大学生对物理实验认识上存在的问题和改善措施

从大学物理实验的三个环节出发,归纳了大学物理实验课程中学生存在的认识不足,分析其存在的原因并提出了相应的解决措施。     

高功率激光驱动器中的若干关键工程光学问题

高功率激光装置是一个复杂的有源巨型光学工程,其性能指标要求逼近科学技术与物理极限。驱动器研制有物理设计、工程光学和结构工程设计三大过程,工程光学在其中起着重要作用。高功率激光装置工程光学设计需遵循其特有的设计原则和要点,以保证装置的高性能。根据驱动器设计指标和设计特点,从总体光学设计、光束质量控制以及光束打靶精度控制方面,综述了高功率激光装置工程光学设计中的关键科学技术问题以及相应解决方法,为未来高功率激光驱动器的发展提供必要的工程设计参考。     

Phase mismatching analysis of third-harmonic generation in BBO crystal

<正>Phase mismatching for third-harmonic generation(THG) in barium metaborate(BBO) crystal is investigated in detail.Upon using BBO crystal in the TypeⅠ(oo→e) scheme,in the two independent planes (principal section of the crystal and the plane normal to principal section),when the input second-harmonic beam deviates from the expected direction,phase mismatching occurs and the angle deviation produces different effects on the conversion efficiency.We numerically simulate these two cases of phase mismatching and identify the relation between the conversion efficiency and the deviation angle in the air.The computational results indicate that the phase matching tolerance in the principal section is 0.2°(in the air),while the phase matching tolerance in the plane normal to principal section is 4.5°(in the air).After conducting a lab experiment,the results agree perfectly with the computational results,indicating that the deviation angle in the principal section has a greater effect on the conversion efficiency.     

四区域法消除偏振棱镜缺陷对波片相位延迟测量的影响

在起偏器-待测波片-检偏器系统基础卜提出一种四区域测量波片相位延迟量的方法.调整待测波片和检偏器的方位角,获得相应的四组光强值,通过线性运算得到待测波片的相位延迟量,完全消除了起偏器和检偏器不完全消光带来的误差.由于测量系统中不存在标准波片或其他相位调制元件,允许测量波长仅受偏振棱镜和探测器的限制,因此四区域法可适用于很大波长范围内的波片测量.以λ/4波片为例,理论分析了测量系统利用四区域测量法后的仪器误差为σφ≤士3.49065×10-3rad(约0.2°),精度比原算法提高约1个数量级.实验验证了四区域法能有效提高系统精度.     

基于高半胱氨酸-罗丹明类荧光探针的合成及其对水中铜离子的检测

以罗丹明6G为原料,通过引入高半胱氨酸为识别基团,合成了一种新的铜离子荧光探针RhCu,考察探针RhCu的光谱性能及其对常见离子的选择性测试,并进行了实际水样的加标回收检测。结果表明:在体积比VCH3OH/VH2O=1∶1介质中探针RhCu能高选择性的识别Cu~(2+),且受常见金属阳离子和阴离子的干扰较小,对Cu~(2+)的识别过程不可逆,实际水样检测中加标回收率为103.5%。在较宽的pH范围内,探针RhCu的荧光强度受pH的影响很小,能运用于环境中高灵敏度、高选择性的检测Cu~(2+)。     

基于中空多孔金纳米/石墨烯复合纳米材料的葡萄糖氧化酶直接电化学及其生物传感研究

采用溶液相牺牲模板法制备中空多孔金纳米粒子（HPAuNPs）,并将该材料与还原氧化石墨烯（rGO）复合,用于葡萄糖氧化酶（GOx）在玻碳电极（GCE）表面的有效固定,构建GOx/HPAuNPs/rGO/GCE传感界面。利用扫描和透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射谱、红外光谱及电化学等方法对材料的形貌与结构,GOx的固定化过程,以及传感器的直接电化学和电催化性能进行表征。结果表明,HPAuNPs和rGO的协同作用能有效促进GOx与电极之间的直接电子转移（DET）。基于GOx/HPAuNPs/rGO/GCE对葡萄糖的良好电催化性能,该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏度检测,其电流响应的线性范围为0.05～7.0 mmol/L,检出限（S/N=3）为16μmol/L。该传感器具有良好的选择性、重现性及稳定性,对实际样品血清中血糖的测定结果令人满意,回收率为98.0%～103%,相对标准偏差不大于5.0%。     

反应烧结碳材料表面异质外延生长SiO2晶体的研究

利用高温反应烧结在不同结构碳材料表面热蒸发进行二氧化硅(SiO2)晶体的外延生长.采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子能谱仪(EDS)分析和研究了碳材料表面生成物的物相组成与显微形貌,探讨了SiO2晶体的外延生长机理.研究结果表明,不同结构碳材料表面能外延生长SiO2晶体,但形态不同.在碳纤维表面形成颗粒和短晶须状SiO2晶体,在石墨片上形成凸起团聚状SiO2晶体,而在金刚石表面首先形成了Si-O涂层,然后在Si-O涂层上生长棒状SiO2体.碳材料外延生长SiO2晶体是首先通过热蒸发法使Si沉积到碳材料表面,然后Si与体系中的O反应形成SiO2晶核,在不同结构碳材料表面生长SiO2晶体.     

双焦点光子筛聚焦特性的精细测量

利用数字全息测量方法结合变采样间距的衍射传输算法实现双焦点光子筛器件焦距及焦斑的同时精细测量.给出了双焦点光子筛器件及其理论焦斑分布,采用双曝光的离轴全息方法得到了CCD接收面处光场的复振幅分布,基于此光场通过变采样间距的衍射传输算法获得具有较高分辨率的双焦点光子筛的聚焦场特征,与CCD直接测量结果相比,焦斑分辨率提高了10倍,双焦点光子筛的焦距等于自动对焦算法及强度最大值扫描方式分别求得的两段距离之和.实验结果表明测得的双焦距与设计焦距偏差分别为0.53%和0.37%,得到的两个焦斑半值全宽与设计值相比,其偏差分别为2.86%和1.86%.本文提出的测量方法除了应用于光子筛类器件的性能检测以外,还能够广泛应用于其它类衍射透镜聚焦特性的测量与性能分析.     

一类带有MaxEMin评判的补偿型随机规划算法

补偿型随机规划一般假定随机变量的概率分布具有完备信息, 但实际情况往往只能获得部分信息. 针对离散概率具有一类线性部分信息条件而建立了带有MaxEMin评判的两阶段随机规划模型, 借助二次规划和对偶分解方法得到了可行性切割和最优切割, 给出了基于L-型的求解算法, 并证明了算法的收敛性. 通过数值实验表明了算法的有效性.     

分光计中望远镜调节方法总结

分析了分光计中望远镜调节原理,归纳与总结了望远镜光轴、载物台都垂直于分光计中心轴的多种调节方法,有利于实验教学。