为了提升产品的可靠性,设计了一款工作在8～14 m波段的光学被动式无热化红外镜头。该镜头无需调焦即可在宽温度范围内清晰成像。系统选用可压型加工、适合大批量生产的新型硫系玻璃。本文中的光学镜头选用三片式结构,基于折/衍射原理设计而成,是一款光学被动式无热化镜头。该镜头的焦距为42 mm,F数为0.9,可匹配像元大小为14 m、像元数为640×512的非制冷长波红外探测器。这种镜头在-40 ℃～50 ℃温度范围内以及在全视场范围内均能清晰成像,其调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)在工作温度和全视场范围内均大于0.38@36 lp/mm,接近衍射极限。

本文用两格点的量子关联研究无序系统的多体局域化相变。利用精确对角化的数值方法计算了无规磁场下自旋-1/2海森堡链的相邻本征态的两格点量子失谐之差与量子纠缠之差。结果表明在遍历相,相邻本征态的两格点量子失谐之差随链长的增长而逐渐趋近于零;而在多体局域化相,随链长的增长仍保持相对较大的值,这是多体局域化本征态违背本征态热化假定的反映,因此,相邻本征态的两格点量子失谐之差是研究多体局域化相变的有效工具。同时,与相邻本征态的两格点量子纠缠之差相比,分析发现用有限系统的量子失谐研究多体局域化相变比量子纠缠更具有优势。

为了满足空间交汇对接飞行器姿态精确测量的要求,设计了一种中短距离使用的宽视场远心对接成像敏感器光学系统.该对接成像敏感器光学系统焦距f=10mm,成像范围为1.5~30m,视场角为54°,光谱范围为430~680nm,工作温度范围为-40~+40℃.为满足系统成像范围的要求,利用景深公式计算了不同入瞳直径和对准距离时的成像范围,给出了易于设计、检测和保证入瞳最大化的参数设计方案,并进行了光学系统设计和消热差设计.像质分析结果表明,设计结果在使用温度范围内均能满足像质要求,结构简单,易于加工装配.

为了研究铁磁薄膜材料在飞秒激光作用下的热化动力学过程,采用有限差分法对三温(3T)模型进行了数值求解,并结合飞秒抽运探测实验进行了分析。引进一个相当于自旋比热容常数的系数来描述自旋比热随自旋温度的变化趋势,对其合理性进行了详细研究。首先对镍铁合金薄膜在抽运激光下反射率变化进行了测量和模拟,修正后的模型模拟结果和实验结果吻合得较好,进一步研究了反射率变化峰值随激光功率的变化情况;其次对不同厚度的镍薄膜的超快热化动力学进行了分析,当薄膜厚度小于光透深度时,电子、自旋的峰值温度以及系统达到平衡时的温度显著升高,当薄膜厚度大于光透深度时,薄膜厚度的增大对热化动力学过程影响不大。

分析了衍射光学元件在红外折射-衍射混合光学系统中的消热差特性, 指出衍射光学元件本身对热差的贡献是微小的, 但它的特殊色散特性却在红外折射-衍射混合光学系统设计中间接地起到了消热差的作用。 设计了适用于3～5 μm波段的红外折射-衍射混合光学系统并进行了分析。