声子极化激元干涉条纹周期的精密测量研究EI北大核心CSCD

二维材料由于其独特的物理化学性质,对纳米光子学及光电子学的应用与发展具有重要研究价值。特别是二维材料中声子与光子耦合激发产生的声子极化激元高度局域在纳米尺度,在片上光子学的光学操控和能量传输等前沿研究领域具有极大的应用潜力。同时,光电器件制造进入纳米节点,器件应用对材料表征精度具有纳米级的要求。然而目前对声子极化激元特性分析的关键之一在于测量其干涉条纹周期,测量结果准确性依赖于仪器设备校准。因此,为实现对声子极化激元干涉条纹的精确测量,文中提出构建铬原子自溯源型光栅与二维材料的复合结构,分析金属光栅结构周期性变化对二维材料的声子极化激元耦合增强与调制作用,以及基于该原理实现对声子极化激元干涉条纹周期的精密测量。研究实现了测量干涉条纹周期为(261.01±0.34)nm的亚纳米级高精度测量,相比具有不确定度为4 nm的传统拟合测量方式具有可溯源的计量精度,同时实现了对测量仪器的亚纳米级精密校准。自溯源光栅天然溯源至基本自然常数的特性使得测量结果具备极好的准确性和可靠性,为二维材料在微纳光子学器件领域的应用提供了保障。     

燃料电池车用超高速空压机临界转速分析与提高措施

针对空压机进气增压可提高大功率燃料电池发动机性能和功率密度,但空压机超高速电机转子-轴承系统存在共振失稳乃至断轴的实际工程问题.本文采用有限元法建立空压机高速电机轴承-转子系统动力学模型,基于ANSYS软件对某超高速永磁电机转子进行动力学仿真,分析某燃料电池空压机高速电机转子-轴承系统的临界转速,揭示轴承刚度、轴承位置以及转轴质量等因素对临界转速的影响规律,并提出改善措施.结果显示,增大轴承刚度、适当减小轴承跨距以及减轻转轴的质量可以有效地增加转子轴承系统的临界转速.     

0.6%Pr,x%La:CaF2的发光性能研究和Judd-Ofelt分析(英文)

氟化钙(CaF₂)是一种良好的激光材料基质,具有较宽的透过范围(0.125～10μm)、良好的导热性(9.71W/(m·K))和低非线性效应系数。在Pr:CaF₂晶体中,[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇导致Pr³⁺离子在较低浓度下出现荧光猝灭现象。在CaF₂中共掺入La³⁺离子有可能打破[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇。本研究通过温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT),成功地生长了一系列共掺入不同浓度La³⁺离子的Pr:CaF₂晶体。在室温下采用X射线粉末衍射、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减寿命对Pr,La:CaF₂晶体进行表征。Pr:CaF₂晶体共掺入La³⁺离子后仍具有立方晶体结构。³P₀→^3<...     

基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法研究

建立了一种基于Cr原子光刻技术的nm光栅间距比对测量定值方法。以国家自溯源光栅标准物质来建立标准样板校准溯源体系的可行性为基础,保障测量仪器更高精度、可溯源性;设计并制备了节距长度有序递增的多周期电子束直写光栅样板,满足可适配于不同分辨率的nm测量仪器的需求,名义节距值分别为200、400、600、800、1 000 nm。经国家自溯源光栅标准物质比对后的AFM完成对nm栅格标准样板的测量与表征,实验表明：电子束直写制备的光栅标准样板均匀性水平1 nm,相对不确定度低于2%,光栅均具有良好的均匀性、准确性以及稳定性,验证了研制的光栅标准样板能作为一种理想的实物标准运用于nm几何量量值溯源体系。     

真空紫外波段Al膜保护层MgF_2的光学常数

由于Al膜的保护层MgF_2薄膜的光学常数对Al/MgF_2高反射镜的性能有极大的影响,本文研究了获取MgF_2薄膜光学常数的方法。用热舟蒸发的方法在室温B270基底上镀制了3块不同MgF_2厚度的Al/MgF_2反射镜样品,通过掠入射X射线小角反射方法表征样品,获得了膜层厚度和粗糙度。在国家同步辐射实验中心计量站测试了入射角为5°时,样品在105~130nm波段的反射率。在Al、MgF_2膜层的厚度和Al的光学常数已知条件下,依据菲涅尔公式,得出了满足某波长处样品反射率的等值曲线,然后从三条曲线的交点得出了MgF_2薄膜在108~128nm波段的光学常数。对比和分析显示:利用此方法得到的108~128nm波段MgF_2薄膜光学常数计算的反射率曲线和实际测试得到的反射率曲线吻合较好。     

超声辐照及辐照环境对液体中流场分布特性的影响

研究了超声辐照下液体中声压场分布,模拟了流场分布的特性,模拟结果与利用粒子成像测速仪得到的实验结果相符。进一步研究了声学参数及容器几何环境对流场分布的影响。研究发现,增大超声功率和频率可使流场速度变大:在30~60 W范围内,超声功率与流场中最大流速间存在线性关系;在频率为100~472 kHz范围内,流场速度大小随频率的升高而增加;在层流区,流速与频率的平方成正比;在湍流区,流速与频率的1/2次方成正比。进一步研究发现,随着换能器到容器壁间距离的增加,流场速度减小。     

超短脉冲激光诱导透明材料多光子吸收的研究进展

超短激光脉冲可直接诱导透明材料的多光子吸收上转换荧光过程,它在红外探测、新型激光器、海底光学通信、高密度存储以及三维立体显示等前沿的国防和工业科技领域有着广泛的应用。上转换过程的研究目前主要集中在稀土离子和过渡金属离子能级跃迁的机制上,随着机制材料以及受激离子的不同,光子跃迁的机制也不完全相同,因此上转换机制始终伴随着新材料的出现而发展。介绍了上转换过程的种类,将多光子吸收上转换过程用依次吸收与同时吸收进行分类,给出了在实验研究中分辨上转换过程的方法,并讨论了多光子同时吸收的双光子与三光子过程的研究进展和应用,为今后研究不同光功能材料的多光子吸收过程和应用提供了理论依据。     

直拉单晶硅太阳能电池光致衰减效应的正电子湮没谱研究

采用正电子湮没辐射多普勒展宽谱研究了光照和热处理对直拉单晶硅太阳能电池微观缺陷和输出特性的影响。结果表明:随着光照时间的增加,太阳能电池的转换效率逐渐下降,照射超过12h后达到一个稳定值;将辐照后样品在200℃下热处理2h后,转换效率逐渐回复;电池中的硼氧复合体缺陷的激活和钝化导致电池转换效率和多普勒展宽谱的变化。     

激光加载下准等熵压缩实验用铝/氟化锂复合双台阶靶的研制

本文提出了一种激光加载下准等熵压缩实验用铝/氟化锂复合双台阶靶的加工技术。采用金刚石车削在1.5 mm厚的氟化锂晶体表面加工两个10 μm高度的台阶,然后利用电子束蒸发在氟化锂台阶面镀厚度为几十μm的高致密纯铝膜,再通过金刚石车削工艺将镀铝面车削成平面,最后在氟化锂晶体另一面蒸镀剩余反射率低于1%的增透膜,最终获得高质量的铝/氟化锂复合双台阶靶。采用NT1100白光干涉仪、电子比重计、电子能谱、X射线衍射仪、扫描电镜等设备对靶参数进行测量,研究各工艺对靶参数的影响。     

碳化硼研磨后蓝宝石晶体的亚表面损伤

介绍了蓝宝石材料的亚表面损伤形成机制。考虑碳化硼磨料可产生较小亚表面损伤的优点,本文基于游离磨料研磨方式,研究了不同粒度碳化硼磨料研磨后蓝宝石晶体的亚表面损伤。利用KOH化学腐蚀处理技术,对研磨后的样品进行了刻蚀;通过特定的腐蚀坑图像间接反映了蓝宝石晶体的亚表面损伤形貌特征,获得了W20、W10和W5碳化硼磨料产生的亚表面损伤深度,得到了在不同刻蚀时间下蓝宝石亚表面损伤形貌、表面粗糙度和刻蚀速率。研究结果显示:游离碳化硼磨料研磨造成的蓝宝石晶体的亚表面损伤密度相当显著,但损伤深度并不大,其随磨料粒度的增大而增大,W20、W10和W5粒度的磨料研磨后产生的亚表面损伤深度分别为7.4,4.1和2.9μm,约为磨料粒度的1/2。得到的结果表明采用碳化硼磨料研磨有利于获得低亚表面损伤的蓝宝石晶片,而采用由大到小的磨料逐次研磨可以快速获得低亚表面损伤的蓝宝石晶片。