染料LB膜及其非线性光学效应的研究

合成了五种具有二嗜性、能形成单分子膜,又具有大的二阶非线性极化率β的有机染料——半花菁和苯腙衍生物。将它们制备成均一或混合的单分子层和多层LB膜。用相对法测定了它们的β值,证实了半花菁和部分苯腙衍生物具有高达3.711×10~(-49)c~3·m~3·J~(-2)的β值。用X射线小角衍射、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及二次光学谐波信号,对LB膜进行了表征,给出了膜中分子取向和排列情况,证实膜中分子存在J聚体形式。     

LB膜技术和非线性光学效应

带强极性集团的高分子染料 A 与极性较弱的高分子材料 B 构成的 ABAB…交替型 LB膜(?)是一种热力学稳定性较高的非中心对称材料。小角 x 光衍射及光学二次谐波(SHG)方法发现,Cadmium arachidate 分子的分子膜的加入,构成 ABAB…CC…ABAB…CC…型多层 LB 膜,是一种稳定性较好的非中心对称膜。     

芪盐与二十酸混合制得的LB膜二阶光学非线性的研究

把芪盐与二十酸混合，制备单层ＬＢ膜，测量ＬＢ膜的二次谐波，得到了比纯芪盐ＬＢ膜更大的二次谐波信号。二次谐波信号随ＬＢ膜上芪盐含量的增加而增加，在芪盐含量为０．５－０．７范围二次谐波信号达到最大值，之后，随芪盐在ＬＢ膜上含量的增加而降低。作者认为，芪盐与二十酸混合制得的ＬＢ膜，二次谐波增强是由于量子尺寸效应对光学非线性的贡献，并认为芪盐与二十酸有一最佳混合比，约在芪盐含量为０．５－０．７处，量子尺寸效应对二次谐波的贡献最大。     

铁电液晶的非线性和动态响应

研究了双手性分子铁电液晶３Ｍ２ＣＰＯＯＢ的非线性光学性质。实验发现这种材料具有很大的自发极化强度（〉１０＾－３Ｃ／ｍ＾２），较易获得相位区配及二次谐波的输出。测得二阶非线性光学系数、二次谐波强度与温度和液晶盒厚度的关系。在阶梯电场作用下，二次谐波强度动态响应为几百微秒到几百毫秒。     

Langmuir-Blodgett膜非线性光学研究进展

LB膜技术在近几十年取得了很大的进展。LB膜作为非线性光学基础理论研究及其应用研究同样取得了可喜的成绩。本文简要讨论了LB膜在非线性光学方面的研究进展情况。     

二维材料中的二次谐波及其调控方法

二维材料(Two-Dimensional Materials)由于其低维尺度下的量子效应,表现出许多奇特的物理现象,引起了广大学者的研究兴趣.在非线性光学领域,二维材料展现出较高的二阶非线性极化率和高度可调的物理特性,使其成为非线性光电器件的潜在候选者之一.本文主要探讨了二维材料中二次谐波产生(Second Harmonic Generation, SHG)的调控与增强手段;简要介绍了二次谐波产生的基本光学原理,从二阶非线性系数和光与物质相互作用两个主要角度出发,分别回顾了对称性破缺和共振效应调控与增强二维材料二次谐波的不同方法,如层间堆叠、电场、应变和激子效应等;总结了二维材料二次谐波的调控方法,并对未来可能的研究方向和面临的挑战进行展望.了解二次谐波的产生机制以及调控和增强二次谐波各种策略方法,更有利于未来开发基于二次谐波的表征技术和探索基于二维材料的非线性光学器件.     

一维周期光学超晶格倍频特性分析

根据耦合波方程 ,导出了一维周期性光学超晶格中产生的倍频光的复振幅表达式。在准相位匹配条件下对不同参数进行了数值模拟 ,结果表明光学超晶格一个周期内正畴所占比例l/Λ和二次谐波的位相变化对二次谐波的转换效率具有较大影响。     

一周期光学超晶格倍频特性分析

根据耦合波方程,导出了-维周期性光学超晶格中产生的倍频光的复振幅表达式.在准相位匹配条件下对不同参数进行了数值模拟,结果表明光学超晶格一个周期内正畴所占比例l/△和二次谐波的位相变化对二次谐波的转换效率具有较大影响.     

微纳结构调控二维过渡金属硫化物二次谐波

基于二维过渡金属硫化物(Transition Metal Dichalcogenides, TMDs)的二次谐波发射体得益于高的二阶非线性极化率和原子薄的厚度,成为集成非线性光子器件领域一种理想的候选材料.但是,二维TMDs材料的二次谐波转化效率受限于其弱的光与物质相互作用强度,阻碍了其在非线性光学器件上的应用.本综述聚焦于微纳结构调控二维TMDs材料二次谐波产生的物理机制和调控手段,首先简述二次谐波非线性光学的基础理论;然后讨论二维TMDs材料二次谐波的性质;之后回顾近年来微纳结构调控二维TMDs材料二次谐波产生的研究工作,如孔洞微腔、光子超表面、等离激元谐振器以及波导等;最后进行总结并对该领域未来的发展进行展望.了解二维TMDs材料的二次谐波的性质,理解微纳结构调控二次谐波的机理,对于二维TMDs材料在片上非线性光学器件的设计和研发具有重要的意义.     

加偏置电场量子阱中二次谐波产生系数的计算

利用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了加偏置电场量子阱中的二阶非线性光学极化率,得到了该系统的二次谐波产生系数的解析表达式。以典型的G aA s/A lG aA s量子阱为例作了数值计算,结果表明:二次谐波产生系数比相应体材料中的二次谐波产生系数大10倍以上,同时偏置电场强度对该系统的二次谐波产生系数有较大的影响,为实验上研究量子阱的非线性光学效应提供了必要的理论依据。     

基于能耗的变压器励磁涌流与故障电流识别判据

变压器差动保护利用二次谐波制动原理或间断角制动原理来区分故障电流和励磁涌流,由于超高压系统故障电流中也含有较大的二次谐波,易导致变压器故障时保护动作延时,间断角制动原理则会因互感器饱和引起的涌流间断角消失而使保护误动.提出了一种基于能耗区别的方法识别励磁涌流和故障电流,克服了上述问题.同时采用高斯-牛顿最小二乘法拟合励磁涌流,克服了傅里叶算法受频率变化影响较大的缺陷.仿真结果验证了所提方法的可行性.     

混合式步进电动机的谐振特性

研究了混合式步进电动机的谐振特性，指出由于各种不对称因素的影响使得电机的谐波电磁转矩比较丰富，谐波电磁转矩的存在导致电机产生振荡，其中２次谐振的强度比较大．给出了谐振点的计算方法，谐振点的计算值与实测值相符．     

面内受弯玻璃板的承载及稳定性试验研究

面内受弯玻璃板的最大应力点通常出现在相对薄弱的边缘处,当缺少足够的侧向支承时,会发生整体失稳而破坏。该文在面内受弯玻璃板极限承载试验基础上,分析了这种构件的破坏过程,分析了跨高比对面内受弯玻璃板静力承载性能的影响和玻璃板的稳定问题,得到了结构的屈曲后荷载位移曲线。结果表明,面内受弯玻璃板会发生极值点失稳,其破坏由屈曲荷载控制,屈曲荷载的大小随着玻璃板高跨比的增加而呈线性增大。计算所得屈曲荷载小于试验测值。该结果为考虑稳定问题的面内受弯玻璃板极限承载力设计提供了依据。     

垂直调和映射的二阶变分

对于黎曼流形的浸没建立了垂直能量泛函的二阶变分公式，研究强垂直调和映射的稳定性。得到球面和球面中某些子流形任意黎曼流形的非平凡的稳定强垂直调和映射的不存在性定理。     

Shape demagnetization effect on layered magnetoelectric composites

Magnetoelectric （ME） voltage coefficient of plate layered magnetostricUve-piezoelectric composites was always considered independent of the in-plane size due to the oversimplification in ME theoretical models. Here we report that the ME voltage coefficient depends on the in-plane size owing to shape demagnetization effect on magnetostriction. Both theoretical analysis and experimental results indicate that ME voltage coefficient of layered ME composites changes with the variation in in-plane sizes （length and width）. ME coefficient increases with a rise in in-plane sizes, and different aspect ratio also results in different ME coefficients. Proper design of in-plane shape will greatly promote the development of ME devices.     

Gauss聚焦脉冲波非线性声场特性

研究了一种窄带脉冲激励下Gauss聚焦波的非线性声场特性.采用解析方法求解KZK方程,理论研究了基波和二次谐波的空间分布规律.结果表明,基波和二次谐波声场沿径向均近似服从Gauss函数规律,且二次谐波波束更窄,但仅在准单色波条件下波束宽度与2成近似反比关系,时域方法的数值计算结果验证了理论结论.     

平面波束二次谐波方向性分析

以Westervelt方程为理论基础,推导了平面波束二次谐波的声压和声强分布,得出平面波束的二次谐波的指向特性主要与波束的尺寸和波长的相对比值、波束的频率有关,高频时也会有旁瓣出现,但在所有频率范围以内都有较尖锐的指向特性。     

表面等离激元波导中表面等离激元二次谐波的产生机制

在表面等离激元波导的二次谐波产生过程中, 波导较大的色散导致的相位失配阻碍了其实际应用, 能够消除相位失配的波导尚未见实验报道。通过将单层二硫化钼与平面表面等离激元波导相结合, 在波导中实现从基频表面等离激元到倍频表面等离激元的转化, 并研究单层二硫化钼-银结构的二次谐波产生特性, 为表面等离激元波导中二次谐波产生的实际应用打下基础。     

伪黎曼流形的调和映射与极小浸入

本文讨论伪黎曼流形之间的调和映射与极小浸入。给出了能量泛函二阶变分的某些不稳定性以及调和映射与极小浸入之间的关系,对具有位似和调和Gauss映射的浸入,得到了一些与黎曼流形情形类似和完全不同的结论。