Second-order Nonlinearities of CdS Nanoparticles Studied by Hyper-Rayleigh Scattering Technique

A series of CdS nanoparticles with different surfaces were prepared by colloidal chemical method and reverse micelle method. Their second-order nonlinear optical (NLO) properties were experimentally studied in solution by newly developed hyper-Rayleigh scattering (HRS) technique. The results show that 'per particle' first-order hyperpolarizability beta values are sensitive To the synthetic method and the surface chemical modification.

量子材料的自旋动力学虚拟仿真实验介绍

量子材料的自旋动力学虚拟仿真实验以北京师范大学凝聚态物理二级学科的研究内容为依托,结合本科生固体物理和量子力学课程的教学内容,将前沿研究中的新内容、新技术及时引入实验教学,激发本科生对前沿新物理现象、理论及技术的敏锐感知和探索意识.利用三维仿真技术高度仿真还原了极低温中子散射实验的全过程.首先通过两个固体物理实验掌握中子弹性和非弹性散射实验研究问题的方法,理解固体中微观粒子的相互作用机理;通过三个前沿研究实验的学习,掌握量子材料微观机理的研究方法和思路;通过自主设置实验条件,完成数据的采集,并对实验数据进行分析,提高学生的专业实践能力.本实验课程将数字化优质资源与本科生实验教学项目结合,具有高阶性、创新性和挑战性。课程入选“第二批国家级一流本科课程”.

医用加速器8MV X射线在水模体中的一阶散射X射线能谱的蒙特卡罗计算

目的:分析医用电子直线加速器的高能X射线与水模体相互作用过程中所产生的一次散射光子的能谱角分布和光子强度角分布。方法:利用蒙特卡罗粒子输运程序Geant4,模拟粒子输运过程,计算加速器8 MeV高能X射线能谱,并根据在水模体中实际测量的PDD吸收曲线为依据,修正蒙特卡洛计算的能谱;并以此能谱为虚拟源能谱,通过对X射线与水模体相互作用后的光子-电子联合输运过程进行蒙特卡罗模拟的方法获取有关散射X线能谱数据。结果:用蒙特卡洛方法得到加速器8 MV初始X射线与水模体作用产生的一次散射光子的散射光子强度和散射光子能量随散射角度变化的规律。结论:根据ICRP85出版物、ICRU44报告给出的数据,可以用组织平均原子序数作为组织等效原子序数;因此,组织密度变化在物理上反映了组织的原子密度的变化,当入射光子注量改变,模体密度变化时,仅引起相互作用的总截面相对于原子微分截面的线性变化,并不影响一阶散射X射线的散射光子的相对强度角分布和散射光子能量角分布,而散射光子发射的绝对量与初始X射线强度、组织的原子密度成正比。因此,一次散射光子的注量角分布、平均能量角分布结果可形成可调用的数据库,对快速蒙特卡洛计算很有意义。

吡啶盐二维电荷转移分子的设计、合成和超极化率的测定

设计、合成了以吡啶阳离子为吸电子基团的二维电荷转移非线性光学生色团分子——双四苯硼(反式)-4,4’-二{p-[N-乙基-N-羟乙基)氨基]苯亚乙烯基}-N,N’-(1,2-乙基)-2,2’-联吡啶盐和双四苯硼(反式)-N-己基一咔唑-3,6-二(p-亚乙烯基-N-羟乙基-吡啶盐),利用超瑞利散射技术(HRS)测定了这两种分子的第一超极化率β,在1064nm分别为786×10^(-30)esu和1770×10^(-30)esu.双能级模型计算得到的β_0的值分别为215×10^(-30)esu和119×10^(-30)esu.从分子结构的角度定性地分析了该类分子具有大β值的原因.

用正则化方法求解声波散射问题

利用位势理论将散射问题的外边界值问题化为第一类边界积分方程求解 ,给出了二维空间的数值计算方法 ,与公认最有效的 Nystrom方法比较 。

超短脉冲激光选通电子学全息成象系统研究

本文介绍了最早到达光概念，分析了超短脉冲激光电子学全息实现选通最早到达光成象的原理．用超短脉冲激光拍摄全息图，相当于用多色光记录全息图，当用单色光再现这种全息图时，会给再现象造成一个模糊量．在一般全息理论中，只讨论了采用单色光记录全息图，复色光再现所造成的模糊量．因此，本文中讨论的是一个与此相反的问题，即用多色光记录全息图，单色光再现的情况，并且着重讨论了超短脉冲激光记录全息图的情况．最后得出结论，在用超短脉冲激光拍摄全息图时，最好采用象面全息术．

再入尾迹湍流对雷达散射截面影响分析

通过探讨高超声速再入湍流尾迹等离子体场中电磁波的散射机制 ,推导出在工程上描述湍流亚密等离子体雷达散射的一阶畸变波Born近似模型 ,分析了该模型在充分发展湍流尾迹等离子体场中的适用性 ,完成了适用于三维尾迹等离子体场的程序设计 .以已有的湍流尾迹等离子体流场数据为基础 ,分析了再入尾迹湍流等离子体流动对雷达散射截面的影响 .选取考察的几个有代表性的因素为 :湍流模型、转捩过程、湍流尺度、电子组分脉动初始条件等 .由结果可以看到 ,湍流转捩过程和湍流尺度对雷达散射截面值影响不大 ;电子组份脉动强度初始值影响较明显 ;湍流模型在特定条件下影响亦不大 .

光纤受激拉曼散射的理论模型

以SRS过程中Stokes光子简并度变化速率方程为基础,推导出光纤中Stokes光强沿光纤传输变化方程。此方程直接从理论上证明石英光纤中第一级Stokes光谱是一个双峰结构,Stokes光不但与泵浦光的强度有关,还与本身的衰减有关;当泵浦光较强时,能量由第一个峰转移到第二个峰。与常用的耦合波方程相比,更能体现受激拉曼散射的物理机制。

初至波相位走时层析

近地表速度结构通常是利用射线走时层析或菲涅尔体走时层析等反演方法得到的,但它们的目标函数仍利用射线走时残差构建,导致反演精度不高.为此,本文提出了基于散射积分算法的初至波相位走时层析成像方法.该方法的核心是:(1)提出了依赖于频率的相位走时概念;(2)利用依赖于频率的相位走时信息,而非单一的无限频率射线走时;(3)发展了一种改进的相位展开方法,即通过监测相位不连续性和2π周期判定来消除相位折叠现象;(4)考虑了地震波传播的有限频特征,即基于波动理论而非传统的射线路径或有限空间的菲涅尔体构建核函数.通过利用Overthrust模型的数值实验及与传统射线走时层析和菲涅尔体走时层析的对比表明:本文提出的方法是一种有效的初至波走时反演方法.同时,基于Overthrust模型的数值试验还证明了下列结论,即通过挖掘更多的走时信息的确可以获得更高的反演精度和分辨率.

基于改进的散射积分算法的初至波走时层析

初至波走时层析是获取近地表速度结构的一种常用方法.随着采集技术的不断发展,可使用的数据量迅速增多,传统的基于射线追踪和解方程组的地震走时层析成像方法面临着内存占用大、方程求解不稳定等问题.为了解决这些问题,本文基于前人在波形反演研究中提出的一种改进的散射积分算法,提出了一种预条件最速下降法初至波走时层析.该方法无需存储核函数矩阵与Hessian矩阵即可方便地实现目标函数梯度的计算与预条件,且该方法计算效率高、求解稳定、易于并行.数值实验结果表明,该方法可以获得与传统方法精度相当的反演结果,但所占用的内存大幅减小.

用Backus-Gilbert方法求解声波散射问题

利用位势理论将散射问题的外边界问题转化为第一类边界积分方程求解,再利用Backus-Gilbert方法给出了二维空间的数值结果,与Tikhonov正则化方法比较,虽然精度稍差一些,但是计算方法和计算机实现比较简单.

散乱点云局部型面参考数据的快速查询算法

提出了一种散乱点云局部型面参考数据的快速查询算法。该算法改进R*-tree建立散乱点云的空间索引结构,获取采样点所在叶结点,依据该结点MBR构造空心球,深度优先遍历R*-tree获取空心球内数据点,通过动态扩展空心球内外半径实现散乱点云局部型面参考数据的快速获取。实验表明,该算法可适用于各种复杂型面散乱点云,提高了查询的准确性与查询效率。

分布式信号源波达方向估计方法

在多径导致的局部散射信号条件下，利用信号源的一阶近似，提出了一种新的分布式信号源波达方向估计方法。新方法不仅改善了波达方向估计性能，且适用于空间信号分布的函数形式未知、分布函数形式不同的分布式信号源同时存在或其他较复杂的空间信号分布情况。

超瑞利散射测定偶氮分子的一阶超极化率

用超瑞利散射技术测定了双羟乙氨基-硝基偶氮苯和偶氮-水杨醛的5个偶氮化合物的一阶超极化率。2个双羟乙氨基-硝基偶氮苯由于有效的给体-受体组合,使其β值达到177×10-30esu和211×10-30esu;而2个偶氮-水杨醛席夫碱同时存在二维分子内质子转移和分子内电荷转移,β值分别为87×10-30esu和94×10-30esu。这些偶氮生色分子显现出光学非线性-透明性-热稳定性三者之间综合平衡的良好性能。

纤维材料内部结构不匀对光的散射

纤维材料内部存在杂质、染料、消光剂、结晶和空穴等结构不匀，从而使光发生散射。光波通过纤维材料时能量的输运问题可以直接利用辐射输运理论来处理。纤维材料内部存在不同结构层次，织物内纤维叠层构造也十分明显，因而可以看成平面平行介质。平行光束入射到平面平行介质的问题，可用距离Ｚ、角度θ和三个变量的方程来描述。对于纯净的纤维材料，光散射粒子呈稀疏分布，可以在一级多次散射下求解，从而建立散射光强度与粒子的尺度、密度及光散射特性之间的关系。

用矩量法求解声波散射问题

利用位势理论将声波散射的外边界问题转化为一个第一类积分方程的求解问题,再利用矩量法对积分方程求解,给出二维空间的数值结果.该方法和Backus-Gilbert方法的精度相同,比Tikhonov正则化方法的精度稍差一些,但是计算方法和计算机实现比以上两种方法都简单.

基于第一性原理的氢化锆热散射律计算分析

声子态密度是计算热散射律数据的基本参数。氢化锆(ZrH_(x))中含氢量的变化会导致晶体结构的变化,进而影响其声子态密度。国际上一般通过拟合实验数据获得ZrH _(x)中氢的参数化的声子态密度,不能体现氢化锆真实的晶体结构。本文基于δ-ZrH _(1.5)和ε-ZrH _(2),采用第一性原理计算了ZrH _(x)中氢的声子态密度,研究分析不同方法获得的声子态密度对热散射截面的影响,以及对含氢化锆的TRIGA反应堆的反应性的影响。数值结果表明,与ENDF/B-Ⅷ.0和JEFF-3.3评价核数据库中的声子态密度模型相比,用第一性原理计算得到的声子态密度模型能产生更精确的热散射截面,且显著提高TRIGA反应堆反应性计算的精度。

X射线散射法测量超光滑平面

介绍了掠入射X射线散射法(GXRS法)测量超光滑表面的原理及基于商业用X射线衍射仪改造而成的实验装置。以3片不同粗糙度的硅片作为实验样品,分别应用一级矢量微扰理论和改进的Harvey-Shack理论对其散射分布进行处理,所得结果与原子力显微镜测量结果基本相符。分析了探测器接收狭缝的宽度和入射光发散度对实验结果的影响,随着探测器接收狭缝宽度和入射光发散度的减小,测量误差呈指数迅速减小。在所测量的空间频率范围内,功率谱密度(PSD)函数的误差随频率的增加而减小。

第一类不适定积分方程在裂纹反演中的应用

本文研究了第一类不适定积分方程在裂纹反演中的应用.从Green公式出发,结合正散射问题和逆散射问题,得到第一类Fredholm积分方程,通过正则化方法求解积分方程的正则解,利用正则解的模指示存在于结构和材料中的裂纹形状与位置.数值例子验证了方法的有效性.

基于二维ESPRIT的散射中心建模方法研究

为了给ISAR目标回波仿真以及目标识别提供真实可靠的模板，文章在利用电磁计算软件FEKO得到目标二维散射数据的基础上，采用了基于第一特征矢量，并通过联合对角化技术实现自动配对的二维ESPRIT方法，对散射中心的参数进行估计，建立了目标的二维散射中心模型。理论分析和仿真实验表明，该建模方法准确有效地提取了强散射中心，反映了目标的电磁散射特性，在回波仿真和目标识别方面具有较高的实用价值。