摘要：金属氧化物半导体具有较好的气敏性,基于金属氧化物半导体H_(2)S气体传感特性得到了广泛研究.然而,随着气体检测精细程度的增加,需要设计具有更优性能的纳米材料,来实现气体传感器检测下限和灵敏度的提高.同其他维度纳米材料相比,一维结构纳米材料由于具有良好的结晶度、较大的比表面积和独特的电子输运特性,在H_(2)S气敏性能提升上有明显优势.因此,本文主要以H_(2)S气体为主体,综述了基于金属氧化物半导体不同一维结构纳米材料的特点和一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的研究进展.讨论了金属氧化物半导体基一维结构纳米材料对H_(2)S气体传感的影响和气敏机理.最后,对金属氧化物半导体基一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的性能改进和未来应用前景进行了展望.

摘要：基于紧聚焦条件下的矢量衍射理论推出了一个解析解形式的环半径公式,利用此公式设计得到的二元相位波带片可以使入射光的紧聚焦区域呈现轴向双焦点分布。并且,公式中的两个焦点的轴向距离和环半径直接相关,可以设计一系列的具有不同轴向距离的二元相位波带片,用来调制高数值孔径物镜,使其产生轴向可调的双焦点。以径向偏振贝塞尔-高斯光束为例,数值模拟了在不同轴向偏移距离的二元相位波带片的调制下的紧聚焦场的空间强度分布。数值模拟结果表明,基于此类二元相位波带片可以成功地实现轴向距离可调的双焦点。此外,利用一些具有特殊轴向距离的二元相位波带片,还可产生"光泡"与"光针"等特殊的紧聚焦场分布。因此,此类二元相位波带片有望应用于微粒子的动态操控与捕获。

摘要：提出了一种基于非正交二元相位板的阵列光镊系统,此系统可以实现对非正交排列的多个粒子的稳定捕获。通过对高数值孔径物镜在紧聚焦条件下的傅里叶变换理论和遗传算法来设计二元相位,优化得到具有不同分束比的,具有高衍射效率、高均匀度的归一化相位转折点,进而根据相位转折点设计出具有不同倾斜角度的非正交二元相位板。利用此二元相位板可以获得高数值孔径物镜聚焦下的各种非正交分布的阵列光斑。利用此类非正交阵列光斑,在光镊实验中实现了对二氧化硅微球的稳定捕获。理论模拟与实验结果表明,此方法可以实现对非正交排列的大量粒子的稳定捕获,在纳米粒子阵列的外延生长领域有着良好的应用前景。

摘要：为了产生轴向双焦点中空环形光斑,基于矢量衍射积分得出的环带半径公式,设计产生了呈环带分布的轴向双焦点的螺旋相位,并研究了这种螺旋相位在高数值孔径物镜聚焦区域的光斑特性。首先,给出了线偏振以及圆偏振的涡旋光束在高数值孔径物镜聚焦条件下的积分表达式。然后,利用此积分表达式数值模拟了线偏振光与圆偏振光在不同轴向偏移距离及螺旋拓扑荷值时的聚焦光场分布。最后,将轴向双焦点螺旋相位加载到纯相位空间光调制器上,分别对圆偏振光与线偏振光入射进行实验研究。线偏振光入射时,实验产生了拓扑荷为1且轴向距离为±10μm、±15μm的双聚焦环形光斑;圆偏振光入射时,产生了轴向距离为±20μm且拓扑荷为1到4时的双聚焦环形光斑。数值模拟与实验结果表明:圆偏振光与线偏振光经此螺旋相位调制后,在紧聚焦区域可产生轴向距离与暗斑大小可调的中空环形双焦点;圆偏振光较线偏振光产生的空心光斑光强分布更均匀,呈圆对称分布。此轴向双焦点螺旋相位有望在光学微操控、双光束超分辨纳米光刻以及STED显微成像方面获得一定的应用。

摘要：为了提高激光并行加工中多焦点阵列的均匀度及可操控性,基于物镜聚焦系统的矢量傅里叶变换特性,设计了一种矢量迭代优化相位算法。基于此算法,可以制备具有高均匀度的多焦点阵列,且阵列中每个焦点的空间位置可精确调控。数值模拟与实验结果表明,优化出的相位可以用来制备具有高均匀度的多焦点阵列。利用自主搭建的基于空间光调制器的飞秒激光加工系统,以金膜为例,验证了激光并行加工的可行性。实验结果表明,利用所提算法,可以实现具有任意排列结构的多焦点阵列的并行激光加工。利用动态加载相位图的方式,可以实现动态扫描加工。

摘要：文章报导了基于大基模体积的高能量飞秒钛宝石激光再生放大器的设计与实验研究,在重复频率10 Hz、抽运能量60 mJ的激励下,得到了单脉冲能量17.4 mJ的种子脉冲放大结果,压缩后的脉冲宽度为40.6 fs,能量为13.9 mJ.借助于此大基模体积再生腔,仅增加一级多通放大,实现了峰值功率达1.9 TW飞秒激光脉冲输出.结果表明,大模体积再生放大不仅降低了后续放大对抽运能量的要求,也可以单独压缩实现再生腔直接输出10 mJ量级的飞秒激光脉冲,是大能量高峰值功率飞秒激光系统的优质前端.

摘要：基于第一性原理计算研究异质结太阳能电池和光催化水解析氢的载流子转移机理、效率和非绝热动力学等方面都取得了较多成果。虽然还存在准确性方面的局限,但基本建立起了结构和性能的关系,能够对异质结的太阳能转氢率和太阳能电池的能量转换率进行理论预测,为实验制备提供候选物和设计思路。本文主要关注基于第一性原理计算研究异质结方法及其应用的进展,总结不同类型的异质结的能带排列及电荷转移机制方面的特点及理论评估其性能的方法,并讨论基于原子结构设计调控异质结性能的方式,展望了第一性原理计算在发展光催化及太阳能电池材料中的应用前景,为通过计算研究基于异质结的光催化剂和太阳能电池材料的微观结构提供方法和思路。

摘要：运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了非金属C元素的不同掺杂浓度和掺杂位置对单层MoS_2光学性质的影响.计算结果显示:C掺杂能在单层MoS_2禁带中引入受主能级,使它变为P型半导体.C掺杂后能提高近红外光区、可见光区的吸收系数,并且掺杂浓度的增加可以连续增加在此波段的光吸收.这表明C掺杂的单层MoS_2可以用于设计太阳光能量收集或光催化剂等方面的材料.

摘要：匀变速直线运动加速度计算公式应用中,最基本的物理观念是几个物理量之间存在着“一一对应”关系。在倾斜气垫导轨法测量重力加速度实验中,滑块运动的瞬时速度无法准确测量,只能用平均速度代替,造成了公式应用中要求的物理量之间的“一一对应”关系被破坏,产生了无法克服的系统误差。本文设计了匀加速和匀减速直线运动两种实验情境,分别用控制变量法、数学解析法和图像法等多种方法研究了不同实验情境的系统误差,将系统误差分析与物理观念构建建立了联系,分析了挡光片宽度d、加速情境滑块静止释放时离第一个光电门的距离L、减速情境滑块静止时离第二个光电门距离M、两光电门间距S和气垫导轨倾角θ等参量对该系统误差的影响,研究表明:d、S、L或W参量对该系统误差都有影响;d值的大小是造成该系统误差的主要因素;θ参量无影响;应用公式(1)计算重力加速度值更精确。

摘要：SOLO分类理论根据青少年认知发展具有阶段性的特点,将思维发展划分为五个层级,结合SOLO理论开展“电生磁”的教学设计,可以帮助学生提升思维水平.