微孔共振腔吸声机理的直接数值模拟研究

声衬是由大量的微孔共振腔按一定规则排列组成,由于微孔共振腔的小尺寸和流动的复杂性,采用实验和理论方法难以观测其内部及附近的复杂流动情况。本文采用计算气动声学方法对不同频率和声强声波入射下的二维微孔共振腔的吸声过程进行了直接数值模拟.结果表明:(1)腔口处粘性耗散和涡脱落现象是其吸声的主要形式;(2)在不同的频率和声强入射下,微孔共振腔的吸声过程表现出三种不同的模式,分别为无涡脱落、规则涡脱落和不规则涡脱落;(3)微孔共振腔的吸声性能在入射波为共振腔固有频率时最好.

基于半导体共振腔的量子位与量子网络构建

以半导体共振腔内光子与原子的纠缠特性作为量子位,通过半导体共振腔电动力学系统将原子态转换成光子态,根据半导体共振腔的工作特性,提出共振腔内原子与光子弱耦合与强耦合的判断条件,并利用外加电磁场对原子的量子态进行操控,从而完成量子逻辑门的操作,再通过各共振腔量子电动力学(CQED)系统间的纠缠进行量子位扩充,实现量子计算与量子网络。介绍微碟型共振腔与单一量子点等多种模型,有助于将量子运算与量子通讯的概念转变为半导体量子器件的研制。

基于QEPAS技术的乙炔微量气体高灵敏度检测研究

石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。乙炔(C_2H_2)是一种化学性质活泼的有毒气体,对它进行高灵敏度检测在变压器故障诊断、环境监测等领域有着重要的意义,基于此,采用QEPAS技术对C_2H_2微量气体展开高灵敏度检测研究。采用输出波长为1.53μm的连续波分布反馈半导体激光器作为激发光源。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。为了提高QEPAS系统信号幅值,相比于常见的共振频率为32.768kHz的石英音叉,采用了共振频率较低的30.72kHz石英音叉作为声波传导器,同时还优化了石英音叉与激光束的空间位置、激光波长调制深度,并添加了声波微共振腔,选择的微共振腔长度为4mm、内径为0.5mm,最终获得了2.7ppm的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为1.3×10^(-8) cm^(-1)·W·Hz^(-1/2)。

基于石英增强光声光谱的HCl痕量气体高灵敏度探测研究

HCl是一种有毒有害气体,对其高灵敏度探测具有非常重要的意义,然而到目前为止,采用激光光谱的手段对其探测的研究报道很少。石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。以5 000ppm HCl∶N_2混合气作为待测目标,采用输出波长为1 742.38nm的分布反馈连续波单纵模半导体激光器,开展对基于QEPAS技术的HCl高灵敏度探测研究。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。研究中,首先对声波探测系统中微共振腔强声波增强特性进行了讨论,选择了"共轴"形式的声波微共振腔,并对其尺寸进行了优化,选择的微共振管长度为4mm、内径为0.5mm。实验中研究了激光波长调制深度对QEPAS系统产生的信号幅度的影响,当QEPAS系统积分时间为1s、激光波长调制深度为0.23cm^(-1)时,获得了815ppb的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为7.41×10^(-9)cm^(-1)·W·Hz^(-1/2)。在后续的实验中,可在待测HCl气体中加入水汽分子,提高HCl分子的热弛豫速率,进一步提高HCl-QEPAS传感器系统的信号强度。

基于球形微粒的光学共振实现室温下的持久光谱烧孔

基于微腔光学共振机制，实现了尼罗蓝（ＮｉｌｅＢｌｕｅ）分子掺杂的微米尺寸球形聚合物微粒体系的室温持久光谱烧孔．该研究对于探索室温频域光存贮新机制新材料具有意义。

PROBING PLASMA SPECIES IN A TM_(010) CAVITY

ith the aid of a fibre optical device, the profile of plasma parameters, such as plasma length and noise power spectrum, in a normally enclosed TM 010 cavity was probed. Experimental results show that the physical length of a plasma is linearly related to the microwave power applied and that the profile of noise power spectra varies significantly along the length of a plasma.

基于石英增强光声光谱的H2S痕量气体检测研究

以输出波长为1578nm的分布式反馈半导体激光器作为激发光源,结合波长调制及二次谐波技术对H2S痕量气体进行基于石英增强光声光谱技术(QEPAS)的检测研究。采用有限元分析法对QEPAS中常用的石英音叉进行仿真计算,得到石英音叉的前6阶模态振型与共振频率。实验中,添加了长为4mm、内径为0.7mm的声波微共振腔,优化了跨阻放大电路,在最优实验条件下对H2S气体进行检测,检测结果表明,QEPAS系统的二次谐波信号与H2S浓度具有良好的线性关系,获得的探测极限为19.3×10^-6。