第一个产生可见光的核动力激光器

第一个产生可见光的核动力激光器

一、第一台产生可见光的核动力激光器(论文文献综述)

邱曼[1](2021)在《高纯度金纳米双锥体及其表面等离子体性质》文中研究表明金纳米棒(AuNRs)以其优异的等离子体和物理化学性质而闻名,因此已广泛应用于各个领域,包括光谱学、传感、诊断学、生物技术和催化反应。它们在制备化学样品和生物传感器时尤其首选,因为它们的形状是可调控的,并且它们的局域表面等离子体共振(LSPR)峰是可调的。然而,由于Au NRs的相对较大的尺寸和形状分布,纵向等离激元共振可能难以组装和不均匀展宽。此外,Au NRs的电场局域化还不够强,限制了其在等离子体增强光谱等方面的应用。Au纳米金字塔粒子(Au NBP)是一种具有两个尖端的对称结构,在电场中具有更强的约束性,在LSPR模式下具有更小的耗散。此外,通过调整Au NBP的针尖角度,可以将Au NBP的LSPR从可见光区(VLR)改为近红外区(NIR),使Au NBP成为一种很有前景的纳米材料,可用于生物成像探针、生物分析传感器和光谱学。由于强光-物质相互作用在量子计算、生物传感、纳米激光和有源等离子体器件中的应用,人们对其进行了广泛的研究。当等离激元和发射体之间的能量交换大于耗散时,由于强耦合而在频域产生拉比劈裂。尽管在复杂的组装结构(如二聚体和间隙结构)中已有大量报道,但是,在室温环境下在单个金属纳米颗粒中实现这种强耦合仍然是一个巨大的挑战。在实验中很难制备出合适的单一纳米颗粒限制电场强,并且具有低损耗。此外,种子结构不稳定,阻碍了其在高级制造中的应用。与其他纳米粒子相比,Au NBPs具有更好的化学稳定性和更高的尖端局部电场增强,是在室温下实现强耦合的很好的选择。在强耦合情况下,从VLR到NIR大范围可调谐,为生物和医学领域提供重要应用。据我们所知,近红外区Au NBPs与量子发射体之间存在强相互作用的报道很少。本文采用种子介导法合成了形状均一、粒径均匀的Au NBPs,纯度达95%。利用时域有限差分法(FDTD)对Au NBP的LSPR进行调谐,在可见光区和近红外区实现了模体积约1178nm3的单个量子点/双量子点与Au NBP的强耦合。模拟结果表明,在单个Au NBP的散射光谱中有70meV的拉比劈裂。此外,我们还比较了 Au NBPs和Au NRs在实现强耦合方面的光学响应,发现Au NBPs在降低损耗和局域增强电场方面优于Au NRs。结果表明,Au NBPs在材料、生物医学、量子信息等领域有着广泛的应用。

陈钱[2](2021)在《集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究》文中研究表明瞬态剂量率效应(Transient Dose Rate Effects,TDRE)是核辐射环境诱发电子信息系统异常的重要方式之一,主要通过半导体器件中辐射感生的瞬态光电流造成器件异常。深入研究器件中瞬态光电流的产生和收集机制,探究其在集成电路中诱发的闩锁和翻转规律并揭示内在机制,探索加固设计思路与方法,可为抗瞬态剂量率效应器件加固设计提供参考和理论依据,为保障核辐射环境中半导体器件正常工作提供支撑。本文把握瞬态光电流这一主线,以单管器件瞬态光电流产生和收集机制研究为前提,进而研究集成电路中瞬态光电流诱发的闩锁效应和翻转效应规律和机制,最后研究器件结构加固抑制瞬态光电流以减缓瞬态剂量率效应。在研究过程中,利用自主搭建的激光模拟瞬态剂量率效应实验装置开展了激光模拟等效性研究,从理论和实验的角度验证了其有效性。针对单管器件开展瞬态剂量率效应光致电流研究,仿真研究金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semicon ductor Field-Effect-Transistor,MOSFET)瞬态剂量率效应光致电流的收集机制以及各因素的影响规律,实验获得二极管的瞬态光电流特征规律。针对静态随机存储器(Static Random Access Memory,SRAM)开展瞬态剂量率效应翻转研究,实验获得其翻转阈值以及不同模式下的翻转规律,通过TCAD仿真研究SR AM的翻转机制,阐明诱发该翻转规律的机制。针对互补金属氧化物半导体(C omplementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)器件开展瞬态剂量率效应闩锁研究,实验获得其翻转阈值以及闩锁电流变化规律,通过HSPICE仿真研究闩锁效应机制,阐明诱发该闩锁电流变化规律的机制。最后提出和设计深阱结构加固方案,并针对有无深阱结构的D类型触发器(D type flip-flop,DFF)链进行初步的试验验证。研究工作获得的主要成果和结论如下:(1)针对激光模拟等效性的研究,基于激光模拟原理和激光辐照物理过程,建立激光等效模拟模型给出等效关系曲线,同时借助“强光一号”加速器开展验证验证,形成了较为成熟的激光实验手段。(2)针对单管器件瞬态光电流的研究表明,MOS管的瞬态光电流是由器件内部PN结耗尽区及其附近的电荷通过漂移扩散机制收集产生。各影响因素均是影响产生或收集过程改变瞬态光电流,辐照剂量会增加电离电荷而加强光电流,电压升高会加强电离电荷收集而加强光电流;温度升高会抑制漂移电流的同时加强扩散电流;阱接触则会通过改变电场电势来影响光电流的收集。二极管的瞬态光电流的总收集电荷量与脉冲激光能量成线性正相关,其瞬态峰值电流受到器件电荷收集能力的影响会存在上限,达到上限后会通过增加收集时间来完成电荷收集。(3)针对SRAM瞬态剂量率翻转的研究结果表明:SRAM瞬态剂量率翻转存在以下三种机制:第一种,瞬态光电流诱使互锁反相器中截止管导通,从而导致SRAM发生翻转;第二种,瞬态光电流诱使两边传输管导通重新写入数据从而导致翻转,会受到位线状态的影响;第三种,瞬态光电流引起大范围的路轨塌陷导致存储信息丢失从而导致翻转,会受到器件“优选状态”的影响。大范围的路轨塌陷引起的翻转会在不同存储模式下导致特殊的翻转规律。对于SRAM单元,不同阱接触会改变其“优选状态”。(4)针对CMOS器件瞬态剂量率闩锁的研究结果表明:器件需要同时满足触发条件和维持条件才能发生闩锁,且器件闩锁后的闩锁电流与供电电压成正相关。基于多路径闩锁机制,瞬态光电流会在器件中引发闩锁路径的切换,从而诱发闩锁电流“窗口”现象。(5)针对阱结构加固方法的研究结果表明,深阱结构能提高器件的抗瞬态剂量率效应能力,增加深阱掺杂能进一步提升抗辐照能力。深阱结构主要是通过与衬底和阱形成新的PN结来影响电荷收集,改变阱电势来调控双极放大电流,实现对瞬态光电流的抑制。实验验证了深阱结构DFF链的翻转阈值和饱和截面更小,表现出更强的抗瞬态剂量率效应能力。

郭鑫[3](2021)在《光子晶格中线态和拓扑绝缘体的研究》文中进行了进一步梳理光子晶格由于拥有周期性的结构以及独特的特性,受到诸多研究凝聚态物理和光学学者的广泛关注。利用光子晶格,合理调节参数,设置传播路径和预测传输结果在光学成像等领域具有重要的研究意义及应用价值。近年来,利用光子晶格实现光局域已然成为研究的热点之一。利用光晶格实现光波的调控思想来源于半导体晶格对电子波函数的调控,因为描述二者的数学方程形式上是一致的。在光子晶格中可以通过施加无序、磁场、设计缺陷和利用光子晶体的非线性效应等实现光子局域。但是这些方法均对光子晶体进行了调制,这增加了实验和应用的难度。近年来,研究者提出一种无需额外的调制、仅通过晶格本身所具有的能带拓扑结构抵消光波在传播过程中发生的离散衍射现象,实现光子局域,这样的系统称之为平带系统。平带系统仅存在于一些特定结构的光子晶格中,例如Lieb晶格、Kagome晶格和超级蜂巢晶格等等。平带系统具有完美的可以线性叠加的紧局域态已得到广泛研究。近几年,研究发现在被截断的二维光子晶格(Lieb和超级蜂巢晶格)的平带系统中还存在新型的“平带线态”,它们仍拥有强烈的光局域特性,呈现直线状或折线状。由于在光子拓扑绝缘体中存在受拓扑保护且抑制背向散射的边界态,在光传输和光量子计算等领域有着广阔的应用前景,因此光子拓扑绝缘体的研究成为目前光子学领域的研究热点。凝聚态物质的拓扑相的概念与光学体系的结合催生了一系列新颖的物理现象,例如:光整数量子霍尔效应、光量子自旋霍尔效应和光Floquet拓扑绝缘体等。在Lieb和蜂巢晶格中,利用紧束缚法引入自旋轨道耦合,拓扑非平庸的体能隙被打开,产生量子自旋霍尔效应,从而获得了边缘态。本论文主要基于以上两点,分别在Kagome晶格中产生“平带线态”及“边缘态”,完善了光子局域及边缘态的体系。主要内容如下:(1)首先,利用紧束缚方法分析Kagome光子晶格的能带结构及平带本征矢,理论分析新型的“平带线态”模式;然后基于傍轴类薛定谔方程,利用分步傅里叶算法数值模拟Kagome晶格中“平带线态”强烈的局域特性。(2)其次,利用紧束缚方法在三种半无限边界结构的Kagome光子晶格(即混合边界,折线边界和摇椅边界)的次邻近项中引入自旋轨道耦合,能带发生形变,产生拓扑边缘态。需要特别指出的是:基于混合边界Kagome晶格,调节自旋轨道耦合系数,可以产生两种不同频率的拓扑边缘态。这项工作为基于Kagome晶格引入自旋轨道耦合实现拓扑激光器奠定了基础。

牛孝友[4](2021)在《异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究》文中指出基于异质结构纳米体系复杂的激发态动力学背景,本论文工作主要采用超快瞬态吸收光谱技术(辅以稳态吸收光谱、稳态/瞬态荧光光谱、电子结构与性能表征等手段),针对若干精心设计的异质结构纳米体系开展了深入系统的超快光谱与动力学研究,以洞察其中未被发现但确与功能性密切相关的物理机制,从而为异质结构纳米体系的设计、调控及应用提供关键的机理性指导。本论文主要包含以下五个方面的研究内容:(一)用于光催化固氮的钌单原子催化剂的光激发电子动力学研究如何在环境条件下使用催化剂进行可持续的光催化固氮仍然是一个巨大的挑战。在此,我们开发了一种锚固在富含缺陷的TiO2纳米管上的钌基单原子催化剂(Ru-SAs/Def-TNs),作为固氮的模型系统。所构建的Ru-SAs/Def-TNs在固氮反应中的催化效率达到125.2 μmol g-1 h-1,比负载的Ru纳米颗粒和Def-TNs的催化效率分别高约6倍和13倍。通过超快瞬态吸收和光致发光光谱的表征,我们揭示了这种模型单原子催化系统中催化活性与光激发电子动力学之间的关系。我们发现Ru-SAs/Def-TNs中形成的独特的配体-金属电荷转移态是导致其高催化活性的一个主要原因,因其可极大地促进光电子从Def-TNs转移到Ru-SAs中心,随后被Ru-SAs捕获。这项工作从光激发电子动力学的角度揭示了单原子催化剂高性能的物理机制,从而丰富了对单原子催化过程的理解。(二)Mo掺杂的TiO2等离激元用于高效的光催化固氮光催化固氮作为一种绿色可持续发展的路径,近年来引起人们的广泛关注。然而,如何设计和制备出低成本、高效的催化剂富有很大的挑战性。在此,我们提出了一条途径:通过高掺杂TiO2使其表现出等离激元效应,从而利用等离激元热电子来活化惰性的N2分子。合成的Mo掺杂的TiO2在近红外光区显示出等离激元效应,在环境条件下的固氮效率可达134μmol g-1 h-1,与金的等离激元催化效率相当。通过超快光谱,我们揭示了 Mo-TiO2的等离激元热电子持续活化N2分子,是其高催化活性的原因。该研究为半导体等离激元在光催化固氮反应中的研究提供了新思路和机理层面的启发。(三)等离激元诱导的自旋交换能量转移实现三重态光化学金属纳米结构的等离激元因在光化学反应中表现出的巨大潜力而引起了越来越多的关注。然而,等离激元金属的非磁性质使得金属等离激元驱动的光化学反应往往局限于单重态反应。近年来,三重态光化学因其在突破太阳能电池的Shockley-Queisser极限或增强上转换效率等领域的应用而引起极大的关注。这里,我们提出一个全新的概念:半导体到分子的高效的等离激元诱导的自旋交换能量转移(PISEET)过程,可使分子的三重激发态被直接布居。我们在等离激元CuFeS2纳米晶-氨基芘(AP)分子固态异质结构中证实了 PISEET途径的可行性,其中一个关键点在于CuFeS2等离激元传导电子的自旋极化特性可导致自旋和等离激元发生相互作用;并进一步证明该PISEET途径主要是受Dexter型交换相互作用而非传统的等离激元偶极-偶极相互作用的支配。此外,PISEET机制的一般性也得到了验证,这无疑将在三重态光化学的操控中显示出巨大的潜力。(四)半导体等离激元调控的分子三重态布居及三重态-三重态湮灭以上PISEET现象是在CuFeS2-AP固态异质结构中观测到的,如果将CuFeS2-AP转移到液相条件下,这里分子运动加剧,会发生什么现象呢。于是我们继续对CuFeS2纳米晶-AP分子的液相异质结构展开研究。在液相条件下时,当把AP分子嫁接到CuFeS2纳米晶表面,仍然能观测到由CuFeS2纳米晶向表面吸附的AP分子的PISEET过程。随后,我们观测到了 CuFeS2纳米晶表面的AP分子的延迟荧光,这是由于等离激元的局域热场效应导致AP分子发生三重态-三重态湮灭过程所致,并可由泵浦流量依赖的瞬态吸收实验来进行证实。这一结果表明半导体等离激元向受主分子发生自旋交换的能量转移的同时,又兼具在金属等离激元中常被观测到的增强三重态-三重态湮灭过程的局域热场效应。该研究表明了半导体等离激元在调控三重态光化学中有巨大的潜力。(五)半导体等离激元诱导的单重态-三重态能量转移基于CuFeS2-AP中观测到的等离激元调控的分子三重态的新奇的现象,这里我们继续构筑了 CuFeS2纳米晶-R6G分子固态异质结构体系作为研究对象,考察了 CuFeS2等离激元诱导的能量转移过程。在这里我们观测到CuFeS2等离激元诱导的R6G分子单重态、三重态电子态的同时布居,即偶极-偶极相互作用的单重态能量转移、自旋交换的三重态能量转移通道的同时开启。此外,通过泵浦流量依赖的瞬态吸收实验,我们发现在该体系中观测到的PISEET过程不仅由传统意义上的双电子交换的Dexter机制主导,而且涉及到等离激元热电子的热效应的贡献。这表明我们所观测到的PISEET路径是一种全新的能量转移机制。该工作丰富了异质结构间能量转移的研究,为后续半导体等离激元诱导的能量转移的研究提供了关键的机理性的指导。

汉琳[5](2021)在《多色优化组合激光场驱动原子产生单个阿秒脉冲研究》文中进行了进一步梳理原子中电子的跃迁和电子绕核运动的时间都在阿秒量级(1as=10-18s),在阿秒时间尺度上进行电子动力学的实时测量和控制是解决当前许多科学问题的关键。为此,阿秒脉冲的产生研究具有重要的研究意义。本论文利用伪谱法精确数值求解原子在激光场中的薛定谔方程,获得任意时刻波函数,进而可以得到高次谐波和阿秒脉冲。为了优化双色和三色组合激光场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲,我们将含时薛定谔方程和非约束优化算法NEWUOA(NEW Unconstrained Optimization Algorithm)相结合,以产生最短单个阿秒脉冲为目标函数去优化双色和三色组合激光场。双色组合激光场初始波长为800nm和400nm,强度为3.0×1014W?cm 2和0.8×1014W?cm2,半高全宽均为8fs,将第二色激光场的波长和延迟时间作为优化参数进行优化,得到了25as的单个阿秒脉冲。三色组合激光场的优化分两种方案去优化:方案一选取三色激光场的波长和强度固定,分别为800nm,2400nm,1600nm,强度为3.0×1014W?cm 2,0.8×1014W?cm2,0.2×1014W?cm2,半高全宽均为15fs,仅优化延迟,获得了18as左右的单个阿秒脉冲;方案二是选取三色激光场第一色波长和强度固定,参数与方案一中参数一致,优化第二色和第三色波长与延迟,获得了17as左右的单个阿秒脉冲。研究结果表明,三色激光相干合成方案可以获得更短的单个阿秒脉冲,但是三色激光相干合成需要加入中红外激光(通常波长大于2000nm)才可以极大地扩展谐波平台,同时也会导致谐波转化效率的降低。为了考虑介质传播效应对激光相干合成方案获得单个阿秒脉冲的影响,我们进一步求解了考虑介质传播效应的麦克斯韦方程,对气体靶的结构,如气体压强,气体厚度,气体位置等进行优化,获得了兼具能量转换效率高、脉冲宽度短的孤立超短阿秒脉冲最优方案。研究结果表明,宏观介质传播效应对近轴高次谐波产生的阿秒脉冲影响较小,对远轴产生的阿秒脉冲影响较大。

徐田甜[6](2021)在《面向核动力应用的拉曼测温系统设计与实现》文中进行了进一步梳理核动力装置是先进舰船的核心装备,运行时要保证其安全性和可靠性,而主管道温度的测量对泄漏事故的预防和监测具有重大意义。由于存在核辐射、高温、高湿等因素,相比电子类传感器,光纤传感器由于抗电磁干扰、耐高温、耐高压、抗腐蚀和易于复用等,在核动力装置中有潜在应用价值。由于泄漏位置具有不确定性,点式传感器的应用受到很大限制,而分布式温度传感器能通过测量整个管道温度场的异常分布达到监测管道泄漏事故的目的。本文主要工作如下:针对核辐射引起光纤随机衰减进而导致测温精度严重劣化的问题,提出并搭建基于双端解调技术的分布式拉曼测温系统。将光纤首端和末端接入测温系统构成环路,从两个方向探测信号后进行解调即可消除辐致随机衰减对测温的影响。针对降低仪器仪表使用空间的需求,对测温系统进行小型化设计。将光源、波分复用器和光电探测器等集成在一个小型集成模块,减小系统整体尺寸。试验结果显示光纤经过辐照后采用双端解调测温精度改善。针对高温、高湿、电磁干扰等因素的影响,对系统进行相关防护处理后开展相应的环境适应性试验。热老化试验温度250℃,持续8h;失水事故试验温度不超过164℃,持续24h;高温试验系统所处环境温度为50℃,持续2h;低温试验系统所处环境温度为-10℃,持续2h;交变湿热试验系统所处环境温度为25℃~40℃,湿度超过95%,持续48h;电磁兼容试验测试系统抗电磁干扰性能。实验结果表明传感器可长期运行,且在严酷环境下耐受性良好。测温系统在高温、低温、高湿环境下贮存性良好,且在电磁干扰下可正常工作。本文提出并实现了一套基于双端解调技术的高度集成小型化的拉曼测温系统,验证了其在核动力装置下的适用性和可靠性,为最终实际应用奠定了基础。

刘一阳[7](2021)在《高温原位谱学技术研究金属与熔盐的相互作用》文中研究表明金属与熔盐的相互作用普遍存在于熔盐的应用过程中,并给熔盐的应用带来许多负面影响:在熔盐堆和光热电站中,熔盐对金属的腐蚀严重影响了其安全稳定运行;在熔盐电解冶金中,金属在熔盐中的溶解是引起电流效率下降的重要因素。受限于高温熔盐原位表征手段匮乏和复杂熔盐体系理论模拟的困难,金属与熔盐相互作用机理研究并不全面和深入。因此本文发展和利用多种高温熔盐原位表征技术,包括自主研制的高温熔盐紫外可见吸收光谱仪,定制开发的高温核磁共振装置和上海光源高温X射线吸收谱技术对三种不同类型的金属与熔盐相互作用体系进行研究,并深入探讨了相关反应机理。主要研究内容和取得的成果如下:(1)完成了高温紫外可见吸收光谱仪的研制以及高温核磁共振装置的改进。搭建的高温紫外可见吸收光谱可对800℃以下熔盐中金属离子价态和浓度进行测定,且在测试过程中可保持惰性气氛。对定制的Bruker 400 MHz宽腔核磁进行了适用于熔盐的改进,可以对750℃下熔盐体系进行测定,以确定熔盐中离子配位结构和成键性质。(2)对金属Cr与Cr(Ⅲ)离子在熔融FLiNaK(LiF:NaF:KF=46.5:11.5:42mol%)和FLiBe(LiF:BeF2=66.6:33.3 mol%)盐中的反应机理进行研究。结果表明金属Cr在熔融FLiBe盐中与Cr(Ⅲ)离子发生反应生成Cr(II)离子;但在熔融FLiNaK中生成的Cr(II)离子会歧化分解重新生成Cr和Cr(Ⅲ)离子,Cr(Ⅲ)离子会持续与Cr反应。进一步实验证明这种反应机理的差别是两种熔融氟盐中自由F-浓度的差异造成的。(3)对金属Be与700℃熔融FLiBe、FLiNaK的相互作用进行研究。实验结果表明金属Be与熔融FLiNaK发生置换反应生成金属K,但不与熔融FLiBe反应。研究表明,金属K的高温挥发以及自由F-与Be的共价相互作用是导致Be在FLiNaK发生置换反应的主要原因。同时实验中检测到了F-离子与金属Be生成的BeF-中间化合物。(4)设计了Cu、Ag、Au在熔融LiCl-KCl(LiCl:KCl=60:40 mol%)中的溶解实验,对金属在熔盐中溶解后的结构及溶解机理进行研究。实验结果表明溶解速率Cu>Ag>Au(不溶解),高温原位X射线吸收谱结果表明Cu在熔盐中的溶解会形成金属团簇,机理验证实验证明了Cu、Ag、Au溶解能力随电负性增大而降低。本文工作表明,高温熔盐原位谱学仪器是研究熔盐中金属与熔盐相互作用过程中微观结构、成键性质和反应机理的有力手段。本文的工作有助于对金属与熔盐作用机理的理解,为熔盐的工业和科研应用中对金属与熔盐相互作用这一过程的防控或利用提供理论基础。

陈川,宋光明,杨武霖,武强,张品亮,曹燕,龚自正[8](2020)在《空间碎片激光移除:从概念设计到技术与系统实践》文中指出本文梳理了激光驱动移除空间碎片技术从概念设计提出至今的发展历程,分析了其天基、地基方案交替发展的特点及背后的原因。围绕激光器、探测跟瞄系统、天基平台和移除策略,介绍了该技术的发展现状,分析了工程化应用存在的问题,指出其所需硬件系统技术水平不满足要求是进一步工程化应用的主要问题。最后,围绕该问题介绍了当前该技术的发展趋势。

李自杰[9](2021)在《基于激光诱导热光栅光谱技术的气体温度测量研究》文中认为温度作为各种热力过程中最重要的参数之一,是对燃烧过程最直观的描述。高精度的气体温度测量在低排放内燃机、燃气轮机和航空发动机的优化设计、模型验证等方面都是至关重要的,但是高温、高压和复杂的流场条件使得这些场合下的气体温度测量尤为困难。激光诱导热光栅光谱技术(Laser Induced Thermal Grating Spectroscopy,LITGS)作为一种非接触式的光学测量技术具有高精度、高响应速度、非接触式等特点,有望用来解决这一问题。因此,本文特对该技术展开研究,主要研究内容如下:基于光的四波混频原理和流体力学理论,对激光诱导热光栅光谱技术的基本理论展开分析。选择NO2气体作为激发气体,采用532nm的Nd:YAG激光器作为泵浦光源,671nm的连续激光则作为探测光,设计搭建了基于该技术的气体温度测量系统。分析系统搭建过程中的激发气体选择、相位匹配等问题,并给出光束聚焦调节的解决方案,同时提出了多种光栅间距的标定方法。基于激光诱导热光栅的理论模型,模拟在不同测量工况下的理论信号,并发展了测量信号的处理算法,实现基于测量信号的温度反演计算。利用多种信号处理算法对模拟信号进行处理,对比不同算法的效果和优缺点。此外,还设计开发了与实验系统相匹配的软件程序。利用实验系统对气体的声速进行了测量,发现与理论声速吻合良好,测量误差≤2%。同时,通过LITGS测量系统对压力容器中NO2/空气混合气体的温度进行了测量,对比了不同温度下测量信号的变化。测量结果表明在常压下、290K-450K温度范围内,LITGS系统的测量结果与热电偶测量结果之间的误差≤3%,标准差约为3K。此外,还进一步探究了0.4bar-3bar范围内不同压力条件下LITGS信号变化和测温精度、不确定度的变化。结果表明随着压力增加信号持续时间明显增加,测量误差和标准差显着减小。初步证明LITGS技术在高压条件下测量更有优势。本文主要研究了一种基于光声学方法的用于气体温度、声速测量的方法—激光诱导热光栅技术。通过对该技术的研究,证明了该技术用于高精度气体温度测量的能力和压力对测量效果的促进作用,对解决内燃机、燃气轮机和航空发动机内部流场气体温度的高精度测量问题有重要意义。

张海峰,龙明亮,邓华荣,吴志波,程少宇,李朴,张忠萍[10](2020)在《地基空间碎片激光测距技术发展与应用(特邀)》文中认为随着航天航空技术的快速发展,环绕地球轨道空间碎片数量迅速增加,占用了有限的轨道资源,同时威胁在轨运行航天器的安全,其陨落也对人们构成严重恐慌.激光测距具有波长短、发散角小、方向性好、单色性好、抗干扰强等特点,能显着提升空间碎片轨道与姿态测定精度.本文对空间碎片激光测距做出较全面的理论分析,从激光工作模式、回波探测与接收等方面介绍目前研究现状及技术与应用情况,对正在发展的千赫兹重复率脉冲串模式、百千赫兹脉冲群收发交替模式空间碎片激光测距技术特点,以及空间碎片白天激光测量技术进行阐述.提出将超高重复频率激光测距技术应用在空间碎片激光测距上,为进一步提高空间碎片激光测距能力提供一种新方法 .

二、第一台产生可见光的核动力激光器(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、第一台产生可见光的核动力激光器(论文提纲范文)

(1)高纯度金纳米双锥体及其表面等离子体性质(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 表面等离激元概述
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 基础理论
        1.1.3 激发方式
        1.1.4 应用前景
    1.2 量子点介绍
    1.3 金属纳米颗粒与量子点的相互作用
    1.4 本文研究内容及结构安排
第二章 强光-物质相互作用的研究
    2.1 表面等离子体激元物理学
        2.1.1 表面等离子体激元的激发
    2.2 激子-等离子体复合系统-进入强耦合区的理论
        2.2.1 真空波动
        2.2.2 光与物质的相互作用
        2.2.3 强耦合的量子描述
        2.2.4 强耦合极限
    2.3 达到强耦合的实验方法
        2.3.1 光学腔
        2.3.2 等离子体腔
    2.4 本章小结
第三章 金属纳米颗粒的制备与研究
    3.1 影响等离子体共振的因素
        3.1.1 电介质的物理化学环境
        3.1.2 尺寸
        3.1.3 集成
        3.1.4 形状
        3.1.5 组成
    3.2 金纳米颗粒的制备
        3.2.1 金纳米金字塔的制备
        3.2.2 金纳米双锥体的表征
        3.2.3 金纳米棒的制备
    3.3 金棒与金锥的光学性质研究
    3.4 本章小结
第四章 表面等离激元强相互作用的研究
    4.1 表面等离激元的解析和数值方法
        4.1.1 Mie式理论
        4.1.2 非球形形状
    4.2 模型结构
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文

(2)集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 辐射环境和辐射效应
        1.2.1 空间辐射环境和辐射效应
        1.2.2 核辐射环境及其损伤模式
        1.2.3 小结
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内外相关研究
        1.3.2 国内外研究的趋势和不足
    1.4 本文的研究意义
    1.5 本文的内容安排
第2章 实验装置和仿真工具
    2.1 加速器模拟装置-西北核技术研究所
    2.2 脉冲激光模拟瞬态剂量率效应辐照装置
    2.3 计算机数值模拟工具
        2.3.1 器件级仿真方法
        2.3.2 电路级仿真方法
    2.4 小结
第3章 单管器件瞬态光电流研究和激光模拟等效性研究
    3.1 65nm MOS管的瞬态光电流研究
        3.1.1 65nm MOS管仿真建模
        3.1.2 65nm MOS管瞬态光电流收集机制研究
        3.1.3 65nm MOS管瞬态光电流影响因素研究
    3.2 二极管的瞬态光电流研究
        3.2.1 实验对象和方法
        3.2.2 实验结果与分析
    3.3 激光模拟等效性研究
        3.3.1 器件瞬态剂量率效应激光模拟原理
        3.3.2 γ射线的瞬态剂量率效应脉冲激光等效模拟模型
        3.3.3 模型主要参数的测量方法
        3.3.4 等效模型的实验验证
    3.4 小结
第4章 集成电路瞬态剂量率效应翻转机制研究
    4.1 SRAM翻转阈值研究
        4.1.1 实验对象和实验方案
        4.1.2 实验结果和规律分析
    4.2 SRAM翻转规律研究
        4.2.1 实验对象和实验方案
        4.2.2 实验结果和规律分析
    4.3 SRAM翻转机制研究
        4.3.1 翻转机制分析
        4.3.2 SRAM6 管单元TCAD仿真建模
        4.3.3 SRAM6 管单元TCAD仿真结果与分析
    4.4 实验结果分析
    4.5 小结
第5章 集成电路瞬态剂量率效应闩锁机制研究
    5.1 集成电路瞬态剂量率效应闩锁阈值研究
        5.1.1 实验对象和实验方案
        5.1.2 实验结果与分析
    5.2 瞬态剂量率效应闩锁电流实验研究
    5.3 瞬态剂量率效应闩锁电流窗口现象的机制分析
    5.4 闩锁机制电路仿真研究
        5.4.1 闩锁机制研究
        5.4.2 多路径闩锁机制研究
    5.5 小结
第6章 集成电路瞬态剂量率效应加固研究
    6.1 器件瞬态剂量率效应阱结构加固研究
        6.1.1 CMOS反相器TCAD仿真建模
        6.1.2 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的影响规律
        6.1.3 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的机制研究
    6.2 阱结构对瞬态剂量率效应加固效果验证
        6.2.1 实验对象和实验方案
        6.2.2 实验结果与分析
    6.3 小结
第7章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)光子晶格中线态和拓扑绝缘体的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 光子晶体
        1.1.1 什么是光子晶体
        1.1.2 光子晶体的分类
        1.1.3 光子晶体的特性及应用
        1.1.4 光子晶体的研究历史
    1.2 平带光子晶格的国内外研究现状
        1.2.1 基于Lieb晶格的平带研究现状
        1.2.2 基于超级蜂巢晶格的平带研究现状
        1.2.3 基于Kagome晶格的平带研究现状
    1.3 光子拓扑绝缘体的国内外研究现状
        1.3.1 光子拓扑绝缘体
        1.3.2 光子拓扑绝缘体的分类
        1.3.3 光子拓扑绝缘体的应用
    1.4 本章小结
第2章 描述光波传播特性的基本理论
    2.1 薛定谔方程
    2.2 光子晶格传输理论
    2.3 光子晶格能带计算
        2.3.1 平面波展开法
        2.3.2 紧束缚近似法
        2.3.3 时域有限差分法
        2.3.4 传输矩阵法
    2.4 分步傅里叶光束传输法
    2.5 本章小结
第3章 Kagome光子晶格中的平带线态
    3.1 结构设计与理论模型
    3.2 离散模型与仿真
    3.3 连续模型与仿真
    3.4 本章小结
第4章 Kagome晶格中的拓扑边缘态
    4.1 结构设计与理论模型
    4.2 边缘态的提取
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要工作
    5.2 今后的工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(4)异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超快激光的发展及技术简介
        1.2.1 超快激光的发展
        1.2.2 超快激光的一些技术
    1.3 超快光谱技术
        1.3.1 泵浦探测
        1.3.2 二维光谱
        1.3.3 飞秒X射衍射
        1.3.4 瞬态吸收显微镜
    1.4 超快光谱在凝聚相研究中的应用
        1.4.1 超快光谱在光催化研究中的应用
        1.4.2 超快光谱在等离激元研究中的应用
    1.5 本论文的主要研究内容和研究意义
    参考文献
第二章 实验装置、原理和方法
    2.1 超快瞬态吸收测试系统
        2.1.1 飞秒激光系统
        2.1.2 泵浦探测系统
    2.2 荧光探测系统
    2.3 Z-scan测试
    2.4 其他表征
    参考文献
第三章 用于光催化固氮的钌单原子催化剂的光激发电子动力学研究
    前言
    样品制备与表征
    结果与讨论
    本章小结
    参考文献
第四章 Mo掺杂的TiO_2等离激元用于高效的光催化固氮
    前言
    实验部分
    结果与讨论
    本章小结
    参考文献
第五章 等离激元诱导的自旋交换的能量转移实现三重态光化学
    前言
    样品的合成
    计算方法和模型
    参数的模拟计算
    结果与讨论
    本章小结
    参考文献
第六章 半导体等离激元调控的分子三重态布居及三重态-三重态湮灭
    前言
    实验部分
    结果与讨论
    本章小结
    参考文献
第七章 半导体等离激元诱导的单重态三重态能量转移
    前言
    结果与讨论
    本章小结
    参考文献
第8章 总结与展望
致谢
攻读博士期间已发表及待发表的研究论文
参加学术会议情况

(5)多色优化组合激光场驱动原子产生单个阿秒脉冲研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 强激光与物质相互作用基础
        1.1.1 激光的产生及其特点
        1.1.2 超快激光技术及其应用
        1.1.3 强激光与物质相互作用的理论体系
        1.1.4 强激光与物质相互作用的研究意义
    1.2 高次谐波与阿秒脉冲
        1.2.1 强场电离
        1.2.2 高次谐波
        1.2.3 阿秒脉冲
    参考文献
第2章 高次谐波产生的数值计算方法
    2.1 含时薛定谔方程
    2.2 数值求解含时薛定谔方程
        2.2.1 空间离散——伪谱方法
        2.2.2 含时演化——分裂算符方法
    2.3 高次谐波谱及频谱特性分析
    参考文献
第3章 多色优化合成场驱动原子产生高次谐波及阿秒脉冲
    3.1 角动量依赖的氦原子模型势
    3.2 双色优化合成场驱动原子产生高次谐波及阿秒脉冲
        3.2.1 双色组合激光场中氦原子含时薛定谔方程
        3.2.2 结果与讨论
    3.3 三色优化合成场驱动原子产生高次谐波及阿秒脉冲
        3.3.1 三色组合激光场中氦原子含时薛定谔方程
        3.3.2 结果与讨论
    3.4 结论
    参考文献
第4章 介质演化效应对产生高次谐波和阿秒脉冲的影响
    4.1 高斯激光脉冲
    4.2 含时薛定谔方程和麦克斯韦方程
    4.3 宏观高次谐波和阿秒脉冲的产生
    4.4 结论
    参考文献
第5章 总结与展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

(6)面向核动力应用的拉曼测温系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 分布式测温的研究现状
        1.3.2 分布式测温在核动力环境下的研究现状
    1.4 主要工作内容及结构安排
第二章 分布式光纤测温系统的理论基础和系统原理
    2.1 分布式测温系统理论基础
        2.1.1 光纤中的背向散射
        2.1.2 光时域反射原理
    2.2 拉曼散射的温度效应
    2.3 辐致衰减效应
        2.3.1 辐致衰减基本原理
        2.3.2 辐射对测温的影响及其校准
    2.4 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的信号解调方法
        2.4.1 基于反斯托克斯光的单路解调方法
        2.4.2 基于斯托克斯光和反斯托克斯光的双路解调技术
        2.4.3 一种双端解调技术
    2.5 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的关键指标
        2.5.1 测温精度
        2.5.2 空间分辨率
        2.5.3 响应时间
    2.6 本章小结
第三章 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的设计与实现
    3.1 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的设计
        3.1.1 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的解调技术
        3.1.2 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的小型化实现
        3.1.3 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的防护处理
        3.1.4 分布式光纤温度传感器的设计
    3.2 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的实现
    3.3 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统基本性能试验
        3.3.1 测温精度试验
        3.3.2 空间分辨率试验
        3.3.3 响应时间试验
    3.4 本章小结
第四章 核动力环境因素下的系统适应性试验
    4.1 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的环境耐受性试验
        4.1.1 热老化试验
        4.1.2 失水事故试验
    4.2 基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的环境适用性试验
        4.2.1 高温试验
        4.2.2 低温试验
        4.2.3 交变湿热试验
        4.2.4 电磁兼容试验
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(7)高温原位谱学技术研究金属与熔盐的相互作用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 熔盐应用简介
        1.1.1 熔盐堆中应用
        1.1.2 熔盐传蓄热应用
        1.1.3 熔盐电解冶金
        1.1.4 熔盐法合成无机材料
    1.2 金属与熔盐相互作用的反应机理
        1.2.1 金属与熔盐中金属离子发生置换反应
        1.2.2 金属与熔盐中同名金属离子相互作用
        1.2.3 金属在熔盐中的溶解形成“金属雾”
    1.3 本课题研究内容及意义
第2章 高温原位谱学仪器的研制
    2.1 高温谱学简述
    2.2 高温熔盐原位紫外可见吸收光谱仪研制
        2.2.1 高温原位紫外可见吸收光谱基本原理及其发展过程
        2.2.2 自制高温紫外-可见吸收光光谱仪介绍
        2.2.3 仪器性能验证
    2.3 高温原位魔角核磁共振波谱仪
        2.3.1 高温NMR基本原理及发展史
        2.3.2 高温原位核磁共振仪介绍
        2.3.3 样品池的设计
        2.3.4 基于激光加热技术的高温核磁共振样品池温度标定
    2.4 本章小结
第3章 金属Cr与氟盐中Cr(Ⅲ)离子的相互作用研究
    3.1 背景
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 原位高温紫外可见吸收光谱测试
        3.2.3 Cr片静态腐蚀试验
        3.2.4 SEM测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅱ)在熔融FLiNaK和 FLiBe中的存在形态
        3.3.2 Cr在熔融FLiBe中与CrF_3的反应机理
        3.3.3 Cr在熔融FLiNaK中与CrF_3的反应
        3.3.4 CrF_2在熔融FLiNaK/FLiBe盐中稳定性差异的原因
        3.3.5 腐蚀现象对反应机理的验证
    3.4 本章小结
第4章 金属Be在熔融氟盐中的溶解行为研究
    4.1 背景
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 Be溶解实验
        4.2.3 ICP-OES实验
        4.2.4 NMR测试
        4.2.5 热力学计算
        4.2.6 晶体结构和NMR谱计算
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Be在熔融FLiNaK和 FLiBe中的溶解性
        4.3.2 Be在不同熔盐中反应性差异
        4.3.3 FLiNaK和 FLiBe结构分析
        4.3.4 FLiNaK-Be和 FLiBe-Be结构分析
        4.3.5 反应热力学分析
        4.3.6 溶解机理
    4.4 本章小结
第5章 IB族金属Cu、Ag、Au在熔盐中的溶解
    5.1 背景
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 溶解实验
        5.2.3 ICP-OES实验
        5.2.4 紫外可见吸收光谱实验
        5.2.5 XAS实验
        5.2.6 SAXS实验
        5.2.7 TEM实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Cu、Ag、Au溶解速率和溶解度
        5.3.2 溶解金属后熔盐的光吸收特性
        5.3.3 萃取液成分
        5.3.4 熔盐中Cu的存在形式
        5.3.5 溶解机理
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文及研究成果

(8)空间碎片激光移除:从概念设计到技术与系统实践(论文提纲范文)

1 前言
2 发展历程
3 发展现状
    3.1 激光器
    3.2 探测跟瞄系统
    3.3 平台
    3.4 移除策略
4 发展趋势

(9)基于激光诱导热光栅光谱技术的气体温度测量研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 气体温度测量技术
        1.2.1 气体测温技术概述
        1.2.2 非接触式测温技术
    1.3 激光诱导热光栅技术研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 激光诱导热光栅理论研究
    2.1 引言
    2.2 四波混频原理概述
    2.3 激光诱导热光栅理论模型
    2.4 激光诱导热光栅模拟信号
    2.5 激光诱导热光栅温度测量原理
    2.6 本章小结
第3章 激光诱导热光栅技术测温系统研制
    3.1 引言
    3.2 激光诱导热光栅测温实验系统设计
        3.2.1 激发气体和激光波长选择
        3.2.2 LITGS测温系统光路设计
        3.2.3 密封压力腔体设计
    3.3 LITGS测温系统光路调节
    3.4 LITGS测温系统标定方法
    3.5 LITGS信号处理算法
        3.5.1 LITGS信号频率提取算法
        3.5.2 LITGS信号处理算法对比
    3.6 LITGS系统软件程序设计
    3.7 本章小结
第4章 气体温度测量研究
    4.1 引言
    4.2 气体声速测量
    4.3 气体温度测量研究
        4.3.1 气体温度测量结果
        4.3.2 不同压力下测温结果对比
    4.4 误差来源分析
        4.4.1 非理想气体误差
        4.4.2 气体组分浓度误差
        4.4.3 频率提取误差
    4.5 本章小结
第5章 全文总结及展望
    5.1 全文总结
    5.2 主要创新点
    5.3 不足与工作展望
参考文献
作者简历

(10)地基空间碎片激光测距技术发展与应用(特邀)(论文提纲范文)

0 引言
1 空间碎片激光测距理论
    1.1 激光测距雷达方程
    1.2 激光回波探测概率
    1.3 测距精度分析
2 空间碎片激光测距技术现状与实现
    2.1 高重复频率空间碎片激光测距技术
    2.2 大口径望远镜技术
    2.3 低噪声高效率信号探测技术
    2.4 远距离多站同时测量技术
    2.5 阵列式望远镜接收
    2.6 白天测距技术
    2.7 近红外波段激光测量技术
3 空间碎片激光测距联合观测及应用
    3.1 国内多台站激光联合观测及应用
    3.2 中欧多台站激光联合观测及应用
    3.3 激光观测数据在空间碎片姿态的应用研究
4 结论

四、第一台产生可见光的核动力激光器(论文参考文献)

  • [1]高纯度金纳米双锥体及其表面等离子体性质[D]. 邱曼. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [2]集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究[D]. 陈钱. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
  • [3]光子晶格中线态和拓扑绝缘体的研究[D]. 郭鑫. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究[D]. 牛孝友. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [5]多色优化组合激光场驱动原子产生单个阿秒脉冲研究[D]. 汉琳. 西北师范大学, 2021
  • [6]面向核动力应用的拉曼测温系统设计与实现[D]. 徐田甜. 电子科技大学, 2021(01)
  • [7]高温原位谱学技术研究金属与熔盐的相互作用[D]. 刘一阳. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
  • [8]空间碎片激光移除:从概念设计到技术与系统实践[J]. 陈川,宋光明,杨武霖,武强,张品亮,曹燕,龚自正. 空间碎片研究, 2020(04)
  • [9]基于激光诱导热光栅光谱技术的气体温度测量研究[D]. 李自杰. 浙江大学, 2021(07)
  • [10]地基空间碎片激光测距技术发展与应用(特邀)[J]. 张海峰,龙明亮,邓华荣,吴志波,程少宇,李朴,张忠萍. 光子学报, 2020(11)

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第一个产生可见光的核动力激光器
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