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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

强吸收纳米粒子团簇的光泳力悬浮及热泳力下的迁移行为

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物理学报 2024年第13期73卷 164-174页

作者：黄雪峰刘敏卢山张敏琦李盛姬罗丹杭州电子科技大学物理系杭州310018 杭州电子科技大学材料与环境工程学院杭州310018

为了探索空气中强吸收纳米粒子团簇在激光作用下的悬浮以及迁移行为,提出采用反向传输的双贝塞尔光束对纳米粒子团簇进行捕获及悬浮,而后释放团簇,观察和计算分析团簇的迁移行为.两束贝塞尔光束由锥透镜和偏振分光方式产生,进行反向水... 详细信息

为了探索空气中强吸收纳米粒子团簇在激光作用下的悬浮以及迁移行为,提出采用反向传输的双贝塞尔光束对纳米粒子团簇进行捕获及悬浮,而后释放团簇,观察和计算分析团簇的迁移行为.两束贝塞尔光束由锥透镜和偏振分光方式产生,进行反向水平布置,形成三维光阱,光阱刚度可通过调节两束贝塞尔光束的功率比进行控制.悬浮室内的粒子通过微弱气流进行流化,而后被光阱捕获和悬浮.采用高速摄像仪对团簇的悬浮及迁移过程进行记录,然后通过图像分析来获取粒子运动参数.以强吸收性超细煤粉粒子团簇为对象,首先对其进行悬浮和释放迁移的实验研究,而后对团簇所受的光泳力、重力、浮力、曳力以及热泳力进行计算和分析.实验和计算的结果表明:强吸收性纳米粒子团簇在激光作用下产生的光泳力占主导作用;团簇能够被稳定地悬浮在反向传输的双贝塞尔光束形成的三维势阱中,通过调整悬浮的位置而达到与重力、浮力、曳力等的动态平衡;利用悬浮的相对不稳定度分析评价强吸收性粒子团簇的稳定性,超细煤粉粒子团簇的最小相对不稳定度可达0.075;通过对团簇释放后的高速图像进行分析,可获得团簇的迁移运动参数,从而测量出团簇所受的热泳力;对于等效粒径为13—21μm的超细煤粉粒子团簇,其热泳力量级为10-11—10-10N,随着团簇粒径的增大,热泳力线性增大,与理论计算结果趋势一致.通过利用激光对粒子进行悬浮和释放的方式为热泳力的测量和研究提供了一种新的研究思路,也为气体介质中粒子的控制和输运展现了一种新的操控手段.

关键词：激光悬浮光泳力热泳力强吸收性纳米团簇

密度泛函理论研究AlN几何结构，芳香性和光谱性质

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重庆大学学报 2024年

作者：郭雅晶李秀燕太原师范学院物理系太原理工大学物理学院

通过密度泛函理论(DFT)结合B3LYP/6-31g(d)基组对Al24N24团簇的几何电子结构进行全面优化和物理化学性质模拟分析. 研究结果表明，Al24N24团簇的四种基态稳定结构点群依次为S4、C2、S8、O；四种Al24N24团簇气相下既非p型输运材料，亦非... 详细信息

通过密度泛函理论(DFT)结合B3LYP/6-31g(d)基组对Al24N24团簇的几何电子结构进行全面优化和物理化学性质模拟分析. 研究结果表明，Al24N24团簇的四种基态稳定结构点群依次为S4、C2、S8、O；四种Al24N24团簇气相下既非p型输运材料，亦非n型输运材料，也不存在双极性传递性质，但是这些团簇有利于空穴传输；在优化好的Al24N24团簇气相结构下，研究了它们的核独立化学位移值(NICS)，由NICS值得出四种同分异构体均具有芳香性；此外，还研究了它们的红外和拉曼分子振动谱，各分子内部振动模式对IR和Raman振动峰值的分布具有重要的影响，随着体系内八元环数量的增多，IR谱出现轻微蓝移现象，Raman谱中未观测到此现象；特别是对称性为O的Al24N24分子，内部含有六个八元环，这也导致它的振动谱不同于其他三者.

关键词：芳香性光谱性质密度泛函理论

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时间、信息与人工智能

物理 2024年第6期53卷 357-367页

作者：祁晓亮斯坦福大学物理系路径积分科技有限公司

近年来，人工智能(AI)大语言模型取得了突飞猛进的发展，将人工智能对人类社会的影响也拓宽到了前所未有的范围。文章将从与物理学有关的两个角度——信息和时间尺度，来谈谈作者对大语言模型带来的人工智能革命的一些不成熟的见解。文... 详细信息

近年来，人工智能(AI)大语言模型取得了突飞猛进的发展，将人工智能对人类社会的影响也拓宽到了前所未有的范围。文章将从与物理学有关的两个角度——信息和时间尺度，来谈谈作者对大语言模型带来的人工智能革命的一些不成熟的见解。文中首先回顾大语言模型的基本原理和近期发展，再讨论从信息的动力学和复杂度的角度如何看待大语言模型的意义。基于人工智能模型和人类认知系统的比较，也会探讨人工智能的下一步发展方向，以及AI智能体方面的探索和发展。

关键词：大语言模型人工智能信息复杂性系统1 系统2

元素周期表中的电子亲和势及砷电子亲和势的测量示例（英文）

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期 1-12页

作者：闫帅廷陆禹竹张瑞宁传刚清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502 (2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中... 详细信息

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502 (2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中所使用的慢电子速度成像法的特点,本文对砷元素(As)的电子亲和势以及其负离子(As-)的激发态进行了测量.测得As元素的电子亲和势为6488.61(5) cm-1或0.804485(6) eV.实验清晰地分辨了As-的精细结构,其激发态3P1能量比基态3P2的能量高出1029.94(18) cm-1或0.12770(3) eV;激发态3P0能量比基态3P2的能量高出1343.04(55) cm-1或0.16652(7) eV.

关键词：元素周期表电子亲和势砷元素慢电子速度成像

纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中光孤子的存储与读取

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物理学报 2024年第16期73卷 64-71页

作者：曾莹佘彦超张蔚曦杨红铜仁学院物理与电子工程系铜仁554300 吉首大学物理与机电工程学院吉首416000

本文解析研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取.结果表明,由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应,系统中的光吸收被大大抑制.同时,纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用,增强的系统非线性... 详细信息

本文解析研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取.结果表明,由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应,系统中的光吸收被大大抑制.同时,纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用,增强的系统非线性响应能平衡色散效应得到稳定的时间光孤子.进一步研究表明,通过关闭和打开点间隧穿耦合,系统中可实现光孤子的高效率和高保真度的存储与读取.上述结果对于固体量子材料中全光信息处理的实际应用具有一定的指导意义和潜在的应用价值.

关键词：隧穿诱导透明光孤子的存储和读取量子点纳米光纤

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镍基高温超导体中的氧空位和配位空穴态

物理 2024年第7期53卷 481-483页

作者：董泽昊陈震王亚愚清华大学物理系中国科学院物理研究所

超导体在其临界转变温度（Tc）以下具有零电阻和完全抗磁性，在输电、精密测量、核磁共振等领域具有重要的应用价值。1957年建立的BCS理论引入电子配对机制，在微观上圆满解决了超导机理问题[1]，可是在BCS理论框架下，超导转变温度的...

超导体在其临界转变温度（Tc）以下具有零电阻和完全抗磁性，在输电、精密测量、核磁共振等领域具有重要的应用价值。1957年建立的BCS理论引入电子配对机制，在微观上圆满解决了超导机理问题[1]，可是在BCS理论框架下，超导转变温度的上限估计为40 K，这被称为Mc Millan极限[2]。1986年合成的铜氧化物超导体[3]转变温度可以高于液氮沸点（大于77 K），具有广阔的应用前景，同时也打破了传统超导研究的理论范式，此类高温超导体的机理至今仍在争论之中。

关键词：

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X射线CT引导的小鼠皮下肿瘤精准照射

核电子学与探测技术 2024年第2期44卷 214-222页

作者：吴其蔚郑澄陈家豪杨益东中国科学技术大学物理学院工程与应用物理系合肥10358

临床前小动物放射治疗是探索放射生物学机制和开发新的癌症治疗方法的重要手段。传统的小动物放疗研究由于缺乏图像引导,剂量递送误差较大,影响治疗效果和实验效率。为了克服这一限制,本研究基于实验室自主研制的小动物精准放射治疗研... 详细信息

临床前小动物放射治疗是探索放射生物学机制和开发新的癌症治疗方法的重要手段。传统的小动物放疗研究由于缺乏图像引导,剂量递送误差较大,影响治疗效果和实验效率。为了克服这一限制,本研究基于实验室自主研制的小动物精准放射治疗研究平台,针对小鼠皮下肿瘤模型开发了一种图像引导放射治疗的方法。本方法在保证肿瘤控制的同时,可以最大限度减少对健康组织的损伤,更好地满足动物皮下肿瘤照射的需求。

关键词：放射治疗图像引导动物皮下肿瘤

带空气狭缝倒置结构的脊型硫系光波导后向受激布里渊散射研究

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物理学报 2024年第1期73卷 201-210页

作者：杨熙飞尚磊邹林儿沈云南昌大学物理与材料学院南昌330031

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^... 详细信息

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^(4)W^(–1)·m^(–1)的后向受激布里渊散射增益系数.研究显示在该结构的同种光学和声学模式下,更小的声光场有效模场面积具有更高的后向受激布里渊散射增益系数.还分析了硫系玻璃的光学损耗对后向受激布里渊散射的影响,发现当波导长度超过最优值后,斯托克斯光波功率开始下降,而增大泵浦光功率不仅可以提高斯托克斯光波功率的极大值,同时还会增大波导长度的最优值.当所输入的泵浦光功率为20 mW时,受激布里渊散射增益达到100 d B波导长度仅需要2 cm,这非常有利于光子器件的片上集成.

关键词：受激布里渊散射硫系光波导有效模场面积光学损耗