磁流体包覆的无芯-单模-无芯光纤结构的磁场传感特性

基于磁流体包覆的无芯-单模-无芯光纤的磁场传感结构中,无芯光纤起激发单模光纤的包层模并实现芯模-包层模干涉的作用.实验测量了该传感结构在不同外界磁场强度和温度下的透射光谱,研究了其磁场传感性能及环境温度对传感性能的影响.结果表明,随外界磁场强度的增加,波长在1 462nm和1 477nm位置附近的干涉谷均发生红移,其相应的磁场传感灵敏度分别为67.28pm/Oe和49.82pm/Oe;波长在1 462nm位置附近的干涉谷随温度的增加发生蓝移,干涉谷随温度变化的灵敏度为37.8pm/℃,该传感结构制作简单、灵敏度高,有很好的应用前景.

环境温度对纳米磁流体场诱导光学双折射的影响

在20～80℃温度范围内,研究了两种浓度的铁氧体(主要成分为Fe3O4)磁流体在一系列固定磁场强度(场强范围为0～200mT)下的双折射与温度的关系.结果表明不同浓度磁流体的双折射具有类似的磁场和温度依赖性.固定磁场强度时,磁流体的双折射值与温度成反比;而温度恒定时,磁流体的双折射值与外磁场的强度成正比;在相同磁场强度、恒定温度下,高浓度磁流体的双折射值比低浓度磁流体的大.详细分析了实验结果,并深入讨论了磁流体双折射的温度、场强和浓度依赖性的物理机理.

磁光玻璃费尔德常数的波长依赖性和磁光玻璃光纤电流传感器中存在的问题

介绍了磁光玻璃的费尔德常数与工作波长的关系。对ZF1、ZF6磁光玻璃样品,测试了不同工作波长下的费尔德常数。实验值和理论值基本一致,并指出了误差来源。最后,分析了磁光玻璃应用在磁光玻璃光纤电流传感器中存在的问题。

纳米磁性液体的分散稳定性分析

从纳米磁性液体中磁性颗粒的沉淀和团聚的角度分析了磁性液体稳定分散的条件,讨论了在外场下磁性颗粒的尺寸对其沉淀的影响,并引入势能的概念定量研究了决定磁性颗粒团聚体形成的3种主要作用力.利用数值计算的方法,讨论了3种相互作用势能以及净势能与磁性颗粒间表面间距和表面活性剂层厚度的关系.结果表明,增大表面活性剂层的厚度是避免磁性颗粒团聚体形成的关键措施.

磁光玻璃光纤的偏振特性及其在全光纤电流传感器中的应用

在磁光玻璃裸光纤偏振特性研究的基础上,研制磁光玻璃光纤,偏振特性及其在全光纤电流传感器中的应用。将采用模管法拉制成的磁光玻璃光纤置于亥姆霍兹线圈产生的磁场中,当线偏振光通过该光纤时,其偏振面旋转一定角度,把该角度转换成光信号的强度,然后再用仪器进行检测。通过对线偏振光偏振面在磁场中的偏振特性的测试与实验,提出用磁光玻璃光纤构成的全光纤电流传感器,可用于电流和磁场测试。

基于几何遮蔽效应和法拉第旋光效应耦合的磁流体偏振光透过率

根据几何遮蔽效应和法拉第旋光效应耦合原理给出的解析表达式,通过数值模拟计算,研究了磁流体的纵场诱导偏振光透过率及磁流体的浓度、液态介电常量、磁性颗粒磁偶极矩热能比和单位磁性颗粒团聚体所含磁性颗粒数量四个参量的变化对其偏振光透过率的影响.结果表明,磁流体的浓度、液态介电常量和磁性颗粒磁偶极矩热能比对其偏振光透过率有显著影响,低浓度样品的偏振光透过率随着纵向磁场强度的增大而线性增加,而高浓度样品则随着纵向磁场强度的增大呈现振荡变化的特性.在一定范围内,磁流体偏振光透过率随其液态介电常量εliquid和磁性颗粒磁偶极矩热能比μd/(kT)的变大而增加.而单位磁性颗粒团聚体所含磁性颗粒数量对其偏振光透过率没有影响,磁流体参量依赖的偏振光透过率在低磁场区域和高磁场区域有明显区别.提出了磁流体纵场诱导偏振光透过率在几类光子器件中的可能应用.

磁流体的Shliomis体积特性研究

根据Shliomis体积满足的解析关系式,理论分析了磁性颗粒浓度、环境温度和外磁场强度与方位对磁流体的Shliomis体积的影响,并通过数值模拟计算进行了定量的研究.结果表明,磁流体的Shliomis体积随磁性颗粒浓度的增加而增加;随环境温度的增加而减小,在远离磁流体熔点温度时趋于稳定值;随外磁场强度的增加而增加,且与外磁场和磁矩方位夹角有关.纵观各种因素,磁流体的黏度对其Shliomis体积的影响起着关键的作用.研究结果有助于深入了解磁流体中固体磁性颗粒磁矩的弛豫现象.

布朗运动对纳米磁流体电学特性的影响

通过电加热的方法改变磁流体的温度,影响磁流体中磁性颗粒(以下简称为磁性颗粒)作布朗运动的剧烈程度,进而研究布朗运动对磁流体电学特性的影响.分析了磁流体电传输的微观过程以及传导电流依赖于布朗运动的物理机理,解释了实验现象.设定了一个合适的指数衰减函数,用其对散热过程的传导电流进行拟合,得出了磁流体的散热特征时间,表明通过对磁流体布朗运动相关的电学特性的研究,可间接地研究其热扩散过程.

理工科大学生科技创新能力培养的探索与实践--以物理实践平台的创建和实施为例

大学生创新意识、创新精神和创新能力的培养是储备创新人才、实施科技创新的重要环节。分析了传统理工科物理教育方式在大学生科技创新能力培养方面的不足,结合长期的理工科物理教学经验,在上海理工大学进行了以理工科物理教育为基础的实践教学改革。通过物理课外创新制作、物理科研实践计划、物理学术竞赛活动等系列物理实践平台的创建和实施,有力地促进了大学生科技创新能力的培养,构建了具有理工科特色的科技创新人才培养体系。

磁光玻璃费尔德常数的色散特性研究

本文对磁光玻璃的费尔德常数与工作波长的关系进行了理论分析和实验研究。首先由色散理论导出磁光玻璃的费尔德常数的波长依赖性，然后将ZF1、ZF6磁光玻璃加工成实验样品，测试了不同工作波长下的ZF1、ZF6磁光玻璃材料的费尔德常数，并将实验值和理论值进行了比较，分析误差产生的来源。在文章的最后，推导出费尔德常数的色散特性，讨论了磁光玻璃应用在磁光玻璃光纤电流传感器中存在的问题。

大学物理期末考试成绩的特点与思考

本文对两个班级的大学物理期末考试成绩进行了详细的统计分析,归纳比较了两个班级的成绩特点。结合学生平时的不良学习记录情况,对两个班级成绩特点和差异产生的诱因进行了阐述和解析。大量具体的统计数据表明,学习态度和学风问题与期末考试成绩具有密切的联系。

二向色性对磁性液体波片性能的影响

给出了线偏振光通过具有二向色性λ/4波片后偏振特性的解析式。以一种典型的磁性液体实验数据为基础,借助计算机进行数值模拟,讨论了二向色性对λ/4磁性液体波片性能的影响。模拟结果显示,考虑λ/4磁性液体波片的二向色性在多数情况下是重要的和必要的。研究结论表明:磁性液体作为一种磁场诱导双折射和二向色性共存的材料,用在偏振光学中,有必要考虑其二向色性。

导波光学教学中加强创新教育的几点探讨

导波光学是光学有关专业的一门重要前沿课程,传统的教学内容和教学方法不利于现代创新实践教学的需求。本文结合笔者实际教学和科研工作经验,从教学方法、教学内容等方面探讨如何在导波光学的课堂教学中融入创新教育,提高学生的学习积极性和对有关科学问题的兴趣,培养创新意识。

纳米α-Fe_2O_3/SiO_2复合材料的制备及磁性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(Eth)、Fe(NO3)3.9H2O和盐酸(HCl)为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了纳米-αFe2O3/SiO2复合材料。同时研究了热处理温度以及Fe2O3浓度对纳米复合材料-αFe2O3/SiO2的形成及磁性能的影响。结果表明:纳米-αFe2O3/SiO2复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe2O3最佳浓度为40%(质量分数)左右,相应的纳米-αFe2O3/SiO2复合材料的磁性能也是最佳的。

用水解法制备水铁矿纳米团簇

提出了使用CuO增强Fe(NO_3)_3溶液水解制备水铁矿(Fe_5O_7(OH)·4H_2O)纳米团簇的方法。将适量的CuO粉末加入到沸腾的Fe(NO_3)_3溶液中,将发生沉淀反应生成纳米尺寸的铁氧化物。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计、X射线能谱仪、X射线光电子能谱分别对沉淀生成的产物的形态和大小、磁化强度、晶体结构和化学组成进行表征。产物是由大小约6.13nm的微粒聚集形成的弱磁水铁矿纳米团簇。纳米团簇表面吸附有少量Fe(NO_3)_3,大小约为40nm。本文提出了一种通过增强水解制备纳米尺寸氧化物的新方法。

大众化教育形式下大学物理分层次因材施教的实践与探索

在高等教育大众化背景下,探索和实践大学物理课程分层次因材施教的教学模式。通过在课堂授课、作业练习、答疑辅导及学习资料等环节的分层次教学活动,使不同层次的学生都能在适合的学习环境中得到最优发展,力争帮助每一位学生圆满完成大学物理课程的学习。

牛顿环与等倾干涉教学中的一点体会

针对大学物理及光学课程中容易混淆的等倾干涉形成的明暗相间的圆环和等厚干涉中的牛顿环进行了研究,分析了牛顿环等厚干涉与等倾干涉明暗相间圆环条纹形成的原理和特点,并就两种形相似而实不同的干涉条纹的区别和联系进行了比较,从而帮助理解这两种干涉的本质区别,有利于同学们理解和掌握.

经Fe(NO_3)_3处理的γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合纳米微粒分析

目的研究经Fe(NO3)3处理后γ-Fe2O3/Ni2O3复合纳米微粒稳定分散在磁性液体中的机理。方法使用共沉淀法制备Fe OOH/Ni(OH)2前躯体,经Fe Cl2溶液处理后得到以γ-Fe2O3为核心,Ni2O3在外层,Fe Cl3·6H2O在最外层的核-壳结构γ-Fe2O3/Ni2O3复合纳米微粒。用硝酸铁溶液对其进一步处理,使微粒表面性质稳定以适合配制离子型磁性液体。使用振动样品磁强计、透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对硝酸铁处理后复合纳米微粒的磁性、形态、晶体结构、化学组成及结构进行分析。结果经硝酸铁处理后,微粒的磁性减弱,粒径略微变大,约为11 nm,但位于微粒核心的主要成分γ-Fe2O3保持不变,且在微粒表面包裹了一层Fe(NO3)3·9H2O抗腐蚀层。结论经Fe(NO3)3处理后微粒表面包裹的抗腐蚀层及配制磁性液体时微粒表面吸附同种H+或OH-形成的静电斥力,使微粒在磁性液体中稳定分散。

经不同浓度FeCl_2溶液处理的γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合纳米微粒的结构及磁性研究

使用化学共沉淀法制备FeOOH/Ni(OH)_2前躯体,经FeCl_2溶液处理后得到表面包裹2FeCl_3·5H_2O层的γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合磁性纳米微粒。分别制备了经不同浓度FeCl2溶液处理后的复合磁性纳米微粒,并通过振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的结构和磁性能进行分析。实验结果表明,微粒的磁性并不随FeCl_2处理液浓度的增加而单调变化。文中系统分析了FeCl_2溶液浓度对所制备微粒的磁化性质、形态及化学成分的影响。

纳米磁流体的光学特性及其在可调谐光子器件中的应用

纳米磁流体是由纳米级的强磁性颗粒高度弥散于某种液体之中所形成的稳定的胶体体系。本文对纳米磁流体的激光自诱导热光学特性和磁致双折射效应进行了实验研究和理论分析，并且探索了纳米磁流体在新型可调谐光子器件上的应用。首先实验研究了纳米磁流体的激光自诱导热光效应，观察到了由于热透镜效应而形成的远场干涉环，并且对此种效应进行了理论上的分析。实验还发现外加平行磁场对这种效应具有抑制作用，并对这种抑制效应的物理机理给出了理论解释。在此基础上，研究了基于该效应的光学限幅的应用。