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结构光束的制备(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 430-452页

作者：张岩南通首都师范大学物理系北京市超材料与器件重点实验室北京100048

结构光束是指在空间和时间上“定制”的光场,其振幅、相位和偏振态在空间和时间上有着特殊的分布。近些年,结构光束的研究发展迅速,光学参量的特殊分布从特定的空间横向结构、纵向结构,发展到定制的时空结构。这种具有不同时空结构的光... 详细信息

结构光束是指在空间和时间上“定制”的光场,其振幅、相位和偏振态在空间和时间上有着特殊的分布。近些年,结构光束的研究发展迅速,光学参量的特殊分布从特定的空间横向结构、纵向结构,发展到定制的时空结构。这种具有不同时空结构的光束为众多领域带来了突破,包括光学通信、光学传感、光学微操作、量子信息处理和超分辨率成像。因此,人们提出了许多方法,并制造了相关器件,通过调整光束的各种光学参量在空间域和时空域的分布来生成结构化光束。本文主要介绍不同类型结构光束(包括空间结构光束以及时空结构光束)的制备方法,对已产生的结构光束进行了总结,并进一步讨论和展望了结构光束在未来的发展方向。

关键词：结构光束空间结构时空结构器件光学参量

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植物太阳能转化效率的估计

物理 2024年第8期53卷 570-574页

作者：吴从军西湖大学物理系新基石科学实验室

文章将植物的太阳能转化效率η与其生理数据蒸腾系数（transpiration coefficient） Ctr联系起来。它们满足一个简单的关系ηtr，其中r是水的汽化热与碳水化合物的化学能密度之比，k是源自于大气温室效应的增强因子，可以用当地植物生...

文章将植物的太阳能转化效率η与其生理数据蒸腾系数（transpiration coefficient） Ctr联系起来。它们满足一个简单的关系ηtr，其中r是水的汽化热与碳水化合物的化学能密度之比，k是源自于大气温室效应的增强因子，可以用当地植物生长期内的平均气温来估算。此结果不涉及光合作用的机理，具有一定的普适性。

关键词：

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从学习角度看人工智能与教育

物理 2024年第6期53卷 379-383页

作者：吴大琪香港科技大学物理系中国香港999077

人工智能和其他颠覆性技术的快速发展正在对人类社会产生重大影响,教育也不例外。关于人工智能可以如何改善教育,有很多从人工智能技术角度的讨论。在这篇文章中,我将尝试从教育和学习的角度来讨论这个问题。教育领域拥有这些强大的人... 详细信息

人工智能和其他颠覆性技术的快速发展正在对人类社会产生重大影响,教育也不例外。关于人工智能可以如何改善教育,有很多从人工智能技术角度的讨论。在这篇文章中,我将尝试从教育和学习的角度来讨论这个问题。教育领域拥有这些强大的人工智能技术对师生意味着什么?

关键词：人工智能技术人类社会产生颠覆性技术教育领域

极紫外波段等宽度单模狭缝波导线形波带片的聚焦分析

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激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 428-435页

作者：陈文轩曹清程长杰李潮越朱吉瑞毛亚星上海大学理学院物理系上海200444

随着加工技术的不断进步和对空间分辨率要求的不断提高,线形波带片狭缝宽度越来越小。对于线形波带片上不同宽度的狭缝,当均匀平面波入射时,会激发一个或多个波导模,从而导致模间色散和相位差。即便只有单模传输,由于基模的有效折射率... 详细信息

随着加工技术的不断进步和对空间分辨率要求的不断提高,线形波带片狭缝宽度越来越小。对于线形波带片上不同宽度的狭缝,当均匀平面波入射时,会激发一个或多个波导模,从而导致模间色散和相位差。即便只有单模传输,由于基模的有效折射率和狭缝宽度有关,不同宽度的狭缝在出射端面处也将产生相位差。为了消除这些相位差,设计等宽度单模狭缝波导线形波带片,研究其在极紫外波段的聚焦效应,并建立相应的高斯型远场解析模型。通过有限元软件的数值模拟,确认了基模的高斯型模式场分布,对基模的菲涅耳衍射积分计算则进一步确认了远场解析模型的有效性。作为一个例子,设计了一个等宽度单模狭缝波导线形波带片,并计算了其在焦平面归一化的一维光场分布。

关键词：衍射线形波带片波导极紫外

动态热风辅助再结晶策略改善CsPbI_(2)Br钙钛矿在大气环境下的结晶及其光电性能

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物理学报 2024年第9期73卷 326-335页

作者：张子发袁翔鹿颖申何丹敏严全河曹浩宇洪峰蒋最敏徐闰马忠权宋宏伟徐飞上海大学理学院上海市高温超导重点实验室上海200444 复旦大学物理系应用表面物理国家重点实验室上海200433 上海大学电子信息材料系上海200444

CsPbI_(2)Br薄膜在大气环境下制备存在覆盖率低、结晶质量差和结构稳定性差等问题.本文提出了一种动态热风辅助再结晶策略(dynamic hot-air assisted recrystallization,DHR),在相对湿度大于60%(>60%RH)的大气环境下,制备出高覆盖率、(1... 详细信息

CsPbI_(2)Br薄膜在大气环境下制备存在覆盖率低、结晶质量差和结构稳定性差等问题.本文提出了一种动态热风辅助再结晶策略(dynamic hot-air assisted recrystallization,DHR),在相对湿度大于60%(>60%RH)的大气环境下,制备出高覆盖率、(100)择优取向、大尺寸晶粒、结构稳定、光电性能好的CsPbI_(2)Br薄膜.这是由于动态热风过程能够有效提高薄膜的覆盖率和获得(100)择优取向的结晶,但晶粒尺寸会显著减小(R_(ave)=0.32μm)并伴随着大量的晶界形成,从而加剧载流子的非辐射复合(τ_(ave)=99 ns);而通过再结晶过程,可进一步提高(100)择优取向的结晶和显著增大晶粒尺寸(R_(ave)=2.63μm),从而提高薄膜的光致发光强度和荧光寿命(τ_(ave)=118 ns).由DHR策略制备的未封装CsPbI_(2)Br太阳能电池具备高光电转换效率(power conversion efficiency,PCE=17.55%)、低迟滞因子(hysteresis index,HI=2.34%)和长期的储存稳定性(air,>60%RH,40天,初始PCE的96%)等特性.

关键词： CsPbI_(2)Br 动态热风辅助再结晶大气环境光电性能

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相对论重离子碰撞中的重夸克势

原子核物理评论 2024年第1期41卷 594-599页

作者：陈保义文流渊施舒哲天津大学理学院天津300354 中国科学技术大学现代物理系合肥230026 清华大学物理系北京100084

在高温高密的夸克胶子等离子体(QGP)中,重夸克的相互作用势会受到周围部分子的影响而发生改变。一般认为,重夸克偶素的相互作用势的实部应该介于重夸克偶素的自由能F和内能U之间,且具体形式依赖于温度。而重夸克偶素的虚部相互作用势则... 详细信息

在高温高密的夸克胶子等离子体(QGP)中,重夸克的相互作用势会受到周围部分子的影响而发生改变。一般认为,重夸克偶素的相互作用势的实部应该介于重夸克偶素的自由能F和内能U之间,且具体形式依赖于温度。而重夸克偶素的虚部相互作用势则来自朗道阻尼效应。基于含时薛定谔方程模型,采用不同的重夸克相互作用势,研究重夸克偶素的波函数在QGP中的演化,并计算重夸克偶素的核修正因子。通过同时考虑冷核效应和热核效应,把理论计算的底夸克偶素的核修正因子与实验数据对比,发现当重夸克偶素的实部相互作用势接近内能U时,能够较好地解释实验现象,并能看到不同底夸克偶素的连续压低现象,即更高激发态的底夸克偶素由于其自身束缚能更小而更容易被解离。薛定谔方程模型,有利于建立有限温度重夸克势与实验观测量之间的直接联系,并确定相互作用势的形式。

关键词：夸克胶子等离子体相对论重离子碰撞重夸克偶素重夸克势薛定谔方程

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海森伯的魔法与矩阵力学的创立

物理 2024年第7期53卷 488-495页

作者：吴从军西湖大学物理系新基石科学实验室杭州310024

矩阵力学是量子力学第一种现代意义上的表述形式,创立于1925年,是在海森伯、玻恩、约当等人的共同努力下完成的。量子力学给人类带来了基础认知层面上的革命,堪称提升了人类文明的层次。量子力学并不是从天上掉下来的,而是脱胎于经典力... 详细信息

矩阵力学是量子力学第一种现代意义上的表述形式,创立于1925年,是在海森伯、玻恩、约当等人的共同努力下完成的。量子力学给人类带来了基础认知层面上的革命,堪称提升了人类文明的层次。量子力学并不是从天上掉下来的,而是脱胎于经典力学和经典电磁辐射理论。

关键词：矩阵力学量子力学经典力学海森伯玻恩电磁辐射表述形式认知层面

基于亥姆霍兹共振的超薄弧形声学超表面地毯斗篷

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物理学报 2024年第6期73卷 222-228页

作者：隋玉梅何兆剑毕仁贵孔鹏吴吉恩赵鹤平邓科湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室湘潭411201 吉首大学物理系吉首416000 湖南财政经济学院长沙410205

利用局部相位补偿调制的方式设计了一种超薄的弧形声学超表面地毯隐身斗篷.该斗篷由52个亥姆霍兹空腔共振结构单元组成,且结构单元厚度小于波长的0.2倍.数值模拟结果显示:文中所设计的隐身斗篷在深亚波长范围内隐身效果良好,其工作频宽... 详细信息

利用局部相位补偿调制的方式设计了一种超薄的弧形声学超表面地毯隐身斗篷.该斗篷由52个亥姆霍兹空腔共振结构单元组成,且结构单元厚度小于波长的0.2倍.数值模拟结果显示:文中所设计的隐身斗篷在深亚波长范围内隐身效果良好,其工作频宽为5850—7550 Hz.进一步探究声波斜入射时地毯斗篷的工作效果,发现在30°的入射角范围内都具有良好的隐身效果.此外,利用余弦相似度(cosine similarity,CSI)函数精确量化分析了该隐身斗篷的工作性能,计算结果展示,在斗篷工作的带宽范围内,覆盖斗篷后的CSI值趋近于无斗篷覆盖地面的CSI值,展示了其在的良好隐身性.本文所设计的斗篷均以超薄的亥姆霍兹共振结构为组成单元,结构简单,易于实现,有利于未来的实际应用.

关键词：声学超表面广义Snell定律超薄结构地毯斗篷

第54届国际物理奥林匹克竞赛理论试题1介绍与解答

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物理与工程 2024年

作者：蒋硕安宇郭旭波张留碗阮东清华大学物理系

本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第一题。该题以温室效应全球变暖为背景,考察黑体辐射和热传导中的能量平衡。题目分成两个部分,第一部分关注黑体辐射的辐射能分布;第二部分关注反射吸收下,能量的平衡。题目涉及近代物理... 详细信息

本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第一题。该题以温室效应全球变暖为背景,考察黑体辐射和热传导中的能量平衡。题目分成两个部分,第一部分关注黑体辐射的辐射能分布;第二部分关注反射吸收下,能量的平衡。题目涉及近代物理(黑体辐射);热学中的能量传输,以及类似光学中多光束干涉时的法布里珀罗效应。

关键词：国际物理奥林匹克竞赛黑体辐射维恩位移定律斯蒂芬玻尔兹曼定律 Manabe气候模型温室效应