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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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MXene在压力传感中的研究进展

无机材料学报 2024年第2期39卷 179-185页

作者：尹建宇刘逆霜高义华华中科技大学物理学院武汉430074 华中科技大学武汉光电国家研究中心纳米表征与纳米器件中心武汉430074

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛... 详细信息

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛的可修饰性,是理想的压力传感材料。因此,近些年研究者们对MXene在压力传感器中的设计和应用进行了大量探索和研究。本文总结了MXene的制备技术和抗氧化方法。同时介绍了基于MXene的微结构设计,包括气凝胶/多孔结构材料、水凝胶、柔性衬底和薄膜。该类设计有利于提高压力传感器的响应范围、灵敏度和柔韧性,促进了压力传感器的快速发展。此外,进一步探讨了MXene压力传感器的工作机制,包括压阻式、电容式、压电式、摩擦电式、电池式和纳米流体式等。MXene以其优异的特性而在各种机制的传感器中得到了广泛应用。最后,对MXene材料的合成、性质以及其在压力传感方面的机遇和挑战进行了展望。

关键词： MXene 压力传感器合成方法传感机制专题评述

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面向深空探测任务的长寿命碳纳米管阴极研究

深空探测学报（中英文） 2024年第2期11卷 124-131页

作者：陈泽宣肖东阳杜欢欢宋培义华中科技大学物理学院引力中心武汉430074

针对深空探测对长寿命碳纳米管场发射阴极的应用需求,从CNTs场发射阴极失效的机制分析出发,提出了长寿命CNTs场发射阴极的性能优化方案。采用图形化设计的CNTs发射簇结构可有效降低CNTs发射体表面的场强屏蔽效应,提升阴极的有效发射面积... 详细信息

针对深空探测对长寿命碳纳米管场发射阴极的应用需求,从CNTs场发射阴极失效的机制分析出发,提出了长寿命CNTs场发射阴极的性能优化方案。采用图形化设计的CNTs发射簇结构可有效降低CNTs发射体表面的场强屏蔽效应,提升阴极的有效发射面积,避免电流集中于部分CNTs从而引起热量累积。提出一种转移键合工艺,将CNTs发射体与衬底的接触由分子力维持转变为金属层熔融键合,提高阴极的机械稳定性并降低了电/热阻抗。在高真空环境下对样机进行性能测试,优化后的CNTs场发射阴极样机实现了0~1 mA的电流范围、550 h的连续发射试验,证明了阴极优化后的长周期稳定性。

关键词：碳纳米管场发射阴极阵列化设计边缘效应转移键合工艺

星载加速度计频域噪声对时变重力场反演的影响研究

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1733-1745页

作者：周浩李耀宗周泽兵肖云罗志才华中科技大学物理学院地球物理研究所武汉430074 华中科技大学精密重力测量国家重大科技基础设施武汉430074 西安测绘研究所西安710054

星载加速度计是低低卫星跟踪卫星测量的核心载荷之一,其观测噪声受仪器本身和观测环境的综合影响.本文综合考虑加速度计仪器的研制能力和观测环境,系统分析了不同频率特性的加速度计噪声对时变重力场反演精度的影响.首先,下一代重力卫... 详细信息

星载加速度计是低低卫星跟踪卫星测量的核心载荷之一,其观测噪声受仪器本身和观测环境的综合影响.本文综合考虑加速度计仪器的研制能力和观测环境,系统分析了不同频率特性的加速度计噪声对时变重力场反演精度的影响.首先,下一代重力卫星推行的加速度计频域噪声明显小于GRACE卫星搭载的加速度计,但受限于背景力模型误差的影响,其反演重力场模型精度的提升幅度小于2%.其次,受卫星飞行过程中温度和磁场等周期性变化的影响,加速度计观测数据中存在固定频率的音调误差,在同类型、大小的音调误差下,径向和沿轨方向的音调误差对重力场精度的影响显著,而法向方向影响较小;以能否提取空域内的时变信号为限制条件,径向和沿轨方向的音调误差应小于10-8m·s^(-2),而法向方向可放宽至10-7m·s^(-2);为了削弱时变重力场模型南北条带误差的影响,应该约束加速度计高频音调误差的影响.最后,探讨了三轴敏感加速度计对重力场反演精度的潜在贡献,由于重力场反演精度与加速度计法方向观测精度的响应关系相对较弱,三轴敏感加速度计仅能提升约2%的重力场反演精度.研究结果表明,由于加速度计频域噪声与重力场反演精度存在复杂的响应关系,在重力卫星研制或观测数据处理过程中,不能仅仅考虑加速度计的噪声水平,还应该充分考虑加速度计在频域内各类噪声特性的影响.

关键词：星载加速度计频域噪声音调误差时变重力场卫星重力测量

高重复频率、高功率高次谐波极紫外光源进展及应用

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中国激光 2024年第7期51卷 3-21页

作者：魏子娟高熙泽孟翔宇李政言张庆斌兰鹏飞陆培祥华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 华中科技大学物理学院湖北武汉430074 华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 湖北光谷实验室湖北武汉430074

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段的光源,具有指向性好、时空相干性高、亮度高等优点。高次谐波不但是在阿秒时间尺度上研究电子动力学的基础,而且其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源,在... 详细信息

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段的光源,具有指向性好、时空相干性高、亮度高等优点。高次谐波不但是在阿秒时间尺度上研究电子动力学的基础,而且其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源,在集成电路制造在线检测、材料科学、生物医药等领域中具有广泛应用。然而,受限于传统钛蓝宝石固体飞秒激光的平均功率和高次谐波传播过程中的转换效率,目前高次谐波极紫外光源的平均功率亟待提高。介绍了高重复频率、高平均功率高次谐波极紫外光源的产生方式及其应用。首先介绍了光纤、固体、啁啾光学参量放大器等新型高重复频率、高平均功率飞秒激光驱动源在高次谐波产生方面的研究进展,之后讨论了激光高次谐波在弱电离气体介质中的宏观传播效应和相位匹配条件。在此基础上,介绍了高平均功率高次谐波极紫外光源在成像检测方面的应用。

关键词：非线性光学高次谐波极紫外光源飞秒激光器极紫外成像检测

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宽范围微牛顿量级场致发射电推力器设计

深空探测学报（中英文） 2024年第2期11卷 141-150页

作者：黄潇博索晓晨杨帆汪典贾宏宇李佳慧张文生宋培义华中科技大学物理学院精密重力测量国家重大科技基础设施武汉430074

针对空间引力波探测任务卫星无拖曳控制对微牛顿量级场发射电推力器的宽、稳、准、快、久指标要求,需突破宽范围可调与分辨率和推力噪声之间的相互限制,从场发射推力产生的原理出发,并利用高精度单摆对模型精度进行标定,建立了基于流量... 详细信息

针对空间引力波探测任务卫星无拖曳控制对微牛顿量级场发射电推力器的宽、稳、准、快、久指标要求,需突破宽范围可调与分辨率和推力噪声之间的相互限制,从场发射推力产生的原理出发,并利用高精度单摆对模型精度进行标定,建立了基于流量、电压主动调节策略的推力调控模型,结合调控分辨率与响应速度的需求,提出的反馈控制策略使推力器在更宽推力范围内维持低推力噪声水平。最后对研制的推力器样机开展了性能表征,实现了0.86~83.54μN、<0.1μN的推力分辨率、在毫赫兹频段<0.1μN/Hz^(1/2)的推力噪声和定工质流量下<10 ms的推力响应时间。

关键词：无拖曳卫星场发射推力器推力模型微推力测量反馈控制

利用 Landsat8 分析冬克玛底冰川表面反照率时空变化

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测绘地理信息 2024年第3期49卷 19-24页

作者：廖虹怡柳林华中科技大学物理学院引力实验中心湖北武汉430074 华中科技大学物理学院地球物理研究所湖北武汉430074

冰川表面反照率是连接冰川表面能量与物质平衡的纽带,决定冰川物质消融量。本文利用2013—2020年获取的96景Landsat8 OLI多光谱遥感影像,基于地形纠正、大气校正和反射率转换为反照率的方法,反演唐古拉山冬克玛底冰川的时间序列反照率... 详细信息

冰川表面反照率是连接冰川表面能量与物质平衡的纽带,决定冰川物质消融量。本文利用2013—2020年获取的96景Landsat8 OLI多光谱遥感影像,基于地形纠正、大气校正和反射率转换为反照率的方法,反演唐古拉山冬克玛底冰川的时间序列反照率结果。研究表明:①冰川表面反照率与海拔高度存在明显的相关性,反照率随着海拔高度的增加而逐渐增大;②2013—2020年冬克玛底冰川表面反照率呈现微弱下降的趋势,速率为-0.0004/10 a。结合该地区同时期气象站观测的气温和降水数据分析,冬克玛底冰川表面反照率的下降主要由气温上升引起(冰川表面反照率与温度呈负相关关系)。此外,受到气温和降水的共同影响,冬克玛底冰川表面反照率的年内变化特征为:1月—8月持续下降,9月—12月迅速上升。

关键词：冬克玛底冰川 Landsat 8 反照率时空变化特征

高重频、高功率高次谐波极紫外光源进展及应用

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中国激光 2024年

作者：魏子娟高熙泽孟翔宇李政言张庆斌兰鹏飞陆培祥华中科技大学物理学院湖北光谷实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心华中科技大学光学与电子信息学院

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段光源，具有指向性好，时空相干、亮度高等优点。高次谐波不仅是在阿秒时间尺度研究电子动力学的基础，其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源，在集成电路... 详细信息

超短超强激光脉冲驱动的高次谐波是一种极紫外到软X射线波段光源，具有指向性好，时空相干、亮度高等优点。高次谐波不仅是在阿秒时间尺度研究电子动力学的基础，其各类技术优点也使之成为一种有效的桌面型极紫外相干光源，在集成电路制造在线检测、材料科学、生物医药等领域具有广泛应用。然而，受限于传统钛蓝宝石固体飞秒激光平均功率和高次谐波过程转换效率的制约，目前高次谐波极紫外光源平均功率亟待提高。本文介绍了高重频、高功率高次谐波极紫外光源的产生方式及其应用。首先介绍了光纤、固体、啁啾光学参量放大器等新型高重频、高平均功率飞秒激光驱动源在高次谐波产生方面的进展，之后讨论了激光高次谐波在弱电离气体介质中的宏观传播效应和相位匹配条件。在此基础上，本文介绍了高平均功率高次谐波极紫外光源在成像检测方面的应用。

关键词：高次谐波极紫外光源飞秒激光器极紫外成像检测

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高平均功率高次谐波光源的研究进展（特邀）

光子学报 2024年第6期 20-32页

作者：孟黎辉兰鹏飞陆培祥华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院

阿秒激光脉冲（10-18 s）具有超高的时间分辨率，可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测，这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近，高平均功率的掺镱... 详细信息

阿秒激光脉冲（10-18 s）具有超高的时间分辨率，可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测，这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近，高平均功率的掺镱激光发展迅速，为产生高功率高次谐波阿秒脉冲提供了良好的驱动源。本文回顾了近二十年高重频的高次谐波光源的平均功率和最高光子能量逐步提高的研究进展，并介绍了高重频高次谐波阿秒脉冲在泵浦探测实验和相干成像等方面的应用和前景。

关键词：高次谐波阿秒脉冲高平均功率极紫外掺镱激光器