基于Landau-de Gennes理论, 研究了向列相同轴结构球形液滴的尺寸效应以及电场下的动力学过程。结果表明: 同轴结构在半径r≥6.5 μm的范围内稳定存在。当r≤5.1 μm时只存在双极结构, 5.2 μm≤r<6.5 μm时为双极结构与同轴结构均存在的双稳态。外电场存在时, 当0≤E/E0≤0.002 4(使用E0 对电场进行约化, E0=33.7 V/μm)时, 液晶分子逐渐沿电场方向排列; 当0.002 7≤E/E0≤0.003时, 弹性能、表面能和电场能相互竞争诱导出第一次结构转变, 使液滴内出现类双极结构; 当0.003 3≤E/E0 <0.013 4时, 赤道面内及附近指向矢垂直电场方向排列, 其余部分上下对称且沿电场方向排列; 当电场强度达到阈值Ec/E0 =0.013 4时, 发现第二次结构转变, 液滴内大部分液晶分子通过动力学过程实现了从中心轴到边界逐点沿电场方向的转动, 该现象首次在同轴结构液滴中出现。

在全面分析碱金属蒸气激光放大器的激光动力学与流体动力学过程的基础上,结合热效应、饱和放大效应、放大自发辐射、高能级激发与电离的影响,建立了一个相对完善的物理模型来模拟流动散热条件下半导体抽运碱金属蒸气激光放大器的输出特性。计算模拟了纵向和横向两种不同流动方式下,气体流速对输出功率的影响,比较分析了高抽运功率密度下各能级粒子数密度的变化趋势,最后模拟了各级放大器的功率分配比对提高级联放大器输出效率的作用。结果表明:在相同工作温度条件下,多个等长蒸气池和均等抽运光功率分配能让高级数放大器获得比低级数放大器更高的放大倍数。所提模型有助于高功率碱金属蒸气激光放大器的参量选择和优化设计。

报道了我们在85Rb热原子系统中利用远离共振的Raman动力学过程实现相干光信号存储与释放的实验研究。铷原子室采用μ-metal包裹消除环境磁场的影响,在双光子共振和单光子远失谐的条件下,我们测量了存储效率随存储时间及单光子失谐量的变化关系,得到的最高存储效率为 23.5％,寿命约为3.4 μs。

分别对五磷酸盐非晶材料(ErP5O14)在979.3, 803.8， 521.8， 450.0, 405.5和378.5 nm等光激发下所有能级的动力学过程在改进能量传递理论前后进行了数值模拟比较。 结果发现， 应用改进后的能量传递速率进行计算模拟的结果才是合理的， 其中在521.8， 450.0和378.5 nm光激发ErP5O14非晶时， 4I13/2→4I15/2和4I11/2→4I15/2跃迁的相对荧光强度的比值分别是979.3 nm光激发的2.11倍， 2.82倍和2.99倍， 均存在有效的4I13/2→4I15/2跃迁的红外量子剪裁效应。 该研究对于提高锗太阳能电池的转换效率具有潜在的应用前景。

脉冲激光烧蚀高定向热解石墨(HOPG)是制备富勒烯、碳纳米管等碳纳米材料的重要方法之一。研究和认识飞秒脉冲激光烧蚀高定向热解石墨的超快物理过程，可以为探索飞秒激光烧蚀制备各种碳纳米材料提供重要的实验和理论基础。利用抽运探测技术记录了0.33~20 J/cm2不同激光能流下50 fs激光脉冲烧蚀高定向热解石墨在0~9 ns时间窗口内的超快动态过程，并且比较分析了烧蚀高定向热解石墨和烧蚀铝靶的差别。实验发现，随着入射到高定向热解石墨表面的激光能流从20 J/cm2下降到0.33 J/cm2，光热机制导致的物质去除逐渐减少，光机械机制的应力释放导致的大颗粒物质喷射逐渐成为主要的物质去除过程。分析表明，靶材的吸收系数是导致高定向热解石墨和铝靶烧蚀动态过程不同的主要因素。

报道了通过建立速率方程描述掺Er3+五磷酸盐的动态布居过程, 计算得到ErP5O14晶体在650 nm激光激发下的所有能级的动力学过程和抽运功率的影响。自发辐射过程、抽运光子的吸收、相应的受激辐射过程、多声子无辐射弛豫过程、所有可能的能量传递过程都包括在速率方程里。研究发现, 在650 nm激光功率达到103～105 W程度时上转换发光就很强且上转换行为很好, 4I15/2的稳态布居几率可以小到0.0617, 4F9/2的稳态布居几率可以快速增加到0.362的高水平然后缓慢地减小到0.0374的稳态值, 它意味着4F9/2的布居已经转换到更高的能级了, 在4S3/2能级可以有高达0.212的布居几率, 它会导致543 nm的强的上转换发光。在4G9/2能级可以有高达0.160的布居几率, 它会导致379 nm的强的上转换发光。

运用键图理论建立了爬壁机器人负压吸附动力学过程模型,并对其进行了仿真及实验分析.针对爬壁机器人的特点,对负压吸附系统的技术要求进行了详细分析,设计了高效率负压吸附系统.在对负压吸附系统进行合理的假设和流体力学分析的基础上,运用键图理论针对不同物理域具有参数等效的特点,把负压吸附流体系统参数等效为机械动力学中的力、位移、刚度和阻尼;负压吸附动力学模型等效为一阶的机械系统,建立了键图模型,应用20sim软件进行仿真.仿真结果显示,爬壁机器人负压吸附过程在负压形成过程中是一阶响应过程,系统响应时间为1.5 s.最后进行了试验测试,测试结果证明了所建立模型的正确性.

研究了一种新型的卟啉侧链聚合物丙烯腈丙烯酸卟啉酯共聚物{poly[porphyrin acrylate-acrylonitrile] (p[(por)A-AN]}的链间和链内的卟啉分子的相互作用对聚合物薄膜发光性质的影响。通过采用飞秒荧光光谱技术测量了p[(por)A-AN]薄膜的荧光动力学过程。测量结果表明：纯p[(por)A-AN]薄膜(～450ps)显示出了比混合物薄膜p[(por)A-AN]/polystyrene (PSE)(～1.3 ns)快得多的荧光弛豫过程。而p[(por)A-AN]/PSE混合物薄膜显示出较纯p[(por)A-AN]薄膜增强的荧光效率。 增加p[(por)A-AN]分子内卟啉侧链基团的浓度导致纯p[(por)A-AN]薄膜和p[(por)A-AN]/PSE 混合物薄膜的荧光效率的增强和寿命(由近26 ～36 ps)的增加。 分子间和分子内卟啉侧链基团之间的无辐射能量转移和分子内卟啉侧链基团的旋转运动在p[(por)A-AN]的荧光动力学过程中起着重要的作用。

利用碰撞辐射平衡和离化平衡下的等离子体X射线发射谱理论,对镁元素等离子体在中低电子密度、中高电子温度范围内,以碰撞激发、共振激发、离化、辐射复合和双电子复合等动力学过程为主的Mg10+、Mg9+和Mg8+三离子体系X射线谱进行了理论模拟,得到其X射线光谱,反映出X射线辐射谱波长、强度同电子温度之间的关系,得到了等离子体诊断所关心的电子温度的定性关系.

分析了纳秒脉冲纵向放电的Ne-CuBr紫外激光的动力学过程,建立了一个完整自洽的物理模型。计算了放电参量、主要能级的粒子数密度、电子温度、气体温度、光脉冲强度等的时间演化行为,明确了激光上、下能级粒子数反转的形成过程和激光发射机制,定量解释了放电管口径、放电参量等对激光输出特性的影响。