西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048
提出一种新型的侧向纯转动拉曼散射激光雷达探测技术，其采用双基地的收发系统结构，利用侧向接收系统的俯仰扫描功能实现对与温度具有相反依存关系的高低量子数的侧向纯转动拉曼散射光谱的探测，该技术为从地表到特定高度大气温度的无盲区探测提供了技术支持。侧向纯转动拉曼散射激光雷达的初步观测实验采用整段等距离分辨率和分段等距离分辨率两种云台转动方案，反演结果表明侧向纯转动拉曼散射激光雷达可实现1400 m高度范围内大气温度的精细探测，且分段等距离分辨率云台转动方案在近地表312 m高度范围内能够获得更为精细的大气温度空间分布特征。
大气光学 激光雷达 近地表大气温度 侧向纯转动拉曼散射 无盲区探测 俯仰扫描
为了进一步增大光纤应力传感的测量范围, 设计了一种基于涡旋光束与平面波光束干涉的光纤马赫-曾德尔干涉型(MZI)应力传感器, 提出一种新型应力解调模型。利用主成分分析法提取了叉状干涉图样集的主要特征, 得到两光束间相位差与其对应干涉图样对于主要特征的相关系数之间的关系, 并根据应力-相位差关系, 进而得出了应力与相关系数之间的关系; 搭建了基于涡旋光束与平面波光束干涉的应力传感实验系统, 研究了系统的应力传感响应特性。实验结果表明: 该传感器的应力响应灵敏度为0.25694 rad/MPa, 最大应力测量量程为3392 με。
涡旋光束 平面波光束 叉形图 主成分分析法 马赫-曾德尔干涉 vortex beam, plane wave beam, fork graph, principa
河北大学 物理科学与技术学院，河北 保定 071002
采用光致荧光发射谱(PL)和时间分辨荧光发射谱(TRPL)研究了GaAs间隔层厚度对自组装生长的双层InAs/GaAs量子点分子光学性质的影响.首先，测量低温下改变激发强度的PL谱，底层量子点和顶层量子点的PL强度比值随激发强度发生变化，表明两层量子点之间的耦合作用和层间载流子的转移随着间隔层厚度变大而变弱.接着测量改变温度的PL谱，量子点荧光光谱峰值位置(Emax)、半峰全宽及积分强度随温度发生变化，表明GaAs间隔层厚度直接影响到量子点内载流子的动力学过程和量子点发光的热淬灭过程.最后，TRPL测量发现60 mL比40 mL间隔层厚度样品的载流子隧穿时间有明显延长.
载流子 光致荧光 时间分辨 自组织量子点 光谱 Carrier Photofluorescence Time-resolved Self-assembled quantum dots spectrum
1 河北大学 物理科学与技术学院 河北省光电信息材料重点实验室，河北 保定 071002
2 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室，北京 100038
光与物质的相互作用可以产生许多奇特的量子光学现象, 电磁诱导透明和电磁诱导吸收是其中最典型的现象.本文在通常的Λ型三能级系统中引入射频场作用于激发态的精细结构能级之间，组成光学-射频双驱动场共同激发原子的相干跃迁，使系统的吸收特性出现电磁诱导透明和电磁诱导吸收两种量子相干效应.通过讨论双驱动场开启后直到系统达到稳定的量子相干过程，分析电磁诱导透明和电磁诱导吸收随时间的产生和转化，得到两种量子相干现象之间的关联性及对其进行量子调控的方法.
射频场 双驱动 量子相干过程 原子 电磁诱导透明 电磁诱导吸收 Radio-frequency field Two-photon coupling Quantum coherence process Atom Electromagnetic induced transparency Electromagnetic induced absorption
哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对近红外无创血糖检测过程中噪声对血糖浓度模型精度和稳定性的影响, 提出用自适应噪声总体集合经验模态分解方法实现近红外光谱信号的去噪; 同时, 根据原始信号曲率和分解后本征模态函数(IMFs)曲率间的离散弗雷歇距离选择相关模态。首先, 将自适应噪声的总体集合经验模态分解方法引入近红外光谱去噪过程, 介绍了经验模态分解、集合经验模态分解、互补集合经验模态分解及自适应噪声总体集合经验模态分解的基本原理及具体实现过程。然后, 应用基于曲率和离散弗雷歇距离的自适应噪声总体集合经验模态分解改进算法对仿真信号和光谱信号进行去噪, 并将其标准差和信噪比作为评价指标。实验结果表明: 应用提出的方法得到的血糖浓度近红外光谱数据其标准差为0.179 4, 信噪比为19.117 5 dB, 实现了信号与噪声的分离, 改善了重构信号质量, 具有良好的自适应性, 可以有效识别并提取有用信息。
无创血糖检测 近红外光谱 信号去噪 自适应噪声总体集合经验模态分解 曲率 离散弗雷歇距离 non-invasive blood glucose detection near infrared spectroscopy signal denoising Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition wit curvature discrete Frechet distance
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
2 中国科学院半导体研究所, 北京 100038
3 河北北方学院 物理系, 河北 张家口 075000
建立微波驱动基态精细结构跃迁的Λ型三能级系统, 研究基于自发辐射相干控制的电磁感应透明诱导无反转光放大效应.微波场作用于基态精细结构能级之间, 产生3个透明窗口, 利用适当角度的自发辐射相干效应与电磁感应透明耦合, 实现透明向光放大的转化.结果表明, 透明转化为光放大时, 激发态与基态能级之间以及两个基态能级之间均不出现粒子数反转, 但在产生光放大的过程中必须经历两个基态能级出现粒子数反转的状态.调节微波场的频率失谐量可以改变基态能级上的粒子数分布, 有利于无反转光放大的产生.
自发辐射相干 微波场 电磁感应透明 无反转光放大 Λ型三能级系统 Spontaneously generated coherence Microwave field Electromagnetically induced transparency Amplification without inversion Lambda type three-level system
1 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
2 西安文理学院 物理与机械电子工程学院, 西安 710065
利用1064 nm Nd: YAG激光器研究了激光诱导铁条等离子体的特征参数。为了减小测量误差和谱线自发辐射跃迁几率不确定性带来的计算误差，采用改进的迭代Boltzmann方法精确求解铁等离子体的电子温度为8058 K。Lorentz函数拟合Fe I 376.553 nm得到等离子体的电子数密度为8.7×1017 cm-3。分析表明等离子体的加热机制主要是逆轫致过程，其吸收系数是0.14 cm-1。实验数据证实激光诱导铁等离子体处于局部热力学平衡状态和光学薄状态。
原子发射光谱 激光诱导击穿光谱 等离子体 电子温度 电子数密度 atomic emission spectroscopy laser-induced breakdown spectroscopy plasma electron temperature electron number density
1 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
利用半导体布洛赫方程，讨论了量子阱在沿其平面方向偏振的太赫兹场驱动下的光学吸收谱。研究结果揭示了半导体量子阱在沿平面方向偏振的强太赫兹场驱动下吸收谱的一些新奇效应，如主吸收的太赫兹边带、动态弗兰兹-凯尔迪什效应。太赫兹场的频率及其相位对探测场吸收谱的影响也很显著。
太赫兹复制峰 动态弗兰兹-凯尔迪什效应 子带间跃迁 半导体布洛赫方程 terahertz replicas dynamical Franz-Keldysh effect intersubband transition semiconductor Bloch equations
1 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定071002
2 中国科学院半导体研究所, 北京100038
3 河北北方学院物理系, 河北 张家口075000
构建双耦合场作用下的N-型四能级系统, 详细讨论系统的探测吸收特性随两个耦合场Rabi频率取不同值时的变化规律, 得到EIT、 Mollow和Autler-Townes双峰效应及其它们之间的相互转化规律。 通过找出N-型四能级系统中的多个跃迁通道, 将系统按跃迁通道拆分成多个子系统, 不同的拆分方法实现了不同跃迁通道之间的量子干涉, 从而使系统呈现出三种产生条件和物理本质不同的非线性效应。
电磁诱导透明 MOLLOW谱 耦合场 N-型四能级系统 Electromagnetically induced transparency(EIT) Mollow spectrum Coupling field N-type four level system
构造了一种二维砷化镓石墨点阵柱状光子晶体谐振腔.利用时域有限差分方法计算了这种光子晶体谐振腔TMy模的共振峰波长随应力和温度变化的情况.计算结果表明，这种谐振腔TMy模的共振峰波长随x、y方向的应力变化以及随应力环境的变化均具有较好的线性特性，其应力响应灵敏度为0.013 69 nm/Mpa，且这种谐振腔沿x方向和y方向的应力响应灵敏度相同；同时，这种谐振腔的共振峰主峰随温度呈分段线性变化趋势，且具有最大1.4 nm/℃的温度灵敏度.另外，计算结果显示，这种结构的光子晶体谐振腔具有很好的频率开关特性.
光子晶体谐振腔 应力 温度 开关 Photonic crystal resonant cavity Stress Temperature Make-and break key
