检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张立文中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

近年来，高功率飞秒激光脉冲在大气中的传输一直是一个极具吸引力的研究领域。因为高功率飞秒激光脉冲在大气中传输时非线性自聚焦效应和电离空气产生等离子体散焦效应达到的动态平衡可以形成长达几百米甚至上千米的自导等离子体通道，... 详细信息

近年来，高功率飞秒激光脉冲在大气中的传输一直是一个极具吸引力的研究领域。因为高功率飞秒激光脉冲在大气中传输时非线性自聚焦效应和电离空气产生等离子体散焦效应达到的动态平衡可以形成长达几百米甚至上千米的自导等离子体通道，并且通道内自导光丝的直径只有几百至几十微米，其能量高达1013～1014W/cm2，如此高的能量引起的非线性过程能够产生超连续光、高次谐波、锥形辐射等现象。这些现象涉及到大气中多种非线性传输效应，对其研究具有重要的科学意义。同时，高功率飞秒激光脉冲在大气中传输具有长距离自导传输、产生超连续光的特性，为大气遥感探测提供了一种新的手段。\n 本论文主要包含高功率飞秒激光脉冲在大气中非线性传输和高功率飞秒激光大气遥感探测两方面的研究。论文的主要研究内容和创新点概括如下：\n 1、首先阐述了飞秒激光脉冲在大气传输过程中的主要非线性效应，对非线性传输过程中的时空自聚焦、脉冲时域分裂、自导传输现象进行了数值模拟。同时通过数值模拟讨论了初始负啁啾量和初始光束尺寸对飞秒激光脉冲长距离传输的影响，其分析结果为飞秒激光在大气中的长距离传输和实际应用提供了有意义的理论指导。\n 2、研究了高功率飞秒激光脉冲在大气中传输产生的等离子体通道的传输特征和导电特性。对自聚焦和等离子体散焦动态平衡形成等离子细丝的物理过程进行数值模拟，分析了不同激光能量对形成等离子体单丝通道稳定性的影响。同时对不同激光能量和不同焦距透镜聚焦下的等离子通道电阻率进行测量，测得等离子体通道最小电阻率为0.6Ωcm；并且发现外加不同极性电压时，自由电子受到所加静电场作用力、洛仑兹力以及有质动力的共同作用使通道电流大小有所不同。\n 3、研究了飞秒激光脉冲在大气中自导光丝产生的超连续白光后向散射增强特性。通过测量自导光丝超连续白光散射的角度分布，对自导光丝产生的超连续白光后向散射特性进行了实验研究。结果表明，三种不同大气条件下超连续白光都具有后向散射增强特性，并且后向散射增强无波长依赖关系；对测量结果进行了函数拟合，给出了超连续白光沿光丝后向180°的散射增强的定量结果。\n 4、利用高功率飞秒激光脉冲进行了大气遥感探测初步实验研究。基于自导光丝长距离传输、产生超连续白光具有后向散射增强等优点，研制了白光激光雷达系统。通过负啁啾预补偿技术和时间分辨光谱探测技术实现对大气中自导光丝产生的超连续白光回波信号的时间分辨光谱探测。利用该白光激光雷达系统实现对大气中氧气成分在可见光范围内的长程差分吸收光谱的探测，其结果与Hitran数据库拟合计算值符合良好，初步验证了白光激光雷达系统实际应用能力。

关键词：高功率飞秒激光等离子体通道超连续白光辐射后向散射增强白光激光雷达遥感探测

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金属氧化物团簇的光谱与结构研究

金属氧化物团簇的光谱与结构研究

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作者：张昌华中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

团簇物理学研究的主要目的是确定团簇的几何构型和电子结构，了解团簇的物理和化学性质，弄清不同大小的团簇如何由原子、分子逐步演化而成，以及随着这种演化，团簇结构和性质的变化规律。团簇结构与性质的研究对于理解物质从微观到宏... 详细信息

团簇物理学研究的主要目的是确定团簇的几何构型和电子结构，了解团簇的物理和化学性质，弄清不同大小的团簇如何由原子、分子逐步演化而成，以及随着这种演化，团簇结构和性质的变化规律。团簇结构与性质的研究对于理解物质从微观到宏观的过渡具有重要作用。团簇科学已经发展成为一门介于原子分子物理和固体物理之间的新型交叉学科。金属氧化物团簇的性质不同于金属氧化物分子和固体，在团簇体系中存在着共价键和离子键。近年来，由于金属氧化物团簇在催化反应、半导体、磁性材料、药物开发等方面具有广泛的应用，科学家们在实验和理论上都致力于研究金属氧化物团簇的结构和稳定性。因此研究金属氧化物团簇的光谱与结构具有非常重要的意义。\n 质量分辨阈值电离(MATI)光谱是上个世纪90年代发展起来的一种新的高分辨光谱方法，其分辨率比传统的光电子能高了近干倍。由于MATI光谱方法具有质量分辨的本领，非常适用于多质量体系的研究，在分子、自由基、过渡态和团簇等领域得到了广泛的应用，为物理、化学、生物等领域提供了大量可靠的数据，已成为研究离子态振动结构的一种有效手段。本文利用该光谱学方法，研究了金属氧化物团簇的振动光谱与结构，结合量子化学计算和光谱模拟，确定了团簇的几何构型与电子结构，分析了团簇的物理性质和变化规律。\n 搭建了MATI光谱装置，利用激光溅射金属技术制备了金属氧化物团簇，用飞行时间质谱技术确定团簇的种类，利用MATI光谱技术得到了团簇的高精度绝热电离能和离子态的振动结构。本文主要内容如下：\n 第一章，主要介绍了团簇及团簇的发展，阐述了团簇研究的意义以及团簇的研究方向，概述了金属氧化物团簇的研究现状，介绍了研究离子态光谱的方法。\n 第二章，详细阐述了MATI光谱技术的原理，介绍了MATI光谱实验装置、团簇的产生和探测方法，论述了各种电场对光谱谱峰的影响。最后介绍了量子化学计算方法和夫兰克.康登光谱模拟的原理。\n 第三章，利用MATI光谱技术系统地研究了过渡金属氧化物团簇M2O2(M=Sc，Y, La)的振动光谱与结构，获得了高精度的电离势和振动结构信息。通过量子化学计算和夫兰克.康登原理模拟了光谱，标识了MATI光谱的振动谱线。研究了不同质量的同族金属对团簇的电离能、振动频率和团簇内的键长的影响。\n 第四章，研究了过渡金属氧化物团簇M3O4(M=Sc，Y， La)的振动光谱与结构，测量了团簇的绝热电离能和高分辨的离子态振动结构。结合量子化学计算和光谱模拟，标识了团簇的振动谱线，解释了随着金属质量变化，团簇性质变化的规律。\n 第五章，利用MATI光谱技术研究了超价金属氧化物团簇Li3O和Ca2O的振动光谱。结合量子化学计算确认了团簇的电子组态和几何结构。分析了超价电子的特性。\n 第六章，本论文的总结以及对未来工作的展望。

关键词：金属氧化物电离光谱量子化学计算团簇结构

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小型空间飞行器仿真建模方法研究

小型空间飞行器仿真建模方法研究

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第14届中国系统仿真技术及其应用学术年会

作者：杜润乐王永海试验物理与计算数学国家级重点实验室

小型空间飞行器可以通过上位机仿真验证其设计的合理性,此时建立空间飞行器的仿真模型是仿真的关键技术,直接决定着仿真验证结果的可靠性。本文介绍了小型空间飞行器仿真建模技术,其中包括动力学和运动学模型,发动机推力模型,各种干扰... 详细信息

小型空间飞行器可以通过上位机仿真验证其设计的合理性,此时建立空间飞行器的仿真模型是仿真的关键技术,直接决定着仿真验证结果的可靠性。本文介绍了小型空间飞行器仿真建模技术,其中包括动力学和运动学模型,发动机推力模型,各种干扰作用下的发动机推力模型,空间飞行器质量和转动惯量时变模型以及动态质心漂移模型。详细仿真模型基础上的仿真,可以为空间飞行器关键算法的验证提供可靠的依据。

关键词：小型空间飞行器模型建立仿真

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Bohm力学在强激光和原子相互作用中的应用

Bohm力学在强激光和原子相互作用中的应用

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作者：赖炫扬中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

Bohm力学是一门描述微观粒子轨道运动的理论。它采用轨道方式描述粒子的运动，使人们更清晰地理解量子现象产生的机制。本篇论文研究Bohm力学在强激光与原子相互作用领域的应用，包括成功重现并解释了两个多光子吸收的非线性现象：阈上... 详细信息

Bohm力学是一门描述微观粒子轨道运动的理论。它采用轨道方式描述粒子的运动，使人们更清晰地理解量子现象产生的机制。本篇论文研究Bohm力学在强激光与原子相互作用领域的应用，包括成功重现并解释了两个多光子吸收的非线性现象：阈上电离与高次谐波，研究了强激光与原子相互作用中的量子经典对应问题。主要内容如下：\n 一、用Bohm力学研究强激光和原子相互作用中阈上电离的现象强激光和原子相互作用产生的阈上电离(ATI)在实验上已经被观测到。许多半经典轨道的方法，比如Corkum提出的”两步模型”和在强场近似下Feynman路径积分的方法等，都可以较好地解释这个多光子现象的产生机制。在本文中，用Bohm力学来研究ATI多光子吸收的现象。通过计算原子系综中的每一个电子量子轨道，相应地得到光电子能量，即获得ATI谱。得到的ATI谱和以往实验和理论的结果相比基本上是一致的。此外，通过量子轨道方法和经典轨道Monte-Carlo方法之间的比较，发现量子势对ATI现象的出现起了关键的作用。\n 二、用Bohm力学研究强激光和原子相互作用中高次谐波谱的产生强激光和原子相互作用另一个有趣的多光子过程是高次谐波(HHG)。对HHG的解释，最著名的就是”三步模型”，它是一种半经典的轨道方法。此外，经典轨道的Monte-Carlo方法也被用来模拟高次谐波的产生。在本文中，用Bohm力学得到原子中电子的量子轨道，然后计算这一个量子轨道的功率谱，发现得到的谐波谱是不规则的。但当考虑一个原子系综和强激光相互作用时，用Bohm力学得到的谐波谱和用求解Schrodinger方程得到的结果一致，所得到的谐波谱满足高次谐波特征。\n 三、用Bohm力学研究强激光和原子相互作用中的量子向经典过渡量子向经典过渡是量子力学的一个基本问题，自从量子力学诞生那一时刻起，人们就开始思考这个问题。一般认为，经典力学是量子力学的一个极限情况。但是目前的理论工作，还没有找到一个合适物理量，使得量子向经典连续过渡。在我们的工作中，我们用Bohm力学描述电子的运动，它的动力学方程(也就是Bohm-Newton方程)和经典Newton方程的区别在于前者比后者多了一项—量子势。如果量子势可以忽略，量子力学就很自然的回到经典力学。数值计算结果表明，强激光和原子相互作用时，电子的量子势随时间变得越来越小，在电子电离之后，量子势很快就可以完全忽略了，因此电离电子的行为可以用经典力学来描述。我们的结果为研究强激光和原子相互作用中的半经典理论提供一个理论支持。

关键词： Bohm力学量子轨道强激光阈上电离高次谐波

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原子滤光及其在自由空间量子密码通信中的应用

原子滤光及其在自由空间量子密码通信中的应用

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作者：单欣中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

量子信息学是一门利用微观粒子的量子力学原理来解决经典信息学和经典计算机所无法解决的问题的学科，它是量子力学与信息科学的交叉科学。量子密码通信和量子计算作为其最重要的两个应用方向，在确保信息安全和提高运算速度等方面具有... 详细信息

量子信息学是一门利用微观粒子的量子力学原理来解决经典信息学和经典计算机所无法解决的问题的学科，它是量子力学与信息科学的交叉科学。量子密码通信和量子计算作为其最重要的两个应用方向，在确保信息安全和提高运算速度等方面具有极高的发展潜力和应用价值，因而具有十分重要的科学意义。自由空间量子密码通信的实验研究主要以光子作为量子信息的载体，对脆弱的光子状态的探测是其中的一个非常重要技术瓶颈，特别是在太阳光、月光等背景光存在的情况下如何高效地从背景中提取和利用信号光子，对于增大通信的距离、提高通信的效率和安全性都具有十分重大的意义。到目前为止，自由空间量子密码通信实验用到的滤光方式主要都是将干涉滤光片的频谱滤光与其它的一些辅助滤光方式(如时间窗、小孔、单模光纤)相结合的办法，而本论文针对这个问题提出了一种基于原子滤光的解决办法并实验验证其可行性。原子滤光是一种窄带滤光方式，具有很多优点，如滤光带宽窄、透过率高、抑制比高等，在经典领域内已经具有十分广泛的应用。本论文的内容涉及原子滤光机制的研究及其在自由空间量子密码通信中的应用，主要包括以下内容：\n 1.制作了滤光频率可调的Rb原子法拉第反常色散滤光器(FADOF)。该滤光器带宽约为2GHz、透射率超过60%、抑制比约为105，滤光带宽比普通的商用干涉滤光片窄2-3个量级；同时针对自由空间量子密码通信实验演示，作了一些关键技术上的研究与改进。\n 2.提出了一种全新的Raman放大的FADOF滤光方法。研究表明，与普通的FADOF相比，这种滤光器增加了一束耦合光，能够放大入射的微弱信号光同时压窄滤光带宽。在我们的实验条件下，信号光放大倍数可达55倍，滤光线宽窄至约60MHz。如果应用于自由空间量子密码通信系统，这种滤光器会更好地抑制背景光噪声。\n 3.搭建了适合于远距离的B92协议的自由空间量子密码通信系统。在该系统中，开创性地采用了自制的Rb-FADOF代替干涉滤光片作为频谱滤光器件，成功地实验演示了白天及夜晚相距230m的量子密钥分发，并能得到较高的密钥传输效率(筛选密钥和纠错密钥传输率分别可达到3.14kbits/s和1.56kbits/s)和较低的误码率5.10%。实验结果表明FADOF在自由空间量子密码通信方面具有良好的应用前景。

关键词：原子滤光法拉第反常色散滤光自由空间量子密码通信量子密钥分发

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金属间化合物热容计算的新经验公式

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化学通报 1997年第12期 48-50页

作者：陈锋杨章远许志宏中国科学院化工冶金研究所计算机化学开放实验室

金属间化合物热容计算的新经验公式陈锋杨章远许志宏（中国科学院化工冶金研究所计算机化学开放实验室北京１０００８０）金属间化合物的热容是一个应用很广的物理性质。然而实验值的获取非常有限。因此有必要建立一些估算模型。本文通... 详细信息

金属间化合物热容计算的新经验公式陈锋杨章远许志宏（中国科学院化工冶金研究所计算机化学开放实验室北京１０００８０）金属间化合物的热容是一个应用很广的物理性质。然而实验值的获取非常有限。因此有必要建立一些估算模型。本文通过对已有金属间化合物热容实验值系统...

关键词：金属间化合物热容经验公式计算

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LiF-NaF-KF体系的相图计算

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北京科技大学学报 2014年第12期36卷 1666-1675页

作者：王坤程进辉张鹏左勇谢雷东中国科学院上海应用物理研究所上海201800

基于CALPHAD技术首先评估了LiF-NaF和LiF-KF两个二元熔盐体系,液相和端际固溶体Halite相均采用RedlichKister多项式置换熔体模型描述,模型参数的优化选取实验相平衡数据和热化学数据以及本文根据第一性原理预测的数据.结合文献中已报道... 详细信息

基于CALPHAD技术首先评估了LiF-NaF和LiF-KF两个二元熔盐体系,液相和端际固溶体Halite相均采用RedlichKister多项式置换熔体模型描述,模型参数的优化选取实验相平衡数据和热化学数据以及本文根据第一性原理预测的数据.结合文献中已报道的NaF-KF体系的热力学参数,用Muggianu模型扩展至LiF-NaF-KF三元体系,根据三元共晶点的实验数据调整三元交互参数.最终的相图计算结果与绝大部分实验数据和第一原理计算数据吻合较好,由此获得了一套自洽且可靠的热力学参数,其能够准确描述LiF-NaF-KF体系的相平衡与热力学性质.

关键词：相图计算熔盐热力学氟化锂氟化钠氟化钾

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两种固体席夫碱^(15)N化学屏蔽研究中的分子内氢键作用(英文)

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波谱学杂志 1998年第4期15卷 341-346页

作者：郑广湛昌国沈联芳叶朝辉 WebbG.A 华中师范大学化学系中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室

应用量子化学基本原理，对两种固体化合物席夫碱类的１５Ｎ化学位移的分子内氢键效应进行了研究．为简化计算，本文在计算过程中采用一种简化模型．其分子几何结构参数采用优化值．本文结果表明：理论值成功地再现了两种固体化合物的１... 详细信息

应用量子化学基本原理，对两种固体化合物席夫碱类的１５Ｎ化学位移的分子内氢键效应进行了研究．为简化计算，本文在计算过程中采用一种简化模型．其分子几何结构参数采用优化值．本文结果表明：理论值成功地再现了两种固体化合物的１５Ｎ化学屏蔽值，证实了１５Ｎ在分子内氢键形成过程中的屏蔽行为．本文证实当有分子内氢键形成时（大约为０．２ｎｍ），１５Ｎ化学位移向高频区大约移动５０ｐｐｍ．本文结果对理论上定量估计氢键强度可能会有重要作用．

关键词：化学位移席夫碱氢键氮15 量子化学

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10 cm口径发散磁场离子推力器放电模型

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北京航空航天大学学报 2023年第9期49卷 2258-2266页

作者：孙明明耿海胡竟杨福全龙建飞兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000 国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院杭州310024 南华大学核科学技术学院衡阳421001

为研究10 cm口径发散磁场离子推力器内部的放电过程并对后续工程改进提供参考,采用COMSOL多物理场耦合软件建立推力器放电模型,获得关键放电参数,并根据试验结果进行验证。模拟结果表明:放电室内部上游磁极和下游磁极之间形成具有强烈... 详细信息

为研究10 cm口径发散磁场离子推力器内部的放电过程并对后续工程改进提供参考,采用COMSOL多物理场耦合软件建立推力器放电模型,获得关键放电参数,并根据试验结果进行验证。模拟结果表明:放电室内部上游磁极和下游磁极之间形成具有强烈发散特性的磁场,并在正交电场的影响下,使电子发生以磁力线为导向中心的霍尔漂移运动;放电室内部气体压强分布均匀且基本在0.1~0.11 Pa范围内,大部分区域的中性原子密度约为1.5×10^(19) m^(-3),流体速度在0.2~0.9 m/s的范围内且呈现明显的黏滞流特性;电子密度峰值出现在阴极出口区域,约为8.57×10^(18) m^(-3),阳极壁面附近及栅极上游区域的等离子密度约为6.8×10^(17) m^(-3)。试验结果显示:采用E×B探针测量得到双核离子占总束流离子比为14.1%,根据COMSOL计算值得到的0.353 mA束流理论值与0.323 mA的束流实测值比对误差为9%,误差主要来自于仿真条件设置及试验测量。研究结果可为离子推力器工程化改进提供快速的放电参数分析及优化设计参考。

关键词：发散磁场离子推力器放电模型等离子体密度电子温度

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30keV/u He2+-Ar碰撞过程中单俘获同时单电离转移电离通道电子出射的实验研究

30keV/u He2+-Ar碰撞过程中单俘获同时单电离转移电离通道电子出...

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第十六届全国原子与分子物理学术会议

作者：张瑞田马新文张少锋朱小龙冯文天郭大龙李斌刘惠萍王建国闫顺成张鹏举王茜中国科学院近代物理研究所中国科学园研究生院应用物理与计算数学研究所

利用中国科学院近代物理研究所320kV高压平台建成的冷靶反冲离子动量谱仪,研究了30keV/u He-Ar碰撞过程中单俘获同时单电离转移电离通道电子出射机制。实验采用散射离子,出射电子,以及反冲离子的三重符合测量,以及动量成像技术实现了对... 详细信息

利用中国科学院近代物理研究所320kV高压平台建成的冷靶反冲离子动量谱仪,研究了30keV/u He-Ar碰撞过程中单俘获同时单电离转移电离通道电子出射机制。实验采用散射离子,出射电子,以及反冲离子的三重符合测量,以及动量成像技术实现了对转移电离反应的

关键词：电离过程纵向动量反冲离子碰撞过程

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