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淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

地球物理学报 2024年第2期67卷 820-828页

作者：郭良辉王博宋晓林王赟金承奕姚硕史钰峰陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学北京)北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学) 北京100083 山东航天电子技术研究所山东烟台264000

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连... 详细信息

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明:(1)地下无(或弱)磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;(2)地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;(3)地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.

关键词：深地实验室地磁总场时间变化观测地磁环境

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散射光场调控方法及应用（特邀）

光学学报 2024年第10期 100-121页

作者：倪枫超刘海港陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海量子科学研究中心

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变，使散射光子可以被有效地利用，从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件，实现光的定向传输、动态检测等功能，为其在各... 详细信息

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变，使散射光子可以被有效地利用，从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件，实现光的定向传输、动态检测等功能，为其在各领域中的应用提供了一种强大的工具。本文在介绍光场散射特性及其调控方法原理的基础上，介绍了散射光场空间、偏振、频率、能量和轨道角动量等自由度的调控方法，随后重点介绍了散射光场调控在成像、通信、非线性光学、量子光学、光学检测、集成光学和光计算等领域的最新研究进展。

关键词：物理光学散射光场调控波前整形传输矩阵

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散射光场调控方法及应用

光学学报 2024年

作者：倪枫超刘海港陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海量子科学研究中心

散射是一种在自然界中普遍存在的现象，散射光场调控的研究在光学成像、光通信、非线性光学、量子光学、生物医疗等领域具有极其重要的科学意义和应用价值。波前整形方法可以改变入射光的相位模式分布来补偿由于散射引起的相位畸变，使... 详细信息

散射是一种在自然界中普遍存在的现象，散射光场调控的研究在光学成像、光通信、非线性光学、量子光学、生物医疗等领域具有极其重要的科学意义和应用价值。波前整形方法可以改变入射光的相位模式分布来补偿由于散射引起的相位畸变，使得散射光子可以被有效地利用，从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将本身有害的散射介质变成可控的光学元件，实现光的定向传输、动态检测等功能，为其在各领域中的应用提供了一种强大的工具。本文在介绍了光场散射特性及其调控方法原理的基础上，介绍了散射光场空间、偏振、频率、能量和轨道角动量等自由度的调控方法，随后重点介绍了散射光场调控在成像、通信、非线性光学、量子光学、光学检测、集成光学和光计算等多个领域的最新研究进展。

关键词：散射光场调控波前整形传输矩阵

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高能重离子碰撞中原子核形变的瞬时成像

中国科学:物理学力学天文学 2024年

作者：张春健贾江涌纽约州立大学石溪分校化学系布鲁克海文国家实验室物理系

形变是原子核作为有限量子多体系统的基本属性和重要表现,一直是核物理领域研究的重要课题之一.本文阐述了高能重离子碰撞瞬时成像原子核形变的独特性,建立了提取核形变参数的原理和方法.文章从相关理论模型和实验测量的经典实例出发,... 详细信息

形变是原子核作为有限量子多体系统的基本属性和重要表现,一直是核物理领域研究的重要课题之一.本文阐述了高能重离子碰撞瞬时成像原子核形变的独特性,建立了提取核形变参数的原理和方法.文章从相关理论模型和实验测量的经典实例出发,概括了近年来利用集体流等软探针对原子核形变研究的进展,并展望了未来可持续探索的热点课题.高能重离子碰撞成像原子核形变,不仅深化了对夸克胶子等离子体初态几何结构的理解,而且与传统的低能核物理实验测量截然不同,可作为一种新颖可靠的实验测量方式,同时在与原子核结构的交叉研究中做出了前瞻性的探索.

关键词：原子核形变高能重离子碰撞夸克胶子等离子体初态几何集体流

端面泵浦渐变浓度Nd∶YAG温度场数值仿真研究

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光学学报 2024年第7期44卷 125-130页

作者：阮芳芳唐方颖王锦红吕彦飞李家伟王鑫欣闫育辉苏良碧郑丽和杭州医学院医学影像学院浙江杭州310053 云南大学物理与天文学院云南省高校光电子器件工程重点实验室云南昆明650500 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心上海201899

采用高功率半导体激光端面泵浦技术,在均一浓度Nd∶YAG中心轴沿泵浦光通光方向可产生温度梯度,引起热透镜效应,降低激光输出功率与光束质量。本文结合静态热场数值仿真,建立Nd∶YAG在方形平顶光泵浦条件下的热源方程,研究渐变浓度Nd∶YA... 详细信息

采用高功率半导体激光端面泵浦技术,在均一浓度Nd∶YAG中心轴沿泵浦光通光方向可产生温度梯度,引起热透镜效应,降低激光输出功率与光束质量。本文结合静态热场数值仿真,建立Nd∶YAG在方形平顶光泵浦条件下的热源方程,研究渐变浓度Nd∶YAG在高功率激光泵浦下的温度分布。当初始泵浦功率为1000 W、泵浦脉宽时间为46μs、重复频率为1 kHz时,均一浓度Nd∶YAG的吸收系数为5.8 cm-1,其中心轴沿通光方向的温度由185℃逐次下降到2、4、6、8 mm处的106、51、29、26℃;相应地,每经过2 mm,温度下降率分别为39.5、27.5、11.0、1.5℃/mm。与此相对应,本文构建出一款渐变浓度Nd∶YAG整体式结构,每段厚度均为1 mm,总长度为4 mm。将4段Nd∶YAG的吸收系数依次调控为1.5、2.1、3.3、9.7 cm-1,则沿泵浦光通光方向的中心轴温度基本维持在86.5℃,在渐变浓度Nd∶YAG中实现沿泵浦光传输方向的温度均匀分布。

关键词：均一浓度Nd∶YAG 渐变浓度Nd∶YAG 数值仿真温度分布

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受限空间内超临界流体相分布的尺寸效应

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第2期54卷 23-35页

作者：王艳谢剑徐进良董明北京怀柔实验室北京101400 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206

许多研究表明,超临界流体具有不均匀的分子结构.本文采用分子动力学方法,模拟了受限空间内类液(Liquid-Like,LL)、类两相(Two-Phase-Like,TPL)和类气(Gas-Like,GL)区超临界流体(Supercritical Fluid,SF)结构特征和相分布规律,分析通道... 详细信息

许多研究表明,超临界流体具有不均匀的分子结构.本文采用分子动力学方法,模拟了受限空间内类液(Liquid-Like,LL)、类两相(Two-Phase-Like,TPL)和类气(Gas-Like,GL)区超临界流体(Supercritical Fluid,SF)结构特征和相分布规律,分析通道尺寸和壁面润湿性对不同状态SF相分布的影响.研究表明,不同状态SF均在超疏水表面近壁区形成GL膜,随着壁面润湿性的增强,气膜逐渐消失,原子逐渐在润湿性较强的壁面聚集;润湿性较强的TPL流体的通道中部会形成明显的空隙及局部低密度的GL区,近壁区会形成LL膜.尺寸效应对近壁区原子密度振荡范围的影响可忽略不计,但随着通道尺寸减小,LL相近壁区流体的密度则呈现出增大趋势,该现象在GL相消失.不同通道尺寸对应含气率随温度的变化趋势一致,壁面润湿性对含气率的影响较小,随着润湿性的减弱,含气率均呈现出先增大后减小的变化规律,且不同通道尺寸对应不同的转折点.结合三维原子快照,从能量角度对SF的相分布特征进行分析,较大势能束缚原子运动,易形成高密度的LL区,而较低势能区原子易发生逃逸,形成低密度的GL区.本工作将有助于理解纳米通道内SF的结构及相分布规律,为SF微尺度设备设计和应用提供一定的理论基础.

关键词：超临界流体分子动力学润湿性尺寸效应相分布

季节内印度洋-西太平洋对流涛动对次季节-季节尺度大气可预报性的影响

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热带气象学报 2024年第1期40卷 85-100页

作者：胡榕李建平侯兆禄中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室/海洋与大气学院/未来海洋学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 广东省气象台广东广州510641

利用非线性局部Lyapunov指数和条件非线性局部Lyapunov指数定量估计了季节内印度洋-西太平洋对流涛动(IPCO)和实时多变量Madden-Julian指数(RMM指数)可预报期限,量化了季节内IPCO对S2S尺度大气可预报性的贡献,深入研究了季节内IPCO演变... 详细信息

利用非线性局部Lyapunov指数和条件非线性局部Lyapunov指数定量估计了季节内印度洋-西太平洋对流涛动(IPCO)和实时多变量Madden-Julian指数(RMM指数)可预报期限,量化了季节内IPCO对S2S尺度大气可预报性的贡献,深入研究了季节内IPCO演变下S2S尺度可预报期限空间分布的变化规律。结果表明:(1)与RMM指数相比,季节内IPCO指数可预报性更强,可预报期限达到31天左右,比RMM指数高出2周以上;(2)印度洋-西太平洋区域S2S尺度大气可预报性最强,可预报期限达到30天以上,其中季节内IPCO是该地区的主要可预报性来源之一,其贡献达到6天,占总可预报期限的25%以上;(3)随着季节内IPCO的演变,印度洋-西太平洋地区S2S尺度大气可预报性有空间结构变化,表现为可预报期限异常的传播和振荡。S2S尺度大气可预报期限正负异常沿季节内IPCO传播路径,一支以赤道中西印度洋为起点北传至印度半岛,一支向东传播,经过海洋性大陆到赤道西太平洋后向北传播,到达日本南部。同时,可预报性异常的传播在在东印度洋和西太平洋表现出反向变化的特征,形成东西两极振荡,当季节内IPCO向正位相发展时,东印度洋具有更强的可预报性,西太平洋具有更弱的可预报性,反之亦然。季节内IPCO的发展(衰退)可使东印度洋(西太平洋)S2S尺度大气可预报性更强,表明模式预报技巧对此具有更大的提升空间。

关键词：季节内印度洋-西太平洋对流涛动(IPCO) S2S尺度可预报性热带季节内振荡非线性局部Lyapunov指数

智能软材料多场耦合本构理论及其在软体机器中的应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 2-14页

作者：肖锐钱劲曲绍兴浣江实验室诸暨311800 浙江大学工程力学系浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室杭州310027

智能软材料能在外场作用下产生激励效应,且其智能响应行为与大变形深度耦合,这对建立其力学本构理论提出了重要挑战.本文以形状记忆聚合物、液晶弹性体、介电弹性体、磁敏弹性体、智能水凝胶为代表性智能软材料,介绍了上述材料的发展概... 详细信息

智能软材料能在外场作用下产生激励效应,且其智能响应行为与大变形深度耦合,这对建立其力学本构理论提出了重要挑战.本文以形状记忆聚合物、液晶弹性体、介电弹性体、磁敏弹性体、智能水凝胶为代表性智能软材料,介绍了上述材料的发展概况以及在相关多场耦合本构理论领域的进展.智能软材料在软体机器人领域也有着广泛的应用前景,因此,本文也将探讨基于软材料多场耦合理论模型来设计软体机器人的现状以及不足之处,以期为后续该领域的发展提供借鉴.

关键词：软材料软体机器人多场耦合

地外样品研究中电子探针元素面扫描分析技术的应用

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中国无机分析化学 2024年第6期14卷 698-704页

作者：付晓辉陈剑尹承翔山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室山东威海264209

由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等... 详细信息

由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等定年矿物的快速定位,矿物环带、出溶、反应边结构等特殊岩相和矿物接触关系等分析和研究。以嫦娥五号月壤、月球陨石、火星陨石研究为例,介绍目前元素面扫描的应用方法,对比、分析了电子探针面扫描技术与其他面扫描技术的优缺点和适用范围。未来十年,我国将实施一系列月球、火星、小行星等天体采样返回任务。电子探针元素面扫描分析未来将在这些地外样品研究中广泛使用。同时,建议行星科学家围绕所关心的科学问题,合理搭配多种分析方法以实现各种技术优势互补和样品科学价值最大化,服务我国月球与深空探测任务科学产出和行星科学发展。

关键词：电子探针面扫描分析地外样品元素分析