基于光声泵浦成像的氧分压测量定量分析

光声泵浦成像是一种新型的高特异性光声分子影像技术.它可以避免常规光声成像中来自血液等强背景信号的干扰,实现组织中微弱目标分子的探测,并通过对泵浦-探测激光间的延时扫描,获得组织中的氧分压分布.本文采用亚甲基蓝作为分子探针,通过对血红蛋白溶液中氧分压变化的监测,开展了对光声泵浦成像的定量分析研究.本文采用高斯噪声模型,获得了三重态差分信号稳定性随着平均次数变化的规律,并在此基础上对氧分压测量的误差进行了分析.结果表明,在平均次数为200次条件下,氧分压在300—550 mmHg(1 mmHg=133 Pa)区间内,所搭建系统的检测精度优于33 mmHg.本研究将对光声泵浦成像技术的进一步发展和应用起到重要的指导作用.

大型水泵流量测定方法研究

介绍了大型水泵几种流量测定方法的基本原理，从准确性、实用性和经济性三个方面进行比较。结果表明：探针可以准确测得水泵流道三维流速分布，求得单泵流量，流量测定精度迭±（1.6％～2．0％），与现有的盐水浓度法相当，高于流速仪法。探针测流法还具有操作简便、试验成本低的优点，可以推广应用。

Cs(6D_(5/2))+H_2→CsH[X^1∑^+(v,J)]+H转动分辨总截面的测量

利用泵浦-检测方法,在样品池条件下,研究了Cs(6D_(5/2))与H_2反应碰撞传能过程.利用激光感应荧光(LIF)光谱技术,确定了CsH[X^1∑^+(v,J)]振转能级上的布居分布,转动态分布与热统计分布基本一致.Cs激发态原子密度由激光能量吸收得到.记录A^1∑^+(υ’,J+1)→X^1∑^+(υ,J)的时间分辨荧光,从荧光强度的对数值给出的直线斜率确定(υ’,J+1)→(υ,J)的自然辐射率,结合(υ,J)→(υ’,J+1)吸收系数的测量,得到反应生成物CsH[X^1∑^+(υ,J)]态的分子密度.由速率方程分析,给出反应截面σ(υ,J),对J求和,得到σ(υ)[10^(-16)cm^2单位]分别为(0.64±0.19)(υ=0)和(0.58±0.17)(υ=1).

土壤热导率的影响因素实验研究

采用热针法测定室内不同条件下红粘土、粉土和细砂的热导率，着重分析含水率、干密度和土壤质地对土壤热导率的影响规律及机理。研究结果表明：1）相同干密度情况下，粉土和细砂两者的热导率均随含水率的增加而单调线性递增，红粘土的热导率则随含水率的增加而呈现出分段递增的趋势；2）含水率对热导率的影响主要归结为土样中液相（水）热导率、结合水膜（“液桥”效应）2个主要因素，而“液桥”效应对红粘土的热导率影响显著；3）相同含水率情况下，3种土样的热导率均随干密度的增加而递增，具有较好的线性关系；4）土壤质地（细颗粒和石英含量）对土样热导率具有显著影响。

含水率对黏土及沙土导热系数的影响

土壤导热系数是土壤源热泵换热性能的重要影响因素,而含水率是土壤导热系数的主要影响因素之一.采用热探针法进行室内试验,测定含水率为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%黏土的导热系数,含水率为0%、5%、10%、15%、20%、25%沙土的导热系数.结果表明：黏土导热系数随含水率提高的变化分三个阶段：含水率为0% ～5%时,导热系数缓慢增长;含水率为5%～25%时,导热系数与含水率呈正相关线性快速增长并达到峰值;含水率超过25%时,导热系数增长趋缓且有下降趋势.沙土导热系数随含水率的变化情况与黏土类似,也分三个阶段,但线性增长的含水率区间为5%～20%.在一定含水率范围内,土壤导热系数随含水率的提高而增大,因此土壤源热泵建设于地下水富水性好的区域可获得较好的换热效果.采用最小二乘法拟合了黏土和沙土的导热系数与含水率呈线性关系阶段的相关方程.

K(6S)+H_2→KH+H转动分辨反应截面的测量(英文)

利用泵浦-检测技术和光学吸收技术,对K(6S)与H2反应生成的初生态产物KH(X1Σ+,v=0,1)的转动态分布和反应截面作了测量。脉冲激光双光子激发K原子至K(6S)态,通过泵浦-探测技术确定了KH(X1Σ+,v=0,1)初生态的转动分布,转动分布接近样品池温时的统计分布。通过测量泵浦激光的能量损失确定K(6S)态原子密度,测量检测激光的吸收系数得到反应产物KH分子的密度,由速率方程分析可以得到转动分辨的反应截面,总的反应截面为所有转动分辨的反应截面之和,得到的反应截面分别为(1.3±0.5)×10-16cm2(对v=0)和(0.05±0.02)×10-16cm2(对v=1).

一种矢量原子磁力仪中旋转磁场的设计及实验验证

目前国内外报道了几种矢量原子磁力仪的技术方案,其中基于磁场旋转调制法的矢量原子磁力仪可实现对矢量磁场的连续测量。本文对磁场旋转调制法矢量原子磁力仪的工作原理进行了阐述,对“旋转磁场”的设计、产生以及标定方法进行了介绍,在此基础上基于抽运-检测型原子磁力仪对旋转磁场和矢量磁场的叠加磁场进行了实验测量,验证了实测磁场的平均值、峰峰值与理论计算结果的符合情况,分析了实测磁场的平均值与理论平均值的偏差起源,并通过实验验证了矢量原子磁力仪的连续测量能力。研究内容为连续测量型矢量原子磁力仪的研制奠定了技术基础。

K(3D)+H_2→KH+H反应的转动分辨截面的测量

利用泵浦—检测技术,研究了K(3D)与H_2反应生成的KH[X^1∑^+(v,J)]分子的转动态分布,利用激光感应荧光光谱(LIF),确定了v=0,1振动能级上的转动态分布.转动态分布与热统计分布基本一致.记录X^1∑^+(v,J)←A^1∑^+(v′,J+1)时间分辨荧光,从荧光强度的对数值给出的直线斜率得到它的自发辐射寿命.K激发态原子密度由泵浦激光通过样品池后的能量损失得到,反应生成物KH分子密度利用光学吸收法得到,由速率方程分析,得到σ(V,J),对J求和,得到σ(v)分别为(0.8±0.3)×10^(-16)cm^2[对v=0],为(0.7±0.3)×10^(-16)cm^2[对v=1].

K(6S)+H_2→KH〔X^1∑^+(V=0,1)〕+H反应截面的测量

利用泵浦—检测技术,研究了K(6S)与H2反应生成的KH〔X1+(V,J)〕分子的转动态分布,利用激光感应荧光光谱(LIF),确定了v=0,1振动能级上的转动态分布。转动态分布与热统计分布基本一致。记录X1+(V,J)←A1+(V′,J+1)时间分辨荧光,从荧光强度的对数值给出的直线斜率得到它的自发辐射寿命。K激发态原子密度由激光能量吸收得到,反应生成物KH分子密度利用光学吸收法得到。由速率方程分析,得到σ(V,J),对J求和,得到的σ(v)分别为(1.4±0.6)×10-16cm2〔对v=0〕,σ(V)为(1.2±0.5)×10-16cm2〔对v=1〕。

基于AHP探针法的土壤源热泵现场热响应试验研究

由于探针法和现场热响应试验法为测试岩土热物性参数的常用方法,因此文章基于邢台地区某土壤源热泵工程,将室内探针法和现场热响应试验法确定的热物性参数进行对比分析。首先,根据探针法和现场热响应试验法测试结果的差异,选取地层厚度、含水率、密度及渗透率作为影响土壤样品热物性参数的主要因素,并利用层次分析法来确定各影响因素的权重值;接着,利用各因素的权重值来修正探针法的测试结果;然后,将探针法和现场热响应试验所确定的岩土热物性参数进行比较,得出两个测量结果的相对误差小于10%;最后,对于土壤源热泵项目,文章利用修正后的探针法对现场热响应试验结果进行验证。

基于泵浦探针法研究VO2薄膜多波段红外激光相变特性

用泵浦探针法实验研究了红外激光辐照二氧化钒薄膜的相变特性.首先利用氧源-分子束外延法制备了薄膜厚度分别为20nm、40nm、60nm的三组VO_2单晶外延薄膜,并且以10.6μm的CO_2连续激光作为泵浦光,分别以1 064nm和3 459nm的纳秒脉冲激光作为探针光,对这三组薄膜分别进行了辐照实验.实验发现三组薄膜相变后对1 064nm探针光的透过率降低量平均值分别为5.26%、6.2%、8.92%,反射率降低量分别为3.09%、6.56%、4.93%;对3 459nm探针光透过率降低量平均值分别为28.4%、47.78%、55.13%,反射率升高量平均值分别为6.65%、17.87%、7.49%.结果表明:利用分子束外延法制备的纳米级VO_2薄膜相变前后对入射激光为镜面反射;薄膜对3 459nm探针光的相变特性比对1 064nm探针光相变特性显著;薄膜厚度的增加会降低相变前透过率,但是对相变后透过率降低更为明显;薄膜对10.6μm CO_2连续激光相变前后始终保持几乎不透.研究结果可为薄膜的应用提供参考.

地源热泵土壤热导率实验研究

土壤热导率是影响地源热泵性能的关键因素之一,本研究主要针对宁波市不同地层土壤热导率进行测定实验,利用热探针法测定土壤的热导率,以宁波市为例,得出了土壤热导率与地层深度、含水率的关系,提出选用合适的加热电流可以减小利用探针法测量土壤热导率的误差。

时间分辨光学涡旋日冕仪及其在空气等离子体诊断中的应用

将泵浦—探测技术的时间分辨能力引入到光学涡旋日冕仪成像系统中,从而在实现微弱相位型物体无背景成像的同时对其做时间分辨诊断。将该技术应用于飞秒激光激发的空气等离子体的诊断。实验结果表明,利用该技术可以清晰地观察到空气等离子体的生成过程,且实验结果与数值模拟结果符合较好。另外,还观测到空气等离子体的两个衰减过程,并对其进行了双指数拟合分析。其中,具有较快时间尺度(-65 ps)的过程主要由电子与正离子复合导致,具有较慢时间尺度(-810 ps)的衰减过程主要由自由电子在氧气分子上的附着所致。

FDTD Simulation of Three Photon Absorption and Realization of NAND Gate with GaAs Wire Waveguide

GaAs has high three photon absorption (3PA) co-efficient at mid-infrared wavelength like2.2mm and waveguides can be formed with this material like silicon nano-wires. It is shown that three-photon-absorption in GaAs wire waveguide can be utilized to form NAND gate. Three-photon-absorption is incorporated in one-dimensional Finite Difference Time Domain (FDTD) equations. The evolution of a probe pulse under the influence of a pump pulse through crossabsorption in a waveguide is investigated using FDTD simulation, where the dominant process is nonlinear three-photon-absorption. Output probe power dependence on input pump power shows that GaAs waveguide NAND gate has higher extinction ratio in comparison to NAND gate using two-photon-absorption in silicon waveguide.

泵浦探测法测量染料分子基态恢复时间的研究

本文对泵浦探测法测量染料分子基态恢复时间进行了分析,对以往的结论作了修正。提出用锁模脉冲串激发获得单个脉冲测量结果的方法。测量了BDN染料在不同溶剂中的基态恢复时间。

基于飞秒激光抽运-探测法的微米结构热物性扫描成像系统

本文基于双波长飞秒激光抽运探测系统,建立了非接触式热物性扫描成像系统。实现对具有微米尺度结构材料的表面热物性扫描探测,空间分辨率为6μm。我们采用这种方法对Cu、Sn材料组成的微结构进行了扫描热成像。结果表明该方法可以实现微米结构材料的热物性扫描成像,但是热物性测量结果的准确性与待测样品表面粗糙状况密切相关。因此对于使用该方法进行微米分辨的热物性扫描成像时,对样品表面要进行有效的平滑处理。

飞秒激光抽运-探测法对金纳米薄膜非平衡传热的研究

飞秒激光与金属作用后,电子被瞬间加热,电子温度将远远高于声子温度,并逐渐将能量传递给声子,这种非平衡过程中电子和声子间传热能力由电子-声子耦合系数表征。而到目前为止电子-声子耦合系数是否存在尺度效应还存在争议。采用飞秒激光抽运-探测法对金纳米薄膜非平衡传热过程进行了研究,利用抛物两步模型对实验数据进行拟合。通过对不同厚度的金纳米薄膜的电子-声子耦合系数的比较,研究表明,电子-声子耦合系数随着薄膜厚度的增加而减小。实验结果与已报道的基于电子自由程提出的理论模型所预测的变化趋势相一致。

利用相干光照明的纹影成像装置研究飞秒激光脉冲烧蚀铝靶喷射物相位的超快时间演化

本文提出了一种基于纹影成像装置的新型相位检测方法,并使用该方法对飞秒激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化过程进行了实验研究.与传统的纹影法不同,本文的相位检测方法使用相干光作为成像照明光,利用未透过样品的背景光作为参考光,借助透过样品后在纹影装置刀口处衍射的照明光与背景照明光的干涉,检测样品的相位;其最显著的优点是能够清晰反映被测样品mπ或2mπ(m为整数)的相位改变.利用该方法,结合抽运-探测技术,研究了激光流量为5.4J/cm2的50fs脉冲激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化.实验发现,烧蚀过程中形成的喷射物可分为三个相位不同的区域,分别对应等离子体态的喷射物、后续的垂直靶面喷射的物质和冲击波.其中,等离子体态的喷射物在0—9.0ns的时间延迟内,由于膨胀和电子复合作用,相位变化超过π;而后续的垂直靶面的喷射物在此时间内的相位变化没有超过π.