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物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所
物理学报

中国物理学会，中国科学院物理研究所

欧阳钟灿

半月刊

1000-3290

wulixb@aphy.iphy.ac.cn

010-82649294

100190

北京603信箱

物理学报/Journal Acta Physica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>刊登物理学科各领域中原创性成果的前沿研究综述、研究快讯及研究论文。该刊以论文水平高、创新性强，发表速度快的特点，受到国内外物理学工作者的高度重视，被国际著名的SCI等17种核心检索系统收录。2004年在SCI数据库中，影响因子为1.250。该刊被引频次已连续5年居中国物理类期刊第一位，已达到国际期刊的中上水平。在中信所数据库中，该刊被引频次和影响因子已连续7年居中国物理类期刊第一位，曾多次被评为中国科学院优秀期刊一等奖，荣获首届、第二届、第三届国家期刊奖，2001年荣获中国期刊方阵“双高”（高知名度，高学术水平）期刊和2001，2002，2003，2004，2005年百种中国杰出学术期刊奖。　　　 欢迎各省、市、县图书情报界、科技教育界、高科技企业界及广大物理学工作者订阅。
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    利用离子阻停对电子俘获致核激发的研究

    贾晨旭丁兵滑伟郭松...
    101-110页
    查看更多>>摘要：当特定能量的自由电子被原子核外电子轨道俘获时,有可能导致原子核被共振激发,这就是电子俘获致核激发.该机制的一个应用愿景是通过操纵电子使同核异能态所储存的核能按照人们的需求释放出来.如果能够实现这种技术,有望为核能的储存和利用带来巨大变革.本文对比了近年来基于加速器装置,在高电荷态离子阻停过程中测量电子俘获致核激发几率的两次实验研究工作.对于两次测量结果的不一致,从误差水平评估这一个新的角度分析了可能的原因.此外,通过评估四种可能的熔合蒸发反应道,发现94Zr束流和氦气靶可能是利用次级束开展下一步实验工作的理想弹靶组合.

    同核异能态电子俘获致核激发诱发退激次级束伽马谱学

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    Au(111)表面WS2成核控制的理论研究

    胡艺山袁清红
    111-120页
    查看更多>>摘要：二维二硫化钨(WS2)作为一种具有层依赖的电子和光电特性的半导体材料,在光电器件领域展现出极具潜力的应用前景.当前,晶圆级单层WS2薄膜的制备是推动其在先进晶体管和集成电路中应用的关键挑战.化学气相沉积(CVD)能够实现大尺寸、高质量的单层WS2薄膜合成,但其生长过程的复杂性导致了 WS2生长效率低,质量参差不齐.为指导实验上减少WS2晶界,提高薄膜质量以增强其电子性能和机械稳定性,本文基于第一性原理的理论计算,深入探讨了 WS2在CVD生长过程中的成核机制.通过引入化学势这一变量,分析了不同实验条件下WS2的生长能量曲线,发现调整前驱体钨源和硫源的温度或压强能有效控制WS2的成核速率.特别是当钨源温度为1250 K时,成核速率达到最大,而提高硫源温度或降低硫源压强则能降低成核速率,从而提高单层WS2的结晶度和均匀性.这些理论计算结果为实验中根据需求精确调整成核速率提供了坚实的理论依据,并为如何通过优化实验参数来提高单层WS2薄膜的结晶度和均匀性提供了理论指导,有望推动WS2材料在各类高性能电子器件中的应用发展,对未来材料科学和工业应用具有重要意义.

    第一性原理计算生长机制化学气相沉积二维二硫化钨

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    运动界面的电磁波相位匹配

    袁金健顾民黄润生
    121-125页
    查看更多>>摘要：电磁波在运动物体表面的折射反射和内部的传播研究中,运动界面的电磁场相位匹配作为一个重要问题,只有用Galileo变换的讨论,但运动边界对电磁波传播的相对论效应是不应被忽略的.本文从空间曲面方程的定义和相对性原理出发导出了运动曲面单位法向量的变换式,基于该变换式导出了运动边界的电磁场边界条件.同时基于单位法向量的变换式导出考虑相对论效应时电磁波在运动边界的相位匹配.虽然该工作不涉及量子效应的影响,但可以为电磁波通讯和电磁遥感遥测的理论分析提供一些参考.

    电磁波运动界面相位匹配相对性原理

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    基于像素不扩展视觉密码的光学彩色脆弱水印

    刘睿泽祝玉鹏周新隆米沼锞...
    126-134页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种基于像素不扩展视觉密码的光学彩色脆弱水印系统.一方面,使用像素不扩展视觉密码对水印图像进行编码,避免了因视觉密码引起的像素扩展问题,使得后续可以选择与水印图像具有相同像素大小的彩色宿主图像,大大减少了传输过程中所占用的网络带宽以及存储空间.另一方面,使用相位恢复算法对编码后水印图像进行处理得到用于嵌入宿主图像的相位信息,以光学的方式进一步提高水印图像的安全性.使用计算机模拟验证所提光学彩色脆弱水印的可行性、不可感知性,并通过一系列仿真攻击实验验证所提水印具有良好的脆弱性,在面对噪声污染以及旋转、运动模糊处理、滤波等常见的攻击下均可灵敏地检测出图像发生了篡改.

    光学彩色脆弱水印像素不扩展视觉密码相位恢复算法篡改检测

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    基于相干反馈的相敏放大器强度差压缩增强研究

    刘婷婷杨晓华韩亚帅王军民...
    135-141页
    查看更多>>摘要：基于原子四波混频的光参量放大器是实现强度差压缩态光场的最有效手段之一.然而,受限于原子蒸气对光场的吸收损耗,其输出的压缩度仍有待提升.光参量放大器输出的非经典光场部分反馈回输入端口,可实现其输出光场量子特性的增强.本文对相干反馈的相敏放大器开展理论分析,研究了其输出光场的强度差压缩与反馈强度、强度增益和损耗的依赖关系.研究结果表明,在无损耗的理想情况下,通过调控反馈强度和位相可实现无穷大的压缩输出.在考虑实际的实验参数条件下,此方案也可在一定的反馈强度范围内和特定的位相条件下,实现显著的压缩增强.本研究结果可为实验实现高质量非经典光场提供有益的参考.

    光参量放大器压缩态光场相干反馈压缩增强

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    1MHz,273W掺镱棒状光纤啁啾脉冲放大系统

    王栋梁史卓王井上吴洪悦...
    142-147页
    查看更多>>摘要：掺镱超快光纤激光器因光束质量好、输出功率高而被广泛应用于科学研究、工业加工、医疗诊断等领域.大模场面积的棒状光纤可以提供平均功率在百瓦量级的高能量飞秒脉冲输出,本文基于掺镱棒状光纤搭建了啁啾脉冲放大系统,详细研究脉冲输入功率对脉冲放大及压缩的影响.实验结果表明,在低放大功率下(＜160 W)增大输入功率可提升放大效率且脉冲压缩质量基本不受影响;当放大功率进一步增大时,需选择合适的输入功率避免积累过量非线性相位.该啁啾脉冲放大系统可将20 W圆偏光输入放大至305 W,压缩后产生平均功率为273 W、能量为273 μJ的264 fs脉冲,脉冲平均功率和峰值功率比Pedersen课题组(Pedersen M E,Johansen M M,Olesen A S,Michieletto M,Gaponenko M,Maack M D 2022 Opt.Lett.47 5172)结果约提升了一倍.

    超快光纤激光高平均功率脉冲放大

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    基于不同变系数和势场的分数系统中二次相位调控厄米-高斯光束动力学

    谭超梁勇邹敏雷同...
    148-163页
    查看更多>>摘要：本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传输不再遵循余弦规律振荡,而是表现出一大一小的呼吸结构,其演化周期会随调制频率的增加而降低.引入线性调制时,分裂光束的运动轨迹呈现抛物线状.在线性调制和QPM共同影响下,光束呈现出聚焦或聚焦消失的特性.当考虑幂函数调制和正QPM共同影响时,在莱维指数较小时,光束在一定传输距离内保持不失真的直线传输.当线性势作用时,光束的分裂随着线性系数的增加而逐渐消失,最终呈现周期性演化.在加入QPM后,光束会得到明显放大.另外,光束演化周期与线性系数成反比,横向振幅随着莱维指数的增加而变大.当抛物势和QPM共同作用时,光束会呈现出自动聚焦,散焦效应,聚焦频率会随着莱维指数和抛物系数的增加而变大.这些特性在光学操纵,光学聚焦等领域具有潜在的应用价值.

    分数薛定谔方程厄米-高斯光束二次相位调制变系数和势

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    强吸收纳米粒子团簇的光泳力悬浮及热泳力下的迁移行为

    黄雪峰刘敏卢山张敏琦...
    164-174页
    查看更多>>摘要：为了探索空气中强吸收纳米粒子团簇在激光作用下的悬浮以及迁移行为,提出采用反向传输的双贝塞尔光束对纳米粒子团簇进行捕获及悬浮,而后释放团簇,观察和计算分析团簇的迁移行为.两束贝塞尔光束由锥透镜和偏振分光方式产生,进行反向水平布置,形成三维光阱,光阱刚度可通过调节两束贝塞尔光束的功率比进行控制.悬浮室内的粒子通过微弱气流进行流化,而后被光阱捕获和悬浮.采用高速摄像仪对团簇的悬浮及迁移过程进行记录,然后通过图像分析来获取粒子运动参数.以强吸收性超细煤粉粒子团簇为对象,首先对其进行悬浮和释放迁移的实验研究,而后对团簇所受的光泳力、重力、浮力、曳力以及热泳力进行计算和分析.实验和计算的结果表明:强吸收性纳米粒子团簇在激光作用下产生的光泳力占主导作用;团簇能够被稳定地悬浮在反向传输的双贝塞尔光束形成的三维势阱中,通过调整悬浮的位置而达到与重力、浮力、曳力等的动态平衡;利用悬浮的相对不稳定度分析评价强吸收性粒子团簇的稳定性,超细煤粉粒子团簇的最小相对不稳定度可达0.075;通过对团簇释放后的高速图像进行分析,可获得团簇的迁移运动参数,从而测量出团簇所受的热泳力;对于等效粒径为13-21 μm的超细煤粉粒子团簇,其热泳力量级为10-11-10-10 N,随着团簇粒径的增大,热泳力线性增大,与理论计算结果趋势一致.通过利用激光对粒子进行悬浮和释放的方式为热泳力的测量和研究提供了一种新的研究思路,也为气体介质中粒子的控制和输运展现了一种新的操控手段.

    激光悬浮光泳力热泳力强吸收性纳米团簇

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    浅海环境中用于目标深度属性判别的线谱起伏特征量分析

    邓玉鑫刘雄厚杨益新
    175-189页
    查看更多>>摘要：浅海环境中目标辐射线谱的起伏特征可用于水面、水下目标深度属性判别.已有研究未给出表征水面、水下线谱起伏差异的物理量性质,导致利用不同物理量进行目标深度属性判别时性能不佳.针对这一问题,本文从声源深度起伏所导致的线谱起伏出发,采用微分方法与统计方法对线谱起伏规律进行分析,研究了线谱起伏产生的物理机理,得到了适合用于水面、水下目标深度属性判别的物理量.首先,分别推导了复声压实部、声功率与声压幅值关于声源深度的导数关系式,得到了以上三种物理量在声源深度起伏时的起伏大小;其次,利用仿真实验数据从接收深度、声源水平距离、线谱频率等层面对理论推导进行验证,并对线谱的归一化起伏特征进行了分析.最后,利用海试数据验证了相关结论.结果表明,当声源的深度起伏时,水面、水下线谱的起伏差异源自各阶模态的相互作用.声源频率、声源水平距离、接收深度三种因素决定了模态间相互作用的性质.声压幅值适用于构建目标深度属性判别特征量,可用于表征低频线谱的强度起伏差异.数值仿真和海试数据处理结果表明,相较于声压实部和声功率,利用声压幅值构建的归一化水面、水下目标深度属性判别特征量具有更优性能.

    线谱起伏深度属性判别浅海环境简正波

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    剪切增稠幂律流体中单气泡上升动力学行为的格子Boltzmann方法研究

    许鑫萌娄钦
    190-200页
    查看更多>>摘要：采用不可压非牛顿气液两相流格子Boltzmann方法研究了剪切增稠流体中气泡上升的动力学行为,重点分析了流变指数n、Eöυös数(Eo)和Galilei数(Ga)对气泡形变、终端速度和剪切速率的影响.数值结果表明:气泡形变程度随Eo的增大而增大,n对气泡形状的影响与Ga相关.另一方面,随着Ga增大,气泡终端速度随n呈非线性单调增大,且n对终端速度的影响随Ga的增大逐渐明显;当Ga固定且值较小时,气泡终端速度在较小Eo下随n的增大先增大后减小,而当Eo较大时终端速度随n的增大呈增大趋势;当Ga固定且较大时,气泡终端速度在Eo较大时较为统一地随n增大而增大.此外,气泡左右两端存在剪切速率较高的区域,该区域尺寸随Eo,Ga的增大而增大,随n的增大先增大后缩小.最后利用正交试验法得到上述三变量对剪切速率和终端速度的影响程度.对于剪切速率,参数影响程度由大到小的顺序依次为n,Ga和Eo;对于终端速度,Ga对其影响最大,n次之,Eo影响程度最小.

    格子Boltzmann方法气泡动力学剪切增稠流体

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