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(K_(0.5)Na_(0.5))Nb_(1-x)Ta_(x)O_(3)铁电性的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 138-146页

作者：褚新建雷博程刘晨曦刘纪博新疆科技学院信息科学与工程学院库尔勒841000 新疆大学物理科学与技术学院新疆固体物理与器件重点实验室乌鲁木齐830046 西安工业大学光电工程学院西安710032

随着铅基陶瓷的大量使用,造成了严重的环境和健康问题,为了能够找寻替代铅基陶瓷的材料,人们开始了对无铅陶瓷材料的探索.(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)材料由于其优异的铁电压电性能,成为了无铅陶瓷材料的代表,但是碱性组分在高温下的高挥... 详细信息

随着铅基陶瓷的大量使用,造成了严重的环境和健康问题,为了能够找寻替代铅基陶瓷的材料,人们开始了对无铅陶瓷材料的探索.(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)材料由于其优异的铁电压电性能,成为了无铅陶瓷材料的代表,但是碱性组分在高温下的高挥发性使其应用范围受到了极大的限制.基于这样的考虑,本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,探究了(K_(0.5)Na_(0.5))Nb_(1-x)TaxO_(3)(x=0.125,0.25,0.375,0.5,0.625,0.75,0.875,1)九种体系的铁电性能,结果表明:随着Ta浓度的增加,晶格常数发生了突变,由此猜测KNN材料随着Ta浓度的增加,发生了正交-单斜的相变;Ta的掺入能够降低KNN材料的烧结难度,且随着Ta浓度的增加,形成难度逐渐降低;掺杂体系中,Ta-4f轨道与Na-3p,K-4p以及O-2s轨道电子发生了杂化,使导带底Nb-4d与Na-3p电子的态密度峰向高能区移动,禁带宽度呈现增加的趋势;在分析KNN材料铁电性作用机理时发现KNN的铁电极化类型是离子位移型极化,且在[001]方向上不具有极化能力.分析掺杂后各个体系的极化强度,发现随着Ta浓度的增加,极化强度逐渐降低,但是在低浓度掺杂时极化有向上增加的趋势,这可能是体系在低浓存在着正交与单斜的准同型相界(Morphotropic phase boundary,MPB)导致的,由此可以判断,低浓度掺杂有利于提高KNN材料的铁电性能.

关键词：第一性原理钙钛矿结果 KNN 铁电性

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基于VO_2薄膜相变原理的温控太赫兹超材料调制器

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物理学报 2013年第13期62卷 158-163页

作者：刘志强常胜江王晓雷范飞李伟南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

利用二氧化钒薄膜绝缘相—金属相的相变特性,提出了一种基于超材料的温控太赫兹调制器,研究了相变超材料在太赫兹波段的传输特性和温控可调谐特性.当入射太赫兹波为水平偏振或垂直偏振状态时,器件的透过率谱线在1THz附近呈现出两个独立... 详细信息

利用二氧化钒薄膜绝缘相—金属相的相变特性,提出了一种基于超材料的温控太赫兹调制器,研究了相变超材料在太赫兹波段的传输特性和温控可调谐特性.当入射太赫兹波为水平偏振或垂直偏振状态时,器件的透过率谱线在1THz附近呈现出两个独立的、中心频率分别为1.3THz和1.7THz、带宽分别为0.2THz和0.35THz的透射宽带.当温度从40C至80C变化时,两宽带的透过率发生明显的降低,在二氧化钒的相变温度(68C)时尤其灵敏,对入射光的二种偏振状态,调制深度均达到60%以上,实现了良好的调制效果.

关键词：太赫兹超材料 VO2薄膜调制器相变

用于可变比特率视频通信量预测的自适应训练及删剪算法

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物理学报 2005年第4期54卷 1931-1936页

作者：熊涛常胜江申金媛张延炘南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

提出一种自适应神经网络模型对可变比特率视频通信量进行非线性自适应预测 ,并采用基于递归最小方差的自适应学习及删剪算法对抽头延迟神经网络进行训练和结构优化 .仿真实验表明 ,该模型能够实现对复杂视频通信量序列的高精度预测 ,满... 详细信息

提出一种自适应神经网络模型对可变比特率视频通信量进行非线性自适应预测 ,并采用基于递归最小方差的自适应学习及删剪算法对抽头延迟神经网络进行训练和结构优化 .仿真实验表明 ,该模型能够实现对复杂视频通信量序列的高精度预测 ,满足实时快速的预测要求 .

关键词：视频通信量预测神经网络递归最小方差删剪算法自适应学习

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光学相干层析信号的模拟分析与计算

物理学报 2007年第7期56卷 3861-3866页

作者：贾亚青梁艳梅朱晓农南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

对传统的模拟介质散射响应函数的蒙特卡罗算法的计算过程进行了改进,提出光子不可分割的假设,这样可以避免人为选定光子被吸收阈值的不确定性;同时采用双曲线法模拟入射高斯光束,解决了对表面为非平面介质的传输信号进行模拟的问题.通... 详细信息

对传统的模拟介质散射响应函数的蒙特卡罗算法的计算过程进行了改进,提出光子不可分割的假设,这样可以避免人为选定光子被吸收阈值的不确定性;同时采用双曲线法模拟入射高斯光束,解决了对表面为非平面介质的传输信号进行模拟的问题.通过对盖玻片(平面)与眼角膜(曲面)的光学相干层析探测信号及层析图的数值模拟,并与相应实验结果进行比较,证实了该方法与假设的可行性.

关键词：光学相干层析蒙特卡罗法模拟散射

一种可识别破碎图形的特殊广义Hough变换方法

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物理学报 2007年第6期56卷 3234-3239页

作者：李智磊翟宏琛王明伟南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

提出了一种与现有广义Hough变换(GHT)不同的识别破碎图形的方法.称为特殊广义Hough变换(SGHT)方法.该方法在参数表制作阶段和识别阶段,都与现有GHT方法不同.理论分析和实验的结果表明,采用SGHT方法,可以解决常规GHT方法难以识别破碎图... 详细信息

提出了一种与现有广义Hough变换(GHT)不同的识别破碎图形的方法.称为特殊广义Hough变换(SGHT)方法.该方法在参数表制作阶段和识别阶段,都与现有GHT方法不同.理论分析和实验的结果表明,采用SGHT方法,可以解决常规GHT方法难以识别破碎图形的困难,且有很高的配准精度和速度,既可用于破碎图形的识别也可用于非破碎图形的识别,具有普适、快速和准确的特点.

关键词：特殊广义Hough变换广义Hough变换参数表 8邻域

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LED投影光源的色度学特性研究

物理学报 2007年第5期56卷 2537-2540页

作者：赵星方志良母国光南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

利用色度学理论计算分析了传统弧光灯投影光源和LED投影光源两个实例的色度学特性,与传统弧光灯投影光源相比,LED投影光源具有更高的光谱能量利用率和更加丰富的色彩表现能力,完全符合数字投影机使用的sRGB彩色规范.采用时序脉冲驱动的... 详细信息

利用色度学理论计算分析了传统弧光灯投影光源和LED投影光源两个实例的色度学特性,与传统弧光灯投影光源相比,LED投影光源具有更高的光谱能量利用率和更加丰富的色彩表现能力,完全符合数字投影机使用的sRGB彩色规范.采用时序脉冲驱动的单色LED作为投影光源能够在不牺牲色彩饱和度的情况下获得更高亮度的投影显示.因此LED可以替代传统的弧光灯光源以满足投影显示的色度特性要求.

关键词：色度学特性投影光源 LED 投影显示

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记录飞秒级超快动态过程的脉冲数字全息技术

物理学报 2006年第9期55卷 4613-4617页

作者：王晓雷王毅翟宏琛朱晓农母国光南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中,全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列,并以空间角分复用的方式... 详细信息

采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中,全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列,并以空间角分复用的方式在普通CCD的一帧图像上记录下包含多张子全息图的复合全息图,然后通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法,分别再现出每张子全息图所记录的图像.通过对飞秒激光激发空气电离过程的全息记录,获得了具有飞秒时间分辨的等离子体形成和传播过程的动态图像.

关键词：短脉冲激光飞秒全息脉冲数字全息空间角分复用

高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲的传输特性和超连续谱产生机制的实验研究及模拟分析

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物理学报 2006年第4期55卷 1809-1814页

作者：贾亚青闫培光吕可诚张铁群朱晓农南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 南开大学物理科学学院天津300071

用实验和数值模拟两种方法研究了高非线性光子晶体光纤中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理,给出了抽运脉冲在三种不同中心波长情况下输出光谱展宽并形成超连续谱的实际测量及理论模拟结果.研究表明:在零色散波长抽运时,光谱... 详细信息

用实验和数值模拟两种方法研究了高非线性光子晶体光纤中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理,给出了抽运脉冲在三种不同中心波长情况下输出光谱展宽并形成超连续谱的实际测量及理论模拟结果.研究表明:在零色散波长抽运时,光谱展宽以自相位调制为主,同时三阶色散的影响明显,传输脉冲在时域内出现振荡次峰.而在反常色散区抽运时,光谱展宽的初期以自相位调制为主,随后根据抽运功率的不同孤子自频移、高阶光孤子的裂变和四波混频效应会逐渐增强,进而成为光谱展宽的主要原因.与此相应,在时域中能明显看到孤子的形成和红移,飞秒传输脉冲内不再有振荡次峰产生.研究还发现,在零色散波长附近的反常色散区较零色散波长点更易产生四波混频效应.

关键词：光子晶体光纤高非线性光子晶体光纤飞秒脉冲激光超连续谱

飞秒激光烧蚀铝靶产生喷射物的超快脉冲数字全息诊断

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物理学报 2009年第11期58卷 7662-7667页

作者：胡浩丰王晓雷李智磊张楠翟宏琛南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

采用脉冲数字显微全息技术,对50fs单脉冲激光烧蚀铝靶过程中的物质喷射以及等离子体演化的动态过程进行了实验研究,获得了高时空分辨的动态数字全息图.由全息图观察到了热弹力波引起的二次喷射现象,并且报道了大延迟下喷射物质对400nm... 详细信息

采用脉冲数字显微全息技术,对50fs单脉冲激光烧蚀铝靶过程中的物质喷射以及等离子体演化的动态过程进行了实验研究,获得了高时空分辨的动态数字全息图.由全息图观察到了热弹力波引起的二次喷射现象,并且报道了大延迟下喷射物质对400nm探测光所引起的干涉条纹的反常移动现象.通过对全息图进行数字再现,得到了不同延迟下探测光穿过等离子体后的二维相位分布,并运用逆Abel变换算法获得了等离子体折射率以及等效电子密度的时空演化动态过程.根据实验以及计算所得到的有关于喷射物的光学性质,对喷射物的结构和成分进行了分析.

关键词：脉冲数字全息飞秒激光烧蚀超快时间分辨等离子体