电磁诱导光透明过程中两原子的自旋极化特性

本文研究了电磁诱导光透明过程中两原子的自旋极化矢量.对于数态探测场,在光信息转移过程中,两原子自旋极化矢量始终固定在z方向,大小变化非常明显,两原子一般处于混合态;对于相干态探测场,自旋极化矢量大小变化很微弱,两量子比特基本处于纯态,这有利于改善系综内原子之间的相干性,但自旋极化矢量的方向在x-z平面内.

准Λ型四能级原子系统中的多重电磁诱导光透明

运用密度矩阵方程,研究了在外加相干耦合场作用下呈现可调谐多透明窗口的准A型四能级系统。数值计算结果表明:通过调节外加相干耦合光场的拉比频率强度,该系统可以三重、双重、单重电磁诱导光透明现象,并在缀饰态表象中给出了定性解释;在三重电磁诱导透明中,透明窗口的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干耦合场的失谐量来进行控制。每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射率,因此在此介质中能实现超光速传播。

容性耦合电负性氧等离子体的激光诱导光致剥离技术诊断研究

采用波长532nm的高能脉冲激光束照射40.68MHz激发的容性耦合氧等离子体,并给处于激光束中央的探针施加一定的正偏压,由此诊断氧等离子体的空间电位和电负度。实验结果表明,探针偏压从0V逐渐增加时,探针搜集的电流波形从V型向倒U型转变,转变电压点正是电负性等离子体的空间电位。尝试着给出了运用激光诱导光致剥离技术诊断电负性等离子体空间电位的经验方法。另外,探针上施加的正偏压高于等离子体空间电位时,等离子体的电负度基本保持不变。实验还表明,氧等离子体的电负度随着射频输入功率的增加而呈现下降的趋势。

Λ型四能级系统中的多重电磁诱导光透明研究

运用密度矩阵理论,研究了在外加相干耦合场作用下Λ型四能级系统的吸收和色散特性。数值模拟表明:通过调节外加相干场的拉比频率强度,该系统可以单重、双重电磁诱导光透明现象,并在缀饰态表象中给出了定性解释。在双重电磁诱导透明现象中,透明窗的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干场的失谐量来进行控制,而且透明点的位置可以连续变化。每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射率,因此可以在此介质中实现超光速传播。

里德伯原子辅助光力系统的完美光力诱导透明及慢光效应

光力诱导透明是典型的量子相消干涉效应,在量子光学和量子信息处理当中具有广泛的应用.本文在里德伯原子系综镶嵌的复合光力学系统中考察了光力诱导透明现象以及由此产生的慢光效应.当考虑非旋转波近似的情况下,可以获得完美的光力诱导透明,即非常狭窄的理想透明窗口.在可分辨边带条件下,微腔品质越高,完美透明窗口中的慢光效应越明显.特别地,与其他原子相比,在实现超慢光方面里德伯原子的长寿命体现了其优越性.

SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+),Tm^(3+)荧光材料的光激励诱导长余辉特性及其防伪应用

防伪技术的提升关乎国家安全和社会稳定,对于当今社会信息安全领域十分重要。光存储荧光材料由于其成本低、分辨率高和响应速度快等特点在防伪领域展现出巨大优势。然而,荧光材料防伪模式单一以及对激发波长要求较高等一系列问题,一定程度上限制了其实际应用。SrAl_(2)O_(4)∶Eu^(2+),Dy^(3+)(SAO∶Eu^(2+),Dy^(3+))作为最成功的长余辉发光材料,在弱光照明、发光涂料和道路指示标牌等领域具有广泛的应用。其长余辉现象归因于载流子在室温下受热扰动释放的过程,且依赖于有效陷阱的数量和浓度。因此,在该材料中构建陷阱将有效拓展其光存储的相关性能,一直受到关注。本文通过在光存储荧光材料SAO∶Eu^(2+),Dy^(3+)中引入Tm^(3+)离子可以调控陷阱密度及结构,在减少浅陷阱密度的同时增加了深陷阱浓度,进而有效调控载流子在陷阱中的存储与释放过程。通过980nm近红外激光诱导深陷阱释放载流子可再次被浅陷阱捕获,表现出明显的光激励长余辉发射。基于此,本工作探索了一种温度和时间维度的多模式防伪技术,实现二进制编码的读写。因此,本工作通过对SAO∶Eu^(2+),Dy^(3+)的陷阱调控实现动态防伪和光学信息存储,可拓展该荧光材料在信息安全领域的应用。

电磁诱导光透明过程中的Wigner-Yanse偏振信息

利用约化密度矩阵及信息的定义,研究了电磁诱导光透明机理下,控制场变化过程中探测场与原子系综的Wigner-Yanse偏振信息,结果表明:探测场信息转移过程中,原子的信息量不仅依赖于光子的数目及光子的状态,还依赖于系综内原子的数目;调节控制场,使探测场不能通过介质时,探测场完成信息转移,原子系综内单个原子信息量获得最大值,但探测场的信息量并没有完全地转移到原子系综.

多模光力系统中光力诱导透明引起的慢光效应

提出了一种多模光力系统,该系统由一个光学腔与两个机械振子相互作用,研究了在不同失谐条件下探测透射谱的行为.在蓝失谐条件下,探测光谱经历了光力诱导吸收到参量放大的过程,并且得到过程中的临界泵浦功率.在红失谐条件下,研究系统中的光力诱导透明和法诺共振以及相位色散的变化,比较不同的光机械耦合强度关系、频率关系和失谐的结果.数值结果表明,通过控制两个振动镜的频率关系,探测光的透射强度曲线经历了从法诺共振到光力诱导透明的一系列变化.由于探测光的透射窗口伴随着快速的相位色散变化,会导致群延迟,进一步讨论由光力诱导透明引起的慢光效应,提出了可以通过改变腔与泵浦失谐来控制快、慢光的传播;该系统中的光学延迟可以达到毫秒级.基于阵列结构的多模光力系统将在减缓和存储光脉冲中有潜在的应用前景.

用激光诱导炽光法定量测量火焰中的碳烟浓度

激光诱导炽光法作为一种非接触激光诊断技术,可以用来测量火焰中的二维碳烟体积分数分布,具有高的时间和空间分辨率.对于定量碳烟体积分数测试,需要对LII信号进行校准,来获得绝对的二维碳烟体积分数分布.近年来一种基于双色测温原理的校准方法由于具有实现简单、测试精度高、可以在线进行标定等特点得到推广和使用.搭建了一套LII二维测试系统,获得了乙烯扩散火焰的碳烟体积分数分布二维图像.根据双色测温原理采用校准系统,对二维碳烟分布图像进行标定,获得绝对碳烟体积分数.结果显示,乙烯火焰中的碳烟最浓区分布在火焰的外侧,碳烟体积分数随火焰高度增加而增大,达到最大值后碳烟体积分数在氧化作用下开始逐渐降低,直至完全消失.研究结果验证了此套LII测试系统的有效性,可以用来进行碳烟体积分数定量测试.

利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数

激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法.本文介绍了LII的基本原理以及LII实现定量测量的常见标定方法,建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统,该测试系统采用双成像原理,可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量.在一台工作在1200 r?min-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上,研究了60、100和140MPa三个不同喷油压力下,缸内燃烧过程碳烟的分布情况,结果表明,碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后,且随着喷油压力提高,碳烟发光持续期缩短,碳烟发光强度降低.测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10-6.不同喷油压力下,碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是:5×10-6-9×10-6,15×10-6-20×10-6和14×10-6-16×10-6.喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大,平均碳烟体积分数减小,碳烟体积分数的空间分布趋于均匀.

激光诱导炽光技术测试过程的数值模拟

建立了激光诱导炽光技术测试过程的数学模型,对激光加热过程中碳烟粒子的粒径和温度的变化进行计算,并基于模型重点考察了入射激光波长、入射激光能量密度及初始粒径对碳烟粒子加热过程的影响.结果表明,入射激光波长选择532 nm是比较好的选择,激光能量密度对激光诱导炽光技术的测试过程的影响很大,可以利用温度衰减速率推断碳烟粒子的初始粒径;该数学模型的建立及数值模拟表明运用激光诱导炽光技术可以推断碳烟初始粒径.

基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性

采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据.

基于二维激光诱导炽光法的棉籽油扩散火焰碳烟生成特性

搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流扩散火焰碳烟生成的影响.结果表明:随掺混比的增加,最大碳烟体积分数以及碳烟总量呈现降低趋势.在轴心方向上随火焰高度的增加,碳烟体积分数逐渐增加,在中部达到最大值,随火焰高度的进一步增加,碳烟体积分数开始降低.径向上的碳烟浓度峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向火焰中心移动,且峰值先增加后降低.

激光诱导炽光法定量测量碳烟

利用激光诱导炽光法和高温双色法相结合,得出碳烟体积分数的量化结果;利用碳烟炽光信号衰减速率和炽光物理模型分析得出碳烟粒径的量化结果.分析讨论了LII模型对于不同压力范围内模型的适用性.搭建了LII测试系统,在一台协流部分预混燃烧器上开展了实验,燃料以正庚烷和甲苯作为基础,分别添加乙醇和正丁醇.实验结果显示,含氧燃料的添加有效降低了火焰中碳烟的生成量,同时验证了LII测试系统及定量测试方法的实用性.

基于激光诱导炽光法进行碳烟测量的研究进展

激光诱导炽光法(Laser Induced Incandesence,LⅡ)是一种非接触式的光学诊断方法,可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布,具有较高的时间与空间分辨率,已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原理,然后从数值模拟、定性和定量测量3个方面详细综述了LⅡ用于碳烟测量的技术方法以及国内外的研究进展,并对今后的发展提出了建议。实现定量测量的标定方法主要有采样法、LⅡ结合消光法(Light Extinction Method,LEM)和双色法LⅡ(2-Color Laser Induced Incandesence,2C-LⅡ),其中2C-LⅡ因实现相对简单,可以在线实时标定,因此在国内外获得了较大的发展。本文通过总结国内外LⅡ技术在测量碳烟方面的研究成果,希望让国内同行了解该方法的研究现状以及该方法在揭示碳烟生成氧化机理方面的重要作用,为其今后的发展提供一些参考。

激光能量密度对激光诱导炽光技术测试碳烟粒径的影响

激光诱导炽光(Laser Induced Incandescence,LII)技术,由于其具有高的时间和空间分辨率,被认为是一种适合于测试碳烟浓度的技术,也可以用来测试碳烟主小球粒径。在LII测试过程中,不同激光能量密度对测试精度影响很大,高激光能量密度具有较高的信噪比,但是对于碳烟粒径测试,为了避免升华,应尽量使用低的激光能量密度。具体在利用激光诱导炽光技术推断碳烟粒径的实验中所用的低能量密度为何值,需要结合理论模型分析和实验进行确定。首先基于LII测试过程的数学模型进行了理论分析,然后在乙烯层流扩散火焰的相同位置上,测试得到了不同激光能量密度下的碳烟主小球粒径,分析确定了测试所需的最佳激光能量密度。为进一步测试碳烟的主小球粒径奠定了基础。

激光诱导炽光法与消光法诊断烧蚀羽烟消光性能

为了研究流场中碳纤维增强环氧树脂复合材料在激光辐照时产生的烧蚀羽烟对入射激光的屏蔽效应,通过对朗伯-比尔定律进行分析,得到了评价羽烟消光性能的平均质量消光系数的表达式,其与羽烟场浓度和激光透过率相关。采用激光诱导炽光法(LII)和激光消光法,搭建了羽烟消光性能联合诊断实验平台,使待测激光落于LII的激发光平面上,通过同步采集待测激光的透过率和LII信号,获得激发光平面上羽烟浓度场和激光消光比,得到羽烟在不同气流速度下的平均质量消光系数。实验得到气流速度为7,10,20m/s时羽烟对1064nm激光的归一化质量消光系数分别为2.51,1.08,1.00。实验发现,质量消光系数受到气流速度影响,当气流速度较低时质量消光系数曲线波动幅度大,且曲线均值较大;当气流速度较高时质量消光系数趋于稳定且均值较小。

电焊护目诱导透射滤光片的研究

利用金属膜和介质膜组合的诱导透射滤光片具有高峰值透过率与宽截止区的特点,设计了在紫外区和红外区截止,在可见光区有指定要求透过率的电焊护目镜。并通过工艺研究,成功地研制出了无需胶合保护的电焊护目镜滤光片,且成功消除了长波旁通带和短波漏带的影响,各种物理性能稳定。并对制备工艺和实验结果进行了分析及讨论。

a-Si/μc-Si叠层结构太阳能电池中的光诱导性能衰退

通过应用 Scharfetter- Gummel解法数值求解 Poisson方程 ,对经高强度光辐照过的a- Si/ μc- Si叠层太阳能电池进行计算机数值模拟分析。结果表明 ,光生空穴俘获造成的 a- Si∶H(与μc- Si∶ H)中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高 a- Si∶ H薄膜中电场强度。在光照射下 ,空间电荷效应不会给 a- Si/μc- Si叠层结构中的 a- Si∶ H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,因而没有发生 a- Si/μc- Si叠层太阳能电池顶电池 (a- Si∶ H p- i- n)的光诱导性能衰退。a- Si/μc- Si叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。

光温诱导饲料甜菜当年抽薹开花试验研究

利用人工智能气候箱,对饲料甜菜JZSL-7进行了光温诱导处理试验,结果表明:在温度4～6℃,相对湿度60%,光照5000 lx,连续光照条件下,在饲料甜菜两对真叶期,随着诱导时间的增加,饲料甜菜JZSL-7抽薹率和开花率均提早、提高,光温诱导40～120 d,饲料甜菜JZSL-7可以当年抽薹开花结实,从播种到种子成熟至少需要254 d,比通常情况下缩短100 d以上。