我们关于解释鸿沟的直觉。这一回应可被概括为“主观性策略”，该策略有三个论证步骤：一是论证解释鸿沟与物理主义相容；二是论证主观性策略能够解释我们关于解释鸿沟的直觉；三是论证主观性策略所提供的解释是一种物理解释。然而，第三个论证并不成立，由于演化论与二元论相容，戈弗雷-史密斯所提供的演化解释未必是一种物理解释。因此，现有的主观性策略还不能成功回应解释鸿沟对物理主义的挑战。

关键词：现象意识主观经验解释鸿沟物理主义演化解释