本文就近二十年来国际上用于三维限制中性原子运动的磁囚禁原理、方案、特点及其最新发展进行了系统介绍与综述.根据构成磁阱的装置大小、磁场特征以及产生磁场方式的不同,可以将囚禁原子的各种磁阱分为宏观静磁囚禁、微观静磁囚禁和微波或交流磁囚禁三大类.最后,文章简单介绍了中性原子磁囚禁技术在玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和原子芯片中的最新应用.

本文描述了自由空间光通信在现代通信技术中的优势及其关键技术.同时,简单描述了国内外自由空间光通信技术的发展现状.

本文根据三级像差理论,讨论了满足系统为会聚光路、系统遮拦比|α|＜1两个条件的两镜系统,分析了以消球差SⅠ=0为初始条件,同时校正其余像差系数SⅡ,SⅢ的系统.对在不同非球面系数条件下,主镜、副镜的面形以及比较半径R1,R2随遮拦比α和放大率β的变化作了分析,并总结了现有已命名的经典系统.

本文使用时域有限差分法研究了六种不同折射率分布的圆柱型光学微腔,计算了不同阶径向回音壁模式的能量分布和在棱镜耦合状态下的品质因数,分析了渐变型和突变型折射率分布对微腔性能的影响.在此基础上讨论了通过改变折射率分布来选择性增强特定阶模式和改善微腔性能的途径,这对微腔研究与应用的进一步发展具有一定的指导意义.

运用量子力学密度矩阵算符理论,推导出在一种特殊非对称量子阱中的光整流系数的解析表达式.最后利用典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱进行数值计算,得到了系统的非线性光整流效应和量子阱的非对称性以及入射光子能量之间的变化规律,并在此特殊量子阱中得到了较大的光整流系数,从而为实验上制作较好的非线性材料提供了一种可行的途径.

利用微波放电电离质谱装置,分别通过N2与O2、水蒸气与空气的微波放电,产生了大气中存在的NO+和H3O+.(H2O)n离子,动力学过程的分析和讨论表明这几种离子是由大气中的初始反应离子N+2、N+、O+2、O+与周围环境中的原子、分子经过一系列的离子-分子反应产生的.这一结论也同时模拟了大气中NO+和H3O+.(H2O)n的形成过程.

提出了一种新型的连续激光振铃吸收光谱方法,采用由高反射率腔镜组成的谐振腔作气体吸收池,通过压电晶体对谐振腔以4 Hz频率进行扫描调制,对连续波激发光源在一定光谱范围内以0.001 Hz的低重复频率进行同步光谱扫描,让振铃腔与激光频率形成共振.通过探测腔模的透射峰光强,获得光谱信息.采用该技术在0.5 mbar的极低气压下,探测到CO2在6537 cm-1和6577 cm-1附近的弱吸收谱线(10-27-10-26cm-1/(molecule.cm-2),其检测灵敏度远高于常规红外吸收光谱方法,为气态原子、分子和离子的微量探测提供了高灵敏度的光谱分析方法.

本文介绍了差分光学吸收光谱法(DOAS)测量大气污染气体浓度的基本原理.DOAS方法就是利用氙灯发出的紫外-可见光,经望远镜准直后再经过一段距离的传输,由望远镜来接收.在传输中,由于各种不同的分子在不同的波段对光有不同的吸收特征,使光谱具有了污染物的特征,再通过与光源发出的光进行比较,反演这些气体在大气中浓度.我们将DOAS方法应用在监测有机物上,在分析光谱的过程中,应用多项式拟合和最小二乘法,从?返卮硬饬抗馄字欣捶囱莩龃笃形廴酒宓呐ǘ?文中用DOAS方法测量了苯和甲苯的样品,并分析了结果,结果和理论吻合.可为环境中有机污染物监测提供可靠的方法.

本文报道了激光二极管端面泵浦的多晶Nd:YAG(polycrystalline Nd:YAG ceramic)1.32 μm连续激光器的实验研究.在泵浦功率为2.1 W时,激光达到阈值开始输出;在泵浦功率为9 W时,输出功率达到690 mW,斜率效率为11%.据我们所知,这是目前报道的功率最大的多晶Nd:YAG 1.32μm连续激光器.

报道了一种二极管泵浦的被动调Q Nd:GdVO4/KTP腔内倍频绿光激光器,在注入泵浦功率为7 W时,得到了平均功率为109 mW、脉冲宽度为30 ns、重复频率为40 kHz,峰值功率为91 W的被动调Q脉冲绿光输出.

本文介绍了Yb:YAG激光晶体的能级结构和吸收、发射光谱;研究了端面泵浦全固化Yb:YAG薄盘激光器的输出特性,获得了功率为2.1 W的1030 nm激光输出,光光转换效率为15%,斜效率为24.3%.

本文提出一种基于大的红失谐的高斯光束的冷原子光导引的模型,并且运用数值模拟计算了冷的87Rb原子团在这样的光导引中的量子动力学规律.计算的结果和我们预期的比较符合,而且我们发现导引光束的失谐量和光强对冷原子的有效导引长度有很大的影响,当失谐越大,光强越小,有效导引长度越长.

文中我们针对声光双稳态混沌系统提出了参数调制的方法实现保密通信,计算研究表明,参数调制虽然对混沌系统有一定的改变,但并不改变该系统的伪随机的特性,我们还计算模拟了该方法,并讨论了对其的影响因素.

研究了存在Kerr介质时,耦合双原子与双光子相互作用系统粒子布居数的时间演化规律,讨论了介质与光场的耦合强度、光场的初始压缩因子和原子的初态对粒子布居数时间演化的影响.

研究Kerr介质中,非旋波近似下两个二能级原子与单模光场相互作用系统的原子占居态几率的时间演化,讨论了Kerr效应和虚光场效应对原子占居态几率的影响.结果表明:虚光场的影响使原子占居态几率的时间演化曲线中出现量子噪声,光场频率ω的增大使量子噪声减小,原子间耦合系数g的增大使各能级原子占居态几率曲线的振幅减小,Kerr介质常量μ的增大使原子停留在初始状态的几率增大.

提出一种基于改进的基因算法的提高激光干涉CCD计量精度的数据处理方法,并将该方法与传统基因算法作余弦曲线拟合以及最小二乘法作二次曲线拟合进行比较.结果表明,用改进的基因算法优化,不但解决了CCD光学干涉计量中像素尺寸以及图像采集卡空间量化误差对测量精度的影响,而且解决了目标函数多极值问题,从而干涉条纹可获得高于光敏像素级定位精度.最后将干涉条纹的光强精确地拟合出来,讨论曲线拟合误差,表明该算法具有很好的鲁棒性和自适应能力.

在有效质量近似下,考察了一个特殊量子点量子阱体系中的电子与空穴束缚态能级结构,以CdS/HgS和ZnS/CdSe构成的量子点量子阱为例进行了数值计算.结果显示,束缚态的本征能量对量子点量子阱的尺寸依赖曲线存在一些拐点,这一结果与均匀量子点体系明显不同;对某个固定的量子点量子阱结构,随量子数n的增加,CdS/HgS量子点量子阱体系中的束缚电子态的能级间隔不是单调增加的,在某些量子数n处存在峰值,而ZnS/CdSe量子点量子阱体系中的空穴束缚态的能级间隔则是单调增加的,这是由构成量子点量子阱的材料的有效?柿勘嚷什煌斐傻?

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3 nm和6 nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843 nm和942 nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因.

本文以晶格中原子的扩散理论为基础,分析了四元系InGaAsP半导体材料中Ⅲ、Ⅴ族原子的扩散规律,建立了量子阱和超晶格结构中量子阱混合(QWI)的理论模型,模拟计算了半导体材料中组分浓度与扩散长度的关系,以及应变与扩散长度的关系,计算分析了应变对量子阱带隙、带结构和量子跃迁的影响,获得了一些有价值的结论,为量子阱混合试验和量子阱及超晶格集成器件的开发和研究提供了重要的理论基础.

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和二维的纳米结构样品,用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构,并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟,测量并计算出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布,并且反馈控制加工过程,优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件.我们测量出样品横断面锗纳米团簇和纳米层的PL发?馄?我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点组成的几个纳米厚的盖帽膜结构,我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度匹配公式的理论模型与实验结果拟合得很好.

焦面上的成像质量分析是红外导引头测试的重要内容.图像处理是自动聚焦前必需完成的重要工作,而调焦函数的选取是自动聚焦的关键技术.本文介绍了光斑图像处理的方法及常用聚焦算法的原理.聚焦的控制流程采用传统的登山随动自动搜索法,由于VISUAL C++的实时性不够理想,本试验结合实际编制合理可靠的算法,提高聚焦速度且能达到较高的精度和重复性,获得了理想的效果.

本文设计加工了细水雾发生器,并且应用三维LDV/APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)系统对其产生的细水雾雾场特性参数做了有效的测量,并在此基础上进行了细水雾抑制液体火有效性的模拟实验.利用热像仪、热电偶和摄像机等仪器研究了这种细水雾抑制熄灭煤油火和酒精火的过程.实验结果表明细水雾技术具有应用在灭火系统上的可行性,并具有优越的特点.

用自行研制的探空仪于1999年6月在东海进行了探空实验,得到了海面上大气温度、湿度、气压、C2n廓线.资料分析表明:800m以下海面上温度的日变化不超过3℃,逆温强度较弱.当纬度增加1℃,海表面气温减少1℃.C2n随高度迅速下降,从海表面直至500m达到相对小的区域,在500～2000 m高度内C2n基本上保持不变.湍流峰值往往出现在位温梯度较大的地方.并对海面上位温廓线日变化进行了数值模拟.

根据室内模拟大气边界层的需要,开发了适合于水中温度场和速度场测量的快速响应设备.采用铂电阻传感器多探头测量温度场,速度场采用片光源流动显示及PTV数据处理技术.温度和速度测量设备响应快,分辨率高,为室内模拟研究提供了可靠的实验手段.文中分析了温度和速度测量的系统误差和偶然误差,并提出了速度测量改进方法.