周期排列共振放大介质的小信号增益特性研究

研究一维周期排列共振放大介质的小信号增益特性.研究结果表明小信号增益随着作用长度的增加表现出异常的放大特性.在满足严格布拉格共振条件下,介质折射率分布形成的带隙和增益效应之间的相互竞争决定了透射光场的变化.进一步讨论了增益大小与激子参数和共振原子之间的依赖关系.

托卡马克等离子体中共振磁扰动场放大效应对离子轨道特性的作用

首先,利用MARS-F程序模拟了HL-2A装置中不同电阻率、环向旋转频率和环向模数条件下等离子体对共振磁扰动(RMP)的线性响应过程,分析了不同情况下共振场放大效应对三维扰动磁场的影响;然后,利用Boris算法追踪了三维场作用下的离子轨道,并详细探究了不同扰动磁场改变离子轨道特性的物理机制.研究发现,考虑等离子体响应后的扰动磁场可增强离子轨道径向展宽,且轨道最大径向展宽随轨道上扰动磁场平均值的增大而增大;同时,离子在通过扰动磁场被强烈放大的区域时轨道径向展宽会显著增加.该物理机制可用于解释RMP缓解边界局域模实验中离子直接损失增加和等离子体径向输运增强现象.

地震-移动荷载耦合作用下地铁车站动力性能研究

地下轨道交通是城市交通的生命线,由于我国地震频发以及列车进出站频率增加,地铁车站结构易受地震荷载和列车荷载共同影响,然而目前地铁车站结构抗震性能研究中未考虑地震-列车荷载耦合作用存在的现实问题。为保证地震和列车进出站同时发生时地铁车站结构的安全,建立土体-地铁车站-轨道相互作用的三维精细化计算模型,选取列车制动进站的荷载形式施加在轨道表面,并在模型底部输入三向地震波,对比分析地铁车站结构在地震作用和地震-列车耦合作用2种工况下的应力、位移和加速度的变化规律。研究结果表明:地震-列车耦合作用下,下层柱的柱底峰值应力最大,是车站结构最薄弱的位置,发生变形后首先达到最大屈服应力值并产生塑性破坏;在列车进站前期(0~5 s),板在地震-列车耦合作用下的加速度及位移幅值均大于地震作用下的加速度及位移幅值,列车进站后期,板在2种工况下的加速度及位移基本一致;在地震-列车耦合作用下,当地震加速度较小且列车速度较大时,两者振频接近产生共振,并导致对板的振动放大现象。

煤岩体振动破坏试验及微震信号特征

通过所搭建的大型振动试验装置和微震监测系统,探究不同激励加速度和频率条件下整体煤岩试件的振动破坏特性。利用希尔伯特-黄变换(HHT)对煤岩体受迫振动过程中的监测信号进行了模态分离和信号重构,并结合振动力学知识着重阐释了共振放大效应产生的机理。研究结果表明:微震传感器监测信号具有明显的载波特征;当激励加速度峰值达到一定水平(0.5g)时,煤岩试件出现有效微震信号,首次破裂发生在煤层中,信号随传播距离的增大而衰减;随着裂隙的产生和扩展,煤岩试件自振频率降低,当激励频率等于煤体自振频率时,试件会产生共振放大效应,微震信号明显增强;激励加速度和激励频率对微震信号均有影响,激励加速度峰值越大、激励频率越接近自振频率,则微震信号越密集、幅值越大,且出现了优势频段向低频转移的趋势;理论分析解释了上述现象产生的原因。

航空发动机叶片高应力振动疲劳试验技术研究

在电动振动台上对航空发动机叶片进行了高应力振动疲劳试验,详细研究了试验机理,提出了辅助点监测叶片最大振动应力、共振峰后定频率激励等试验方法,并成功利用振动台开环控制技术有效稳定了叶片的振动应力水平,从而获得可靠的疲劳数据。另外,从试验角度出发,对振动台激励与叶片振动应力响应之间的关系进行了研究。

地震动频谱特性及与隔震结构损伤相关性研究

针对地震动频谱特性的描述方法及频谱特性与结构损伤的相关关系进行了研究。提出了Fourier谱强度频率匹配度、结构振型频率影响系数和类共振放大系数的概念及计算公式;以基础隔震结构作为弹塑性时程分析模型,计算结构整体损伤指数;最后,分别从卓越频率、三大峰值频率和平均频率三个角度研究地震动频谱特性与结构损伤的相关性。研究结果表明:地震动频谱特性对结构造成的损伤与结构各阶振型频率有关,且第一振型频率影响最大;Fourier谱强度频率匹配度越大,表明结构发生类共振的概率越大,造成隔震层和上部结构的损伤也越大;类共振放大系数反映频谱特性对结构造成损伤的程度,平均频率类共振放大系数与结构损伤的相关性最好,用平均频率能够较好地描述地震动的频谱特性。

MIDyM隧道发光二极管的研究

稀土元素Dy引入以玻璃为基底的隧道发光二极管（简称为MIDyMTD）后，其发光强度得到了明显提高，Ⅰ－Ⅴ特性的负阻现象变弱，并出现了较弱的量子共振隧穿现象。量子共振隧穿导致了起发光中介作用的SPP慢模式的增强，最终导致了MIDyMTD发光的增强。另外，以铌酸锂单晶片为基底的MIDYMTD出现了较大的负阻（峰：谷—7：1），并且发射光谱的短波方向出现了戏剧性的增加。

弹性系统的激励和响应研究(6)

当多自由度无阻尼线性弹簧质量系统产生共振时，根据基础力平衡方程、求出系统的对应的共振响应函数。对比分析共振响应函数的组成与变化特点。

高校学生工作经验的理论化方法

论述了将学生工作中形成的经验进行理论化总结的目的与意义,在此基础上提出了理论化总结的三种方法:平衡与和谐、转移与释放、共振与放大。同时强调学生工作经验理论化要注意体现和谐思想和人性化管理。

金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用

金属纳米结构的表面等离子体光学在光催化、纳米集成光子学、光学传感、生物标记、医学成像、太阳能电池,以及表面增强拉曼光谱等领域有广泛的应用前景,这些功能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关.本文简单回顾国际上该领域过去十来年的一些重要研究进展和当前发展的前沿动态,重点介绍我们课题组近年来在金属纳米颗粒和纳米结构的表面等离子体光学理论和实验研究上取得的一些成果.同时还介绍了我们课题组目前在表面等离子体光学研究方面的若干新思路,包括表面等离子体共振放大、紫外波段光学天线、纳米天线光学双稳态、表面等离子体辅助的量子相互作用等.通过这些经验和教训的介绍与讨论,期望能够达到抛砖引玉的目的,与国内同行来共同探讨表面等离子体光学结构是如何在纳米尺度上实现对光的各种性质的调控和利用的,并向等离子体光学的未知领域开拓进取.

基于共振效应的冲击地压机理研究

为探究远场低频地震波对冲击地压的作用机理,采用结构动力学理论,从共振角度研究了地震波对煤岩体稳定性的影响,解释了远场震源导致冲击地压的原因。研究表明:受采动影响,远场低频地震波也会对煤岩体造成累积损伤破坏,降低其强度;越靠近巷道表面,煤岩越破碎,其固有频率越低,越易与地震波发生共振效应,造成煤岩体进一步破坏;建立了地震波对煤岩体冲击扰动失稳破坏的响应机制模型,发现扰动能量越大,参与冲击地压的煤岩体越多,释放能量越大,破坏范围也较大;扰动能量越小,参与冲击地压的煤岩体较少,释放能量越小,破坏范围也较小;冲击地压演化过程中微震波形的主频降低,幅值呈线性递增;临近冲击失稳时,煤岩破裂从小尺寸串级过渡到大尺寸串级,波形的相似度及关联性也越来越大,Hilbert瞬时能量能够更明确体现地震波的累积损伤作用,研究成果有助于深刻认识远场地震波扰动诱冲机理。

面向艾瓦(EW)飞秒超强激光的新机制研究

自1985年Mourou教授提出啁啾脉冲放大(CAP)技术以来,人们在实验室台面上实现太瓦(TW,10^(12)W)乃至拍瓦(PW,10^(15)W)量级峰值功率的激光成为可能.经过三十多年的发展,世界上已有数个研究组实现了台面PW峰值功率的激光输出.国内中国科学院物理研究所、上海光学精密机械研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心等单位在多年CPA及OPCPA技术的研究基础上,自2010年以来也相继产生了超过1 PW的结果.由于激光聚变(ICF)、等离子体物理、天体物理、激光粒子加速以及新光源对激光强度的需求,未来超强激光有望做到艾瓦(EW,10^(18)W)甚至更高峰值功率的输出.然而,在CPA机制下要获得更高的超强激光,就要求更大的光束口径、更高质量的激光介质以及米级以上的压缩光栅.加工制造出光学均匀性和精度满足要求的这些光学元件,工程上将面临许多挑战性的问题.本文结合我们正在开展的超快超强激光研究,通过广泛调研,分析展望了可实现EW激光输出的方法与机制,认为在等离子体中进行受激背向散射放大和脉冲压缩有望实现EW激光输出.