“因专施教”大学物理教学改革探究

在分析大学物理教学现状的基础上,提出“因专施教”精准式大学物理教学改革模式.以调研为依据制定符合各个专业特征的教学内容,突出级联问题驱动和案例教学相结合的教学法,实施过程考核、期末考核和专业关联考核相结合的综合考核模式,真正体现新工科建设过程中大学物理教学的基础作用和服务新工科的辅助功能.

理工结合与创新教育深度融合研究生培养模式研究与探索

理工结合与创新教育融合是培养具有扎实专业基础和创新能力的创新型应用人才的有效途径,理工结合与创新教育的深度融合具有内在契合性,将二者紧密结合,既能夯实创新教育的底层建筑基础,又能促进理科与工科的深度融合。故分析两种教育的内在联系,针对我校光学工程专业研究生,从理工结合与创新教育的契合原理、理工结合与创新教育深度融合研究生培养的课程体系建设、授课教师队伍搭建及保障体系等方面进行研究与探索,构建理工结合与创新教育深度融合的研究生培养新模式。

奇偶探测超分辨率折射率测量的理论研究

传统波动光学法测量样品折射率所采用的探测方法主要是强度探测和波长探测。波长的最佳检测器件为干涉型光谱仪,干涉型光谱仪是通过光功率计测量信号强度、分析条纹数目变化及所对应的光程差,进而计算出信号光波长,因此,其本质仍是以强度探测为基础的。然而,利用强度探测干涉信号,分辨率受经典衍射极限限制,很难得到进一步提升。为了解决这一瓶颈问题,本文提出利用奇偶探测突破经典分辨率的极限限制,实现超分辨率折射率测量。根据量子探测与估计理论,推导了奇偶探测和强度探测折射率测量信号及其灵敏度表达式,并进行了数值对比分析。同时,研究了损耗对系统输出信号分辨率和灵敏度的影响。数值结果表明:奇偶探测分辨率是强度探测的2π √N倍,实现了超分辨率折射率测量,最佳灵敏度达到了折射率测量散弹噪声极限λ/(2π/√N)损耗降低了信号的分辨率和灵敏度,除极大损耗和极低光子数外,奇偶探测信号分辨率始终优于强度探测。最后,从探测手段本身出发分析了奇偶探测超分辨率折射率测量的物理本质。

线性和二次电光效应下小振幅相干耦合空间孤子对（英文）

研究了线性和二次电光效应共存的单光子光折变介质中小振幅情况下两个沿同一直线传播的空间光孤子间的相干耦合现象。研究结果表明在适当的条件下可以形成相干耦合暗-暗、亮-亮孤子对,得到了相干耦合孤子对的光场方程、解析解和孤子对宽度的表达式。线性和二次电光效应间的相互作用而产生相互增强、减弱甚至抵消的光折变效应对这些孤子对的形成、性质和传输规律具有重要的影响。另外,就两相干入射光的初始相位差、强度比和外加电场等三个因素对小振幅相干耦合孤子对的产生条件和性质的影响进行了详细的讨论。最后,采用微扰法分析了小振幅情况下亮-亮孤子对的自偏转效应。

双光子光折变介质中基于两种电光效应的相干耦合孤子对

研究了线性和二次电光效应共存的双光子光折变介质中沿同一直线传播的两空间光孤子间的相干耦合现象,从理论上证实了在适当的条件下相干耦合的亮-亮和暗-暗孤子对的存在。结果表明,这些相干耦合孤子对的形成、性质和传输规律依赖于介质内线性和二次电光效应间的相互作用(即相互增强、减弱甚至抵消)。详细分析了两相干入射光的初始相位差、强度比和外加电场等三个方面对相干耦合孤子对宽度及亮-亮孤子对的自转向过程的影响,为相干耦合孤子对在实际中的应用奠定理论基础。

基于奇相干叠加态的超分辨率量子激光雷达

研究了基于奇相干叠加态的超分辨量子激光雷达方案。根据量子光学理论,分别推导了基于传统的强度差探测,量子信息中的投影测量和奇偶光子数分辨探测方式的输出信号的表达式并进行了分析和讨论。通过以上的分析和讨论,重点研究了奇偶光子数分辨探测方法。同时借助数值计算展示了基于奇相干态联合奇偶光子数分辨探测的超分辨率激光雷达的两种超分辨率特征,即窄峰型和多重窄峰型的干涉条纹。最后,从模型本身出发解释了多重窄峰型超分辨的物理机理。

实际环境对量子激光雷达性能的影响(英文)

研究了损耗和相位噪声对奇相干态(OCRS)量子激光雷达性能的影响。利用条件概率的一般表达式和奇偶光子计数探测方法推导了马赫-增德尔干涉仪(MZI)输出信号的平均值和相位灵敏度。从信号平均值的表达式中可以看出光子数损耗破坏了信号的相干性进而导致了激光雷达性能的下降。数值计算结果表明:输出信号的干涉花样中出现了奇偶相干项,且奇相干项对损耗及其敏感;系统的输出性能只有在小损耗区域内优于传统的激光雷达。而在噪声环境中,在噪声区域κ>0.3内,奇相干态的信号的分辨率优于相干态,而在κ>0.06区域内,奇相干态的奇偶光子计数探测信号的灵敏度好于相干态。

量子力学“研讨型教学”研究

通过对量子力学教学的过去和现状分析,提出了量子力学"研讨型教学"模式。阐述"研讨型教学"的深刻内涵,指出量子力学"研讨型教学"是具有极大现实意义和重要价值的教学模式,并讨论了搞好"研讨型教学"所需的客观因素,指明搞好量子力学"研讨型教学"是我国高等学校量子力学教学的重要发展方向。

实际环境对量子激光雷达性能的影响

研究了损耗和相位噪声对奇相干态（OCRS）量子激光雷达性能的影响。利用条件概率的一般表达式和奇偶光子计数探测方法推导了马赫－增德尔干涉4％（MZI）输出信号的平均值和相位灵敏度。从信号平均值的表达式中可以看出光子数损耗破坏了信号的相干性进而导致了激光雷达性能的下降。数值计算结果表明：输出信号的干涉花样中出现了奇偶相干项，且奇相干项对损耗及其敏感；系统的输出性能只有在小损耗区域内优于传统的激光雷达。而在噪声环境中，在噪声区域K〉0．3内，奇相干态的信号的分辨率优于相干态，而在K〉0．06区域内，奇相干态的奇偶光子计数探测信号的灵敏度好于相干态。

新工科背景下基于调查统计的物理与数学相关性研究及启示

本文基于数据统计分析说明数学在物理学习中的重要性。结合研究结果,本文提出新工科专业课程设置应遵循的基本原则,指出课程设置应强化基础课程,尊重认知规律和教育规律,突出专业特色,辐射前沿领域及交叉学科。应用物理学专业改革应满足学生的个体需求。建议将部分传统必修课转为选修课。在物理专业课程教学中,按毕业规划将学生分类;针对不同类别学生,差异化布置课外学习内容;构建长效互动教学机制。对于普通高校,作者坚决反对全程使用PPT进行教学。

我国新一代全断面掘进机问世

我国新一代全断面掘进机日前在中国第二重型机械集团公司研制成功,这标志着我国在该种设备制造领域已达到世界先进水平。全断面掘进机是专门用于地下隧道工程开挖的智能化大型成套装备,能一次挖掘成型,同时对隧道进行水泥加固,具有快速、安全、高效和环保等特点。首台产品直径3.65m,每24h可掘进180m。

光学案例分析创新型教学改革的设计与探索

传统的光学教学模式很难满足当前的教学目标,新的光学教学方法呼之欲出.文章提出光学案例分析创新型教学改革模式,并针对该模式下的教学改革内容进行了设计与优化,实际教学实施效果及考核结果表明案例教学在提高学生知识掌握程度和学生成绩提升方面均优于传统教学,为下一步案例教学的全面实施奠定良好的基础.

Incoherently coupled spatial soliton families in biased two-photon photorefractive crystals with both the linear and quadratic electro-optic effect

Different from the cases discussed preciously, nonlinear changes of refractive index in the photorefractive materials are influenced by both the linear and quadratic electro-optic effect simultaneously now. Here we present the evolution equations of one-dimension incoherently coupled spatial soliton families due to two-photon effect in biased photorefractive crystals with both the linear and quadratic electro-optic effect and discuss their existence conditions and properties in detail. Our analysis indicates that these soliton families can exist in all three possible realizations： dark-dark, bright-bright and dark-bright provided that the incident beams have the same polarization, wavelength and are mutually incoherent. Finally, the stabilities of these soliton families have been discussed by means of beam propagation methods.