四川大学物理科学与技术学院
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一种海面电磁波的传播模型的研究
108 集成电路应用 第 36 卷 第 7 期（总第 310 期）2019 年 7 月Applications创新应用面，纵轴为距离地面的垂直高度。
假设常用的无线电波为横电磁波，即电场 E、磁场 H 与传播方向之间互相垂直，并且电场方向与入射平面平行，尽管电场与磁场的传播过程是三维的，对结果并不产生影响。
结合麦克斯韦方程组可得出电场与磁场的矢量表达式为式（1）。
（1）式中，θ为电磁波传播方向与地面形成的角度，e E 为电场方向，e n 为传播方向，E m 为电场幅值，α为衰减因子，ω为电磁波的频率，β为相位常数， 为波阻抗。
由电磁场的能流密度 S＝E×H，可求得电磁场功率。
根据电动力学中的结论，横电磁波在空气中的传播有电场与磁场的振幅呈指数衰减、波阻抗1 引言在这个信息技术飞速发展的时代，无线电传输具有非常重要的意义。
然而信息是不会无任何理由，突然出现在我们面前，总是需要一定的介质来传播。
对于频率低于最大可用频率（MUF）的高频无线电波，它们从地面的发射源出发，经电离层反射回地球，再从地球反射回电离层[1]，周而复始，每经过一次跳跃就行进得更远。
在许多因素的影响下，反射表面的参数决定了反射波的强度和信号在保持可用信号强度的情况下所能传播的最远距离。
同样的，最大可用频率也会由于季节、和太阳的距离、以及一天中的不同时段等情况而产生变化。
2 横电磁波假设在时变的情况下，电场和磁场相互激励，在空间形成电磁波，时变电磁场的能量以电磁波的形式进行传播。
电磁场的波动方程由麦克斯韦方程组建立，描述了电磁场的波动性。
将问题的考虑局限于二维，建立二维坐标系，横轴为地球表面，即海平基金项目：四川教育系统科技创新课题项目。
作者简介：苏洪博，四川大学物理科学与技术学院，研究方向：电磁波的传播模型。
姜天鸽，四川大学物理科学与技术学院，研究方向：物理学。
王鹏飞，四川大学物理科学与技术学院，研究方向：物理学。
收稿日期：2019-05-05，修回日期：2019-06-09。
四川大学是由原四川大学
四川大学是由原四川大学、原成都科技大学、原华西医科大学三所全国重点大学于1994年4月和2000年9月两次“强强合并”组建而成的教育部直属全国重点大学，也是国家“211工程”和“985工程”重点建设的大学。
原四川大学起始于1896年创办的四川中西学堂；原成都科技大学由1954年全国院系调整时建立的成都工学院发展而来；原华西医科大学的前身是1910年美国、英国、加拿大的基督教会组织在成都创办的华西协合大学。
四川大学地处中国历史文化名城——“天府之国”的成都市区。
学校设望江、华西和江安校区，占地面积7050余亩，校舍建筑面积300余万平方米。
校园环境幽雅、花木繁茂、碧草如茵，是读书治学的理想园地。
四川大学是国家布局在中国西部的高水平研究型综合大学。
学校设30个学科型学院以及研究生院、海外教育学院和锦城、锦江两个独立学院。
学科覆盖了文、理、工、医、经、管、法、史、哲、农、教等11个门类，有37个国家重点学科，66个部省级重点学科，27个博士学位授权一级学科，228个博士点，345个硕士点，9个专业学位点，121个本科专业，26个博士后科研流动站，6个国家人才培养和科学研究及课程教学基地，1个国家大学生文化素质教育基地。
四川大学毕业生就业指导服务中心
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理论物理排名
070201 理论物理理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。
理论物理及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。
排名学校名称等级1 北京大学 A+2 中国科学技术大学 A+3 北京师范大学A+4 复旦大学A+5 大连理工大学A+北京大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=14中国科学技术大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=6374北京师范大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=1017复旦大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=6498大连理工大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=4393有该专业的部分院校分数一览（A+、A、B+、B各选部分代表院校）。
2008年录取分数线：北京大学--物理学院-- 理论物理中国人民大学--物理学系-- 理论物理中国科学院--等离子体物理研究所-- 理论物理中国科学院--合肥物质科学研究院-- 理论物理北京航空航天大学--理学院-- 理论物理北京交通大学--理学院-- 理论物理北京科技大学--应用科学学院-- 理论物理北京邮电大学--理学院-- 理论物理北京师范大学--物理系-- 理论物理北京师范大学--材料科学与工程系/低能核物理研究所-- 理论物理南开大学--数学研究所-- 理论物理南开大学--物理科学学院-- 理论物理天津大学--理学院-- 理论物理华北电力大学--数理系-- 理论物理中国工程物理研究院--各专业列表-- 理论物理天津师范大学--物理与电子信息学院-- 理论物理河北工业大学--理学院-- 理论物理河北大学--物理学院-- 理论物理河北师范大学--物理科学与信息工程学院-- 理论物理华北电力大学（保定）--数理系-- 理论物理山西大学--数学科学学院-- 理论物理山西师范大学--物理与信息工程学院-- 理论物理内蒙古师范大学--物理与电子信息学院-- 理论物理大连理工大学--物理与光电工程学院-- 理论物理东北大学--理学院-- 理论物理辽宁大学--物理系-- 理论物理辽宁师范大学--物理与电子技术学院-- 理论物理吉林大学--物理学院-- 理论物理东北师范大学--物理学院-- 理论物理延边大学--理学院-- 理论物理长春理工大学--理学院-- 理论物理中国科学技术大学--理学院-- 理论物理复旦大学--物理学系-- 理论物理武汉大学--物理科学与技术学院-- 理论物理哈尔滨师范大学--理化学院-- 理论物理华东师范大学--物理学系-- 理论物理上海交通大学--理学院（物理系）-- 理论物理上海师范大学--数理信息学院-- 理论物理同济大学--物理系-- 理论物理安徽大学--物理与材料科学学院-- 理论物理安徽师范大学--物理与电子信息学院-- 理论物理福建师范大学--物理与光电信息科技学院-- 理论物理厦门大学--物理系-- 理论物理广州大学--理论物理-- 理论物理华南师范大学--物理学-- 理论物理深圳大学--物理科学学院-- 理论物理中山大学--物理科学与工程技术学院-- 理论物理广西大学--物理科学与工程技术学院-- 理论物理广西师范大学--物理与信息工程学院-- 理论物理河南大学--物理与电子学院-- 理论物理河南师范大学--物理与信息工程学院-- 理论物理信阳师范学院--物理电子工程学院-- 理论物理郑州大学--物理工程学院-- 理论物理湖北大学--物理学与电子技术学院-- 理论物理华中科技大学--物理系-- 理论物理四川省社会科学院--理学院-- 理论物理湖南科技大学--物理学院-- 理论物理湖南师范大学--物理与信息科学学院-- 理论物理四川省社会科学院--数理学院-- 理论物理湘潭大学--材料与光电物理学院-- 理论物理中南大学--物理科学与技术学院（物理学院）-- 理论物理南昌大学--理学院-- 理论物理鲁东大学--物理与电子工程学院-- 理论物理青岛大学--物理科学学院-- 理论物理曲阜师范大学--物理工程学院-- 理论物理山东大学--物理与微电子学院-- 理论物理山东大学--威海分校-- 理论物理山东师范大学--物理与电子科学学院-- 理论物理四川大学--物理科学与技术学院-- 理论物理四川师范大学--电子工程学院-- 理论物理西华师范大学--物理与电子信息学院-- 理论物理西南交通大学--理学院-- 理论物理西南大学--物理科学与技术学院、电子信息工程学院-- 理论物理西南师范大学--物理学院、电子与信息工程学院-- 理论物理重庆大学--数理学院-- 理论物理重庆师范大学--物理学与信息技术学院-- 理论物理重庆邮电学院--光电工程学院-- 理论物理兰州大学--物理科学与技术学院-- 理论物理西北师范大学--物理与电子工程学院-- 理论物理贵州大学--理学院-- 理论物理陕西师范大学--物理学与信息技术学院-- 理论物理西安交通大学--理学院-- 理论物理西北大学--物理所、物理系、光子所-- 理论物理华中师范大学--物理科学与技术学院-- 理论物理南京大学--物理学系-- 理论物理南京航天航空大学--理学院-- 理论物理南京农业大学--物理科学与技术学院-- 理论物理南京师范大学--物理科学与技术学院-- 理论物理南京艺术学院--物理科学与技术学院-- 理论物理苏州大学--物理科学与技术学院-- 理论物理苏州科技大学--物理科学与技术学院-- 理论物理徐州师范大学--物理系-- 理论物理中国矿业大学--理学院-- 理论物理杭州师范学院--理学院-- 理论物理宁波大学--理学院-- 理论物理温州大学--物理与电子信息学院-- 理论物理浙江大学--理学院-- 理论物理浙江师范大学--数理与信息工程学院-- 理论物理南华大学--数理学院-- 理论物理武汉理工大学--理学院-- 理论物理。
高等教育出版社大学物理 主编王磊,陈钢,聂娅课件
波程差
x21 x2 - x1
2π x
x2 - x1 x21 12 1 - 2 2 π 2π
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波线上各点的简谐运动图
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x t x y A cos[ (t - ) ] A cos[ 2 π( - ) ] u T
2 当 t 一定时，波函数表示该时刻波线上各点 相对其平衡位置的位移，即此刻的波形.
y ( x, t ) y ( x , t ) （波具有空间的周期性）
平面简谐波：波面为平面的简谐波.
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以速度u 沿
x 轴正向传播的
平面简谐波 . 令 原点O 的初相为 零，其振动方程 时间推 迟方法
yO A cos t
yO A cos t
点O 的振动状态
t-x/u时刻点O 的振动状态
点P 振动方程
x y P A cos (t - ) u
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教学基本要求
1．简谐波
基本内容：机械波的形成 横波与纵波 平面简谐波函 数 波函数的物理意义 波动方程 波动的能量 基本要求：理解机械波产生的条件；掌握描述简谐波 的各物理量及各量间的关系；掌握由已知质点的简谐运 动函数得出简谐波的波函数的方法；理解波函数的物理 意义；了解波动方程；明确波的能量传播特征
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教学基本要求
2．惠更斯原理 基本内容：惠更斯原理 波的衍射 基本要求：理解惠更斯原理，了解用惠更斯原理来定 性分析波的衍射现象 3．波的叠加 波的干涉 驻波 基本内容：波的叠加原理 波的干涉 驻波 基本要求：理解波的叠加原理，掌握波的干涉及干涉 条件，理解驻波的特点及其与行波的区别
Scu正电子湮灭寿命谱——刘家威,黄永明,唐奥
正电子湮没寿命测量刘家威黄永明唐奥（四川大学物理科学与技术学院核物理专业四川成都610065）摘要：本实验利用22Na衰变放出的1.28MeV的γ射线及其放出的正电子在样品中湮灭放出的0.511MeV的γ射线测量正电子在样品中的寿命。
实验中使用快符合电路及恒比微分甄别器电路对两种γ射线的时间和能量信息进行甄别符合，采用时幅转换电路(TAC)将获得的时间信息转换为幅度信息，并输入到多道分析器中。
最后，利用POSFIT软件对获得的谱线进行解谱得到正电子在样品中的湮灭寿命。
关键词：正电子湮没寿命谱符合法恒比微分甄别器能窗调节Positron annihilation lifetime measurementLiu JiaWei Huang YongMing Tang Ao(Sichuan University,college of physical science and technology,in Chengdu,Sichuan610065) Abstract:Through utilizing theγradiation of22Na and theγradiation generated by the annihilation of positrons which is radiated by22Na,this experiment measures the annihilation lifetime of positrons in the sample material.In this experiment,the instruments of Fast Coincidence and CFD are used to analyze the timing and energy information of the two types ofγradiations.And the time information is finally changed to amplitude information by TAC and input into the Multi-channel Analyzer.The annihilation lifetime positrons can be gained through spectrum unfolding in POSFIT.Keywords:Positron annihilation Fast coincidence method Lifetime spectrum Constant ratio differential discriminator Energy window regulator引言：1928年，狄拉克发表论文称，电子能够具有正电荷与负电荷。
四川大学物理科学与技术学院2019年硕士研究生招生拟录取名单公示
四川大学物理科学与技术学院2019年硕士研究生招生拟录取名单公示考生姓名拟录取专业总成绩初试成绩复试成绩备注邓依亭理论物理78.54 394 156.29曾凯强理论物理76.20 368 160.21李陈波理论物理75.23 375 151.14冉龙杰理论物理72.93 363 146.86张饶理论物理72.65 361 146.64汤起芸理论物理71.47 357 143.14张肇驿粒子物理与原子核物理85.31 406 182.93李任明杰粒子物理与原子核物理82.06 378 183.50李佛泉粒子物理与原子核物理81.07 380 177.36贾海涛粒子物理与原子核物理75.88 381 150.79唐万里原子与分子物理75.28 358 161.60郝其东原子与分子物理68.96 330 146.80胡丝云等离子体物理81.42 381 178.50田密等离子体物理76.24 329 183.80李勇健等离子体物理74.40 333 172.20唐睿凝聚态物理83.12 396 178.00梁乐行凝聚态物理80.58 377 176.70熊敏凝聚态物理80.34 395 164.70付馨葛凝聚态物理79.80 387 166.80龚丹凝聚态物理79.64 398 159.40陈丹凝聚态物理79.10 395 158.50席文静凝聚态物理78.84 384 163.80张聪凝聚态物理78.74 366 174.10禹贵强凝聚态物理78.66 397 155.10卢中华凝聚态物理75.68 364 160.00王岩凝聚态物理75.60 373 154.20张震光学75.30 356 162.90黄珊珊光学74.70 359 158.10曾梦婷光学74.22 360 155.10李雪医学放射物理学77.02 386 153.50张福全医学放射物理学74.43 366 152.57蒋熙医学放射物理学70.11 345 143.57魏泽彬微电子学与固体电子学81.40 361 190.40陈鑫微电子学与固体电子学81.04 376 179.60胥权微电子学与固体电子学77.66 355 175.30杨志新微电子学与固体电子学70.50 309 167.10张世东微电子学与固体电子学69.68 309 163.00阳佳丽微电子学与固体电子学69.00 292 169.80秦银泽微电子学与固体电子学68.68 294 167.00胡伟核能科学与工程74.59 334 172.57 强军计划指标四川大学物理科学与技术学院2019年3月25日。
四川大学都有哪些专业
四川大学都有哪些专业四川大学简介四川大学简称“川大”，坐落于四川省会成都，是教育部直属、中央直管副部级的全国重点大学;位列国家“211工程”、“985工程”、“世界一流大学建设高校A类”，为学位授权自主审核单位、中国研究生院院长联席会成员单位、医学“双一流”建设联盟成员、自主划线高校，是国家布局在中国西部重点建设的高水平研究型综合大学。
四川大学学科门类齐全，覆盖了文、理、工、医、经、管、法、史、哲、农、教、艺等12个门类，有34个学科型学院及研究生院、海外教育学院等学院。
四川大学的优势学科作为西南地区第一高校的四川大学，在第四次学科评估中有16个学科被评为A类学科，其中A+学科一个，A级别学科一个，A-学科14个。
这些学科中，以口腔医学为最，该学科不光是川大唯一的A+学科，同时也是常年位居全国第一的学科。
除了口腔医学之外，川大强势的医学类学科还有临床医学、药学以及护理学，这些都是A类学科;在工科方面，川大的材料科学与工程、生物医学工程、软件工程以及管理科学与工程都是川大工科方面的代表。
在理科方面，数学、化学以及生物学，代表了川大的最强阵容;文史类学科方面，川大有中国语言文学以及马克思主义理论作为其代表;管理学方面，工商管理和公共管理双双进入A类学科行列。
如何根据分数选择学校和专业1、如何确定自己能上什么大学?由于每年高考难度不同，今年的500分并不等于去年的500分，但是某个大学录取最低分对应的位次还是相对来说较稳定的，当然那些爆冷暴热的学校就不稳定了，但是分数对应的位次是相对准确的参考指标，所以我们主要根据自己分数在全省位次排名来确定学校和专业。
高考是按照省份来招生的，在招生人数、报考人数变化不大的情况下，某个学校录取最低分对应的位次排名是变化不大的，这也是填报志愿时非常重要的参考依据。
在高考公布分数时，各省市教育考试院会公布全省考生的分数排名，也就是我们通常说的一分一段表，分为文科和理科，当然合并文理科省份那就只一个了。
凝聚态物理学校排名
物理类综合派名及介绍,因为凝聚态是物理目前最重要的学科,所以基本上就是凝聚态物理的派名,查不料很多,下面是介绍.学位授予单位代码及名称排名得分80008 中科院物理研究所 1 96.9710001 北京大学2 92.6410284 南京大学3 90.2810358 中国科技大学4 88.0810246 复旦大学5 85.6080140 中科院上海光机所 5 85.6010003 清华大学7 82.5982817 中国工程物理研究院8 81.37北京大学理科专业从建国以来一直是全国高校中最好的，物理学当然也不例外。
说它是是全国最好的物理系（学院）毫不过分。
北大物理最大的特点是各个二级学科方向都很强，尤其理论物理领域远远领先于其他高校，其它的几个二级学科方向也在全国位列三甲，北大物理一共有理论物理，粒子物理和核物理，凝聚态物理，光学四个国家重点学科，多位中科院院士再加上首都科教中心的得天独厚优势，北大物理综合实力在未来一段时间内将仍然能在全国高校中保持领先优势。
南京大学物理系凝聚态物理专业在国内高校中首屈一指，凭借这个优势奠定了他在国内数一数二物理系（学院）的地位。
在这点上很像中科院物理所，在目前物理学界最庞大最热门的分支确立领先优势也就同时确立了在整个中国物理学领域的领先优势。
南大物理共有理论物理，凝聚态物理，声学，无线电物理四个国家重点学科，其中除凝聚态物理外和它的声学专业也是全国高校中最强的。
如果把天文学纳入物理学领域的话，由于比邻紫金山天文台，它的天体物理专业在国内更是一枝独秀。
顺便提一句，我大二的时候曾经有幸听到南大物理系冯端院士所做的报告。
他与中科院半导体所的黄昆院士可以并称为中国固体物理学（凝聚态物理学的核心部分）的泰山北斗。
老先生80余岁的高龄面色苍老却依然精神健铄，说话平缓有力，在报告结束后还十分和蔼认真地回答我这个小辈的问题，学者风范让人肃然起敬。
中国科学技术大学物理专业，光听名字就能大致明白他在物理学界的地位了。
四川大学物理科学与技术学院2014年硕士研究生招生拟录取名单
320 325 333 304 311 315 307 300 302 329
复试成绩 187 181 177 165 157 146 147 141 133
185
183
180
168
176
173
167
158
189 170 132 195 187 132 132 132 171 186
刘富博
医学放射物理学
四川大学物理科学与技术学院 2014 年硕士研究生招生拟录
取名单
考生姓名 考生专业
魏欣 魏诚浩 殷雪娇 卫星月 刘旭东 林耿彬
陈强 梅莹 王艳晓
刘寅宇
张驰
董春辉
杨光
张磊
王力
张敏超
刘东
刘彤 冯雷 周朗 申笠蒙 郑衡 陈睿翀 宋金峰 卢晓波 董文龙 谢林果
理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 理论物理 粒子物理与原子核物
87.9
81.94
81.92
81.28
80.32
78.38
78.34
75.72
82.3 77 68.04 82.82 80.98 64.8 64.16 63.6 75.46 82.12
初试成绩
367 351 327 326 348 364 309 314 314
405
338
349
386
344
331
353
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
理 粒子物理与原子核物
Ka频段宽带下变频设计与仿真
所示：
fm,n=mfRF+nfLO
（1）
其中，fmn 为混频后输出组合信号（其中包括需要
的中频频率和 为谐波次数，m,n=±0，1，2，…。对于窄带
系 统 ，可 以 通 过 合 理 的 设 计 滤 波 器 来 滤 除 不 需 要 的
第 27 卷 第 3 期 Vol.27 No.3
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2019 年 2 月 Feb. 2019
Ka 频段宽带下变频设计与仿真
官 劲 1，2
（1. 四川大学 物理科学与技术学院，四川 成都 610065； 2. 中国电子科技集团公司第十研究所 四川 成都 610036）
1 设计理论
行 处 理 。 下 变 频 器 是 通 信 系 统 中 的 关 键 部 件 ，它 的 性能好坏直接影响到系统的指标 。 [11-14] 目前，大部分 卫星数据普遍采用 S/C/X 频段进行下传，而相应的地 面接收系统也基于此频段来建设。而现阶段各国航 天 任 务 已 向 毫 米 波 频 段 转 变[1-3，15- 。 16] 因 此 对 卫 星 地
目前包括我国在内的许多国家，越来越多的在中继 的优劣以及理论计算与仿真，提出了较优的 Ka 频段
卫星、通信卫星、遥感卫星等采用 Ka 频段下传卫星 （25~27.5 GHz，最 大 带 宽 1.5 GHz）宽 带 信 号 下 变 到
数据 。 [2-4，8-10]
1.2 GHz 中频的变频方案。
在 微 波 通 信 系 统 中 ，下 变 频 器 将 较 高 频 率 的 传 输 信 号 搬 移 到 较 低 的 频 率 后 ，再 将 信 号 交 由 基 带 进
摘要：针对卫星通信的 Ka 频段（25～27.5GHz），设计了用于地面接收系统的 Ka 频段宽带下变频器
四川大学物理科学与技术学院
四川大学物理科学与技术学院微芯科技协会章程第一章总则第1条：本协会定名为四川大学物理科学与技术学院微芯科技协会。
第2条：本协会现挂靠四川大学物理科学与技术学院, 接受四川大学校团委、四川大学四川大学物理科学与技术学院团委的管理和指导。
第3条：本协会是非营利性学术团体，隶属四川大学物理科学与技术学院，为本院的学术性兴趣小组管理组织。
由拥护中国共产党领导，遵守国家法律法规，遵守四川大学物理科学与技术学院的有关规定，以及本协会章程，自愿加入本协会的个人组成。
第4条：协会在遵守宪法，法律法规，国家政策和学院有关规定，遵守社会道德风尚，在协会宗旨“促进对集成电路的设计知识的了解，力求在实践学习中创新”的基础上，对内组织对电子信息、芯片设计方向感兴趣的同学，帮助他们提高自身的知识与技能，促进我院两个文明的建设。
同时以一种乐观，积极向上的理念为会员营造思想交流和相互学习的环境；对外致力推广我院形象，发展和其他学院协会的关系，扩大我院知识与技术交流，增进我院与其他院校的友谊。
第5条：协会实行主要干部负责制，对办事得力、工作成绩突出、为社团的发展做出积极贡献的同学予以奖励；对办事不力，在其位不谋其事的同学视其情节轻重做出相应处理。
协会所有同学都应处理好学习与工作的关系。
第6条：协会在每学期开学应制定该学期的工作计划，学期末应做好该学期的工作总结；每次开展活动前应有相应的详细计划，做好充分准备，活动结束后应该做好相应的总结和宣传，并将相关书面材料存档及上交四川大学物理科学与技术学院团委、社团联合会。
第二章服务范围第1条：协会确立了编程语言学习小组、课程讨论小组、应用技术学习小组，包括嵌入式技术、Verilog HDL语言、51单片机的学习与应用、Quartus II 11.0的学习、ModulSim软件的学习、数字系统的设计。
第2条：协会组织管理上述学习小组，协调学习资源分享、交流学习经验，组织跨年级的组队学习，在按照学校要求下促进大家对知识的实践认识。
束-等离子体实验系统研究
束-等离子体实验系统研究夏玉玺;巫晓燕;李伟【摘要】建立了束-等离子体系统的物理模型,推导出电子束在均匀非磁化等离子体中的聚焦传输条件,根据聚焦传输理论确定一组工作参数,并运用V sim等软件对该模型进行粒子模拟分析,分别得出此时电子束在等离子体通道中的聚焦传输轨迹、电磁场分布以及T Hz辐射情况,此时电子束几乎完全排开等离子体电子并形成离子通道.结果表明,理论分析与模拟相符合,初步论证了电子束密度可达1012/cm3,输出等离子体密度可达约1012/cm3,等离子体温度可达10 eV的束-等离子体实验系统的科学性和可行性,为首次开展新型综合性等离子体实验课程奠定了基础.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2019(036)004【总页数】6页(P96-101)【关键词】束-等离子体系统;实验系统;粒子模拟;包络方程【作者】夏玉玺;巫晓燕;李伟【作者单位】四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064【正文语种】中文【中图分类】O53-45近年来,等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺,等离子体学科已经渗透到物理、电子、化学、化工、生物等相关领域,在工业、航天、军事、能源等领域展现广泛的应用前景,是目前高校教学和科学研究的热点之一[1-3]。
出于人才培养的需要,开设等离子体科学方面的实验课程势在必行。
我校依托教育部高能量密度重点实验室,在发展科研实验平台的同时,协同建设本科等离子体综合实验教学平台——束-等离子实验系统,即电子束与等离子体束相互作用研究的装置。
束-等离子体课程涉及多学科的理论与实验内容,要求学生具备光、电、热、力、计算机等学科的基础知识,并能灵活运用理论知识,解决具体实践中的问题[4-5]。
因此,束-等离子体实验系统符合综合性实验平台的特点,适应了当前建设跨学科、多层次实验课程的要求,有利于促进实验课程的教学改革,培养“宽口径、创新型”人才[6]。
斯特林循环效率的实验模拟与理论分析
斯特林循环效率的实验模拟与理论分析魏志远;聂娅;向钢【摘要】本文从实验上验证了斯特林循环的效率与卡诺循环的效率一致.实验结果和理论分析表明,工作物质在等体过程中吸收的热量无须计入循环效率的计算公式,因为斯特林循环中的回热器是在系统内部与工作物质进行热量的交换,对外界没有影响.%In this paper,we experimentally verified that the efficiency of Stirling cycle is equal to the efficiency of Carnot cycle.The result shows that the heat transformation in the isochor-ic processes need not be considered in the efficiency formula,because the heat transformation of heat regenerator is inside the Stirling engine,which has no influence on the surroundings outside.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2017(027)006【总页数】5页(P62-65,70)【关键词】斯特林循环;卡诺循环;循环效率【作者】魏志远;聂娅;向钢【作者单位】四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064【正文语种】中文热学课程的基本内容之一是热机及与其相关的理论。
我们的日常生产和生活都离不开能源的供给，而人类目前的能源供给主要来自于化石燃料。
化石燃料的燃烧可产生热，将热转化为机械能的装置即是热机。
利用热力学第一定律，我们可以分析热机的循环过程中的功热转换，计算不同类型热机的工作效率。
利用干涉原理探索压强与空气折射率之间的关系
利用干涉原理探索压强与空气折射率之间的关系邓博文;穆万军;梁小冲;于白茹;李伟;李紫源;郝彦军;朱俊;饶大庆;邹旭敏【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2016(014)005【摘要】We modified the mobile stripes using phase correction based on the experiment content of the relationship between air refractive index and pressure,as well as with the help of other experimental instrument of light intensity detector.Finally,we fitted em-pirical formula of air refractive index and pressure using the revised stripe mobile number.%在原有测量空气折射率与压强关系实验内容基础上，借助其他实验仪器中的光强检测仪测定一定采样比的光强，利用相位差法对条纹的移动数进行一定的修正。
利用修正后的条纹移动数，拟合折射率与压强的经验公式。
【总页数】4页(P48-51)【作者】邓博文;穆万军;梁小冲;于白茹;李伟;李紫源;郝彦军;朱俊;饶大庆;邹旭敏【作者单位】四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都 610064【正文语种】中文【中图分类】O4-34【相关文献】1.导波法测量空气折射率与压强的变化关系 [J], 薛辰;朱鹏飞;王骁俊;戴肇煜;赵明旺;张朝民;孙晓慧2.非预混火焰中温度与全息干涉测得的折射率之间的新状态关系 [J], 张大勇;周怀春3.不同压强对空气折射率的影响 [J], 吴伟平4.迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理 [J], 董晓菲5.利用改进的迈克耳孙干涉仪测量空气折射率 [J], 秦珠;廖怡;戴海涛;王立英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
移测显微镜十字叉丝定向器的研制和应用
移测显微镜十字叉丝定向器的研制和应用梁小冲;朱俊;饶大庆;汪仕元;李春秀;王海燕;樊婷;谢程锋【摘要】分析了移测显微镜十字叉丝竖线与测量运动方向的不垂直度对测量精度的影响，设计了2种移测显微镜十字叉丝定向器。
用移测显微镜十字叉丝定向器精确调节十字叉丝竖线与测量运动方向的不垂直度，可以提高移测显微镜的测量精度，利用劈尖干涉原理制成的劈尖式移测显微镜十字叉丝定向器，因其干涉直条纹的粗细和疏密可以调节，使得十字叉丝定向调节效果更好，因而更有利于提高移测显微镜的测量精度。
%The influence of the non‐perpendicularity between the crosshairs vertical line of reading microscope and the direction of movement on the measuring accuracy was analyzed .And two direc‐tional apparatus of reading microscope crosshairs were designed .The non‐perpendicularity between the crosshairs vertical line of reading microscope and the direction of movement to the measuring accu‐racy can be adjusted by the directional apparatus , therefore the measuring accuracy could be im‐proved .The directional apparatus of crosshair s was made of the wedge based on the principle of the wedge interference . The fact that the thickness and density of interfering fringes can be adjusted makes the crosshairs to have better directional adjustment ,and makes it more possible to improve the measuring accuracy of the reading microscope .【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P28-32)【关键词】移测显微镜;十字叉丝;定向器;叉丝竖线;不垂直度;测量精度【作者】梁小冲;朱俊;饶大庆;汪仕元;李春秀;王海燕;樊婷;谢程锋【作者单位】四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064;四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064;四川大学材料工程学院，四川成都610064;四川大学材料工程学院，四川成都610064;四川大学材料工程学院，四川成都610064;四川大学材料工程学院，四川成都610064【正文语种】中文【中图分类】O435.1;TH742移测显微镜是精密的观察和测量仪器，应用广泛，如牛顿环直径、弦长的测量，劈尖干涉条纹以及双棱镜干涉条纹间距的测量等. 但是在测量圆环直径及平行线间距等参量时，却受到移测显微镜十字叉丝竖线与测量标尺不垂直度的影响. 由于在移测显微镜的设计制造时，测量标尺平行于测量运动导轨，也就是说测量标尺平行于测量运动方向，当十字叉丝竖线与测量标尺不垂直时，也就是当十字叉丝竖线与测量运动方向不垂直时，竖线与1个圆的2个切点之间的测量距离大于该圆实际直径. 在测量平行线间距时，当待测平行线与测量运动方向不垂直时，两平行线间的测量间距大于其实际间距. 现在的移测显微镜十字叉丝竖线与测量运动方向的垂直程度，也就是十字叉丝竖线与测量标尺的垂直程度是靠操作者目测调节的，因移测显微镜十字叉丝在镜筒内，测量标尺又在镜筒外，目测精度取决于操作者的感觉和经验，由此移测显微镜十字叉丝竖线与测量标尺不垂直度就会较大，导致测量精度降低[1].移测显微镜十字叉丝定向器的结构如图1所示[2]. 在图1中，长方座的上下2个底面平整、粗糙、摩擦力大，相互平行，中心轴连接在长方座上并垂直于底面，中心轴上端面刻有细十字叉丝，交叉点在中心轴的圆心处，标线板材质为有机玻璃，一面为毛面，另一面光滑，一端有圆孔，另一端有条形孔，标线板的毛面与长方座的上端面贴合，标线板的圆孔与中心轴成滑动配合，可绕中心轴旋转，中心轴的上端面和标线板的光滑面平齐，标线板的光滑面上过圆孔中心和条形孔的中心刻1条细直线，可以扩展成1组平行细直线，也可以是1组以中心轴的轴心为圆心的放射线，压板跨于标线板的条形孔上，螺钉穿过压板和标线板的条形孔连接在长方座上. 使用时，将移测显微镜十字叉丝定向器放在移测显微镜的载物台上，长方座、标线板的长度方向经目测平行于标尺，物镜对准移测显微镜十字叉丝定向器中心轴的中央部位，调节移测显微镜目镜和物镜的焦距，看清中心轴上的刻线，移动长方座，使移测显微镜十字叉丝交点与移测显微镜十字叉丝定向器中心轴的细十字刻线交点重合，转动测量手轮将移测显微镜移动到标线板上，轻推标线板绕中心轴转动，使标线板上的细直线通过移测显微镜的十字叉丝交叉点，继续移动移测显微镜，仔细观察移测显微镜十字叉丝交叉点的运动轨迹与标线板细直线重合或平行的程度并不断转动标线板，直到移测显微镜十字叉丝交叉点的运动轨迹与标线板细直线重合或平行的程度满意了，用一只手按住压板，轻旋螺钉使压板将标线板固定，转动移测显微镜目镜筒，使移测显微镜目镜筒中分划板上的十字叉丝横线与标线板上的细直线重合或平行，然后固定移测显微镜目镜筒，这样就使移测显微镜的十字叉丝竖线垂直于测量运动方向了，即移测显微镜十字叉丝竖线垂直于测量标尺. 在测量圆环直径时，只要测出移测显微镜十字叉丝竖线与圆环的2个切点的坐标值就行了，因为这2个切点之间的距离就是该圆的直径，在测平行线间距时首先使1条平行线与移测显微镜十字叉丝的竖线重合或平行就可测量了.移测显微镜十字叉丝定向器可以帮助操作者准确调节十字叉丝的方向，提高测量精度. 但是，实际使用中发现还存在问题，就是标线板上的细直线虽然做得尽可能细，但是在显微镜中看起来仍然不够细，使得十字叉丝的重合状态不好观察和准确判定. 为了克服移测显微镜十字叉丝定向器细直线在移测显微镜视场中看起来不够细，应该设计出直线足够细的十字叉丝定向器.劈尖干涉产生平行直条纹，只要劈尖的夹角大些，干涉暗条纹就足够细. 利用劈尖干涉产生的平行细直条纹代替实际加工的实体细直线，设计劈尖型移测显微镜十字叉丝定向器.图2是劈尖型移测显微镜十字叉丝定向器的构造图. 劈尖型移测显微镜十字叉丝定向器主要由玻片、劈尖座、调节杆、顶杆和底座组成，下玻片放在玻片槽的底部，上玻片左端在下玻片左上，右端在顶杆之上，劈尖座在底座之上，调节杆固定在劈尖座的调节杆槽中，调节杆的右端穿在顶杆的矩形孔中，左端连接在调节螺钉上，由限位螺母限位，调节螺钉下部拧在底座螺孔中，上部处于劈尖座左端的转动中心孔中，弹簧的一端在底座的弹簧孔中，另一端接触劈尖座的侧面，水平螺钉拧在底座的水平螺钉孔中，水平螺钉端面接触劈尖座的另一侧面. 在牛顿环和劈尖等干涉图像参量的测量中，借助反光镜将单色光从玻片上方反射到上下玻片上，在移测显微镜中调节出清晰的劈尖干涉图像，转动底座，目测使干涉条纹平行于测量运动方向，转动移测显微镜的转动轮，观察十字叉丝交叉点的运动方向，调节水平螺钉使劈尖座通过左端的转动中心孔绕着调节螺钉在水平方向转动，可以使干涉条纹平行于十字叉丝交叉点的运动轨迹，再缓慢转动调节螺钉，通过调节杆推动上玻片顶杆上升，使上玻片右端缓慢升高，干涉条纹逐渐变细变密，当干涉暗条纹的宽度足够细和十字叉丝交叉点与某条干涉暗条纹重合时，推动十字叉丝交叉点运动，仔细观察十字叉丝交叉点的运动轨迹是否完全与干涉暗条纹重合，如此反复交替缓慢地转动十字叉丝定向器的调节螺钉、水平螺钉和移测显微镜的测量转轮，直到十字叉丝交叉点的运动轨迹和某条干涉暗条纹完全重合. 最后松开移测显微镜目镜筒的锁紧螺钉，转动目镜筒使十字叉丝横线与该条干涉暗条纹重合，锁紧目镜筒，这时的十字叉丝竖线垂直于移测显微镜的测量运动方向. 可以直接转动底座90°，让干涉暗条纹与十字叉丝竖线重合，转动调节螺钉使上玻片右端降低，干涉条纹间距加大，可准确地测出干涉条纹的间距，移开移测显微镜十字叉丝定向器，换上牛顿环装置，调节出牛顿环的干涉图像，可以用十字叉丝竖线与干涉图像圆环相切的方式来测量圆环的直径[4-5].由于上玻片右端上升或下降极其微小的变化也会导致干涉条纹间距的剧烈变化，所以调节杆中与调节螺钉连接部分的长度是调节杆与上玻片顶杆连接部分长度的2~10倍，即调节螺钉旋转1圈，上玻片顶杆只上升1个螺距的，这样就有利于劈尖夹角大小的调节，即有利于干涉条纹粗细疏密的调节[6].用十字叉丝定向器调节十字叉丝方向后对牛顿环直径和劈尖干涉条纹间距作多次测量，数据见表1～3. 表中“精确竖直”指移测显微镜十字叉丝竖线经过十字叉丝定向器精心调节成垂直于测量运动方向，“略有倾斜”和“明显倾斜”都是指十字叉丝竖线不垂直于测量运动方向的程度，仅为测量者的主观感觉.表1~表2给出了牛顿环直径测量值，D5和D15分别是从牛顿环干涉图像中部第一清晰暗圆环开始向外数的暗圆环数所对应的圆直径. 对比这些直径可以看到，当移测显微镜十字叉丝竖线用十字叉丝定向器调整成精确垂直于测量运动方向时，所测圆环直径最小；当十字叉丝竖线相对于运动方向略有倾斜时，所测直径有所增大；当十字叉丝竖线相对于运动方向有明显倾斜时，所测直径最大. 这说明十字叉丝竖线相对于测量运动方向的倾斜程度对圆环直径的测量是有明显影响的，而且其倾斜程度越大，所测直径误差越大.D5数据表明也有这种现象，但没有大直径D15的趋势明显. 经观察和分析得知，干涉级次较低的D5圆环较小，其直径也较小，其暗条纹却较宽，边界不清晰，相反圆环干涉级次较高的D15圆环较大，其直径也较大，暗条纹却较窄，边界较清晰，所以D15的数据能明显地说明十字叉丝竖线倾斜度与圆环直径大小的关系.表3中记录了不同劈尖的相同条纹数之间的距离，这些数据表明，十字叉丝竖线经过十字叉丝定向器调整后与测量运动方向成精确垂直状态、干涉条纹平行于十字叉丝竖线时，所测条纹间距最短，干涉条纹相对于测量运动方向倾斜了，条纹间距就增大，这种倾斜度越大，所测条纹间距也越大. 在实际测量平行条纹间距时，条纹与测量运动方向是否相互垂直只有2种判断标准：1)和十字叉丝竖线重合或平行；2)操作者凭经验目测. 显然，目测的精度是靠不住的. 如果十字叉丝竖线与测量运动方向的垂直度都是目测的，其测量结果的精度也就难以保障.根据以上理论探讨和实际测量结果分析，可以得出移测显微镜十字叉丝竖线与测量运动方向不垂直对测量精度有影响，不垂直度越大，测量精度越差；移测显微镜十字叉丝定向器有助于调节十字叉丝竖线与测量运动方向的垂直度，劈尖型十字叉丝定向器的调节效果更好. 随着科学技术不断深入发展，对测量技术及其测量精度的要求不断提高，移测显微镜十字叉丝定向器的重要性将会更加明显.【相关文献】[1] 王植恒,何原,朱俊. 大学物理实验[M]. 北京：高等教育出版社,2008：209-212.[2] 汪仕元,夏莹,梁冰. 移测显微镜十字叉丝定向器：中国,ZL201110068438.X [P]. 2013-3-20.[3] 朱俊,汪仕元，张礼元，等. 新型移测显微镜十字叉丝定向器：中国,ZL201320679568.1[P]. 2014-4-9.[4] 王道光,孙镭,周红生. 双棱镜牛顿环干涉法测曲率半径[J]. 物理与工程，2010,20(3):33-36.[5] 吕林霞,宋金蟠,张鸿军,等. 厚干涉实验的研究探索[J]. 实验室科学，2010,13(4):108-110.[6] 宋金蟠, 张萍,仲志国. 将牛顿环实验改造为综合性实验[J]. 实验技术与管理，2010,27(12):58-65.。
利用灰度掩膜光刻技术制备螺旋相位片
利用灰度掩膜光刻技术制备螺旋相位片周静;阳泽健;高福华;杜惊雷【摘要】螺旋相位片(Spiral phase plate简称SPP)是产生轨道角动量光束的一种重要光学器件,在光束调控、量子信息等领域有着重要应用.本文提出了一种基于计算机打印灰度掩膜的螺旋相位片的加工方法,详细讨论了SPP设计方法和光刻工艺,并实验制作了拓扑电荷为3的螺旋相位片,利用马赫-策德尔干涉仪实验对SPP产生涡旋光束进行了检测,获得良好的螺旋相位干涉图.本文的研究结果为低成本、高质量、高效率的螺旋相位片加工技术提供了一种有用途径.【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(053)005【总页数】6页(P1107-1112)【关键词】涡旋光束;螺旋相位片;轨道角动量;灰度掩膜光刻【作者】周静;阳泽健;高福华;杜惊雷【作者单位】四川大学物理科学与技术学院,成都610064;四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室,成都610064;四川大学物理科学与技术学院,成都610064;中英联合材料研究所,成都610064;四川大学物理科学与技术学院,成都610064;中英联合材料研究所,成都610064;四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室,成都610064;四川大学物理科学与技术学院,成都610064;中英联合材料研究所,成都610064;四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室,成都610064【正文语种】中文【中图分类】O436.1角动量，也被描述为线性动量的螺旋近似.无论是在经典物理学中，还是在量子机制里，角动量都是最为基本的物理量之一.在旁轴光束中角动量分为两种：一种是自旋角动量(spin angular momentum 简称SAM)，另一种是轨道角动量(OAM).当光束携带了轨道角动量(OAM)，它便具有了螺旋相位波前结构，其波前会绕着传播方向上的一条线以螺旋方式旋转，这一类光称作为涡旋光束(Vortex beams).涡旋光束作为一种特殊的光强分布，具有许多新颖的特性：螺旋状的波前、暗中空的结构、确定的光子角动量等等，使其在量子光学[1-3]及显微操控[4,5]等领域均有重要的应用.如用于粒子捕获[6-16]；探测不同种类物质的生物和物理性质[17]；基于轨道角动量的光通信[18]；在量子世界里，被用作更高维度的希尔伯特空间里探索量子特性，光子自旋轨道的相互作用[19]和多自由度量子纠缠[20].如今，涡旋光束的研究已经成为现代光学研究领域的一个重要前沿的研究课题，而如何产生所需特性的特定涡旋光束则是开展以上研究的基础.目前，研究工作者已提出了几种产生涡旋光束的方法，最常见的一种是计算机再现全息法[21,22]，将涡旋光作为一种衍射光束通过全息图调制而获得；第二种是，通过激光谐振腔内的非对称结构，产生高阶的厄米-高斯光束，再由两个散光透镜将高斯光束转变为涡旋光[23]；也有文章讨论到，改变了激光腔内结构，但不用柱面透镜模式转换器，来获得涡旋光束[24]；另还有一种方法是用螺旋相位板，将高斯光束转变为涡旋光束.螺旋相位板法相比于其他产生涡旋光束的方法有着以下的优点，比全息图法有更高的转换效率，比柱面透镜模式转换器更易操控.螺旋相位板不仅能用于产生涡旋光束，也发现它可用于产生径向偏正光束[25]和在显微镜下的边缘增强[26].迄今为止，已有各式各样的方法来制备螺旋相位板，如，(1)浸入折射率匹配液中的大螺距螺旋相位板[27]；(2)通过多重刻蚀方法子在石英材料上制作阶梯型螺旋相位板[28]；(3)准分子激光消融技术在聚亚酰胺衬底上制作多阶螺旋相位板[29]；(4)利用金刚石工具在高精度的电脑驱动车床下制造一个模型，将聚合物浇筑在模型里，经过紫外固化，形成螺旋相位板[30]；(5)使用可行变破裂的有机玻璃板制作的可调整的螺旋相位板[31]；(6)电子束直写在光刻胶上制作螺旋相位板[32]；(7)多级气相沉积法制作螺旋相位板[33]；(8)空间光调制器[34].以上方法要么工艺复杂如，多重刻蚀，金刚石切削，电子束直写等，要么精度不高，如多级气相沉积，空间光调制器等，在本文中我们提出基于灰度掩膜光刻技术来制备连续结构的螺旋相位板的方法，仅通过一次光刻即可制备出不同拓扑电荷的螺旋相位板和它所需的连续的螺旋相位结构，该方法制备的螺旋相位板对光能的利用率更高，制作成本更低，适合大规模生产.螺旋相位板是一种纯相位的衍射光学元件，它的光学厚度与螺旋相位角θ成正比.光经过螺旋相位板的透射率与螺旋相位波前项exp(ilθ)成正比，也可以描述为，Η(ρ,θ)=exp(ilθ)在这里，(ρ,θ)是螺旋相位板所在平面是的极坐标，ρ是径向坐标，l是拓扑电荷数(一般为整数)，θ为绕板中心点的方位角，绕板中心一周的相位变化为2lπ.方位角决定了相位延迟的多少，如图1(a)，当l为一个整数时，相位改变是从黑到白的匀滑变化.另外，图中灰度的阶跃变化反应了相位的不连续改变.若将方位角的延迟相位转换为光学厚度，那我们能够得到螺旋相位板结构，如图1(b)所示，其对应相位从0到2π的相位延迟.由于螺旋相位板旋转表面的不同相位延迟，那么通过相位板的光束即携带了一个螺旋相位因子.螺旋相位板的高度h正比于螺旋相位角θ，并且,式子中，h0是螺旋相位板基底的厚度，hs是台阶高度.这个结构产生了一个依靠方位角的光学相位延迟.上式中，n是螺旋相位板的折射率，并且n0是装置周围介质的折射率，λ是入射光的波长.φ的数值取决于旋转方位角θ，假如，我们将拓扑电荷l等同于,因此，经过SPP所产生的输出光束，光束中每个光子的轨道角动量等于lћ.相位分布的结果很明显的展示在图1(a)中.螺旋相位板的制作是将设计好的掩膜图形刻蚀到光刻胶上形成浮雕型的结构.它主要包括光刻掩膜制备，图形转移到光刻胶上等两步.掩膜板的制备是我们根据在图1(a)中所展示的相位分布，设计了制备螺旋相位板所需的灰度掩膜，灰度值根据相位的延迟情况而定，延迟的越多，灰度值越高.为了获得连续光滑的螺旋相位板结构，我们用了一种可变密度的灰度编码方法.因此，它的灰度值与其密度值能保持一致.利用2400 dpi * 2400 dpi的高分辨率的商用打印机(中国江苏制造的Kooka A型)将灰度图形打印在透明胶片(与打印机配套的高清晰度胶片)上，从而形成高分辨率的掩膜.为了提高螺旋相位板的分辨率，掩膜图形通过投影光刻系统来进行光刻.基底首先用硬脂酸处理，从而形成了防粘层.根据光路差：hs(n-n0)=λ由于hs是相位板的阶跃高度.相位板的阶跃高度是调制相位的一个重要因素，因此光刻胶的厚度也很重要，实验中我们选取了常见的AZ系列高感光度高附着性G线I线通用正性光刻胶AZ 3100，AZ 3100的厚度一般在1～1.6um的变化范围，比较符合我们制备螺旋相位板对厚度的要求.经过反复实验研究和我们对AZ 3100工艺参数的了解，我们选择了三组不同的曝光时间进行比较说明，如图2所示.图2中可见在曝光时间在36s时，随着显影时间的增加，阶跃高度逐渐变深，但是在38s和40s的曝光时间中，随着显影时间的增加，阶跃高度会有一个最大，然后降低.在光刻过程中，正性光刻胶的感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉，当曝光剂量一定时，树脂在显影液中的溶解度一定，显影时间增加，溶解达到最大，继续增大显影时间，没有感光的部分也与显影液反应，溶于显影液中，我们称之为显影过度，就会出现图表1中红色和绿色曲线的情况，而这是我们不希望出现在实验中的.蓝色曲线中，有可能出现曝光剂量不足而出现的显影不完全，而不能获得我们想要的阶跃情况.综合考虑下，我们选择曝光时间为40s，再进行了多次实验.我们知道He-Ne激光的波长λ和光刻胶的折射率n,再由(4)式，可以得到理想的阶跃的高度.从我们所测量的数据中选择了接近于理想情况下的阶跃高度所需显影时间40s，此时的阶跃高度为1293.3um，图2中的红点处.我们严格按照光刻的基本实验步骤来完成相应的实验部分：选择K9玻璃作为基底，厚度大约为3mm.为清洗基底表面的杂质将基底浸泡在煮沸的浓硫酸中一个小时，并且分别用酒精、丙酮和去离子水在超声波清洗机中清洗30min；然后在烘箱中用150°C烘烤基底20min；用3500rad/min的转速，在基底上旋涂上一层AZ 3100的光刻胶.在此的过程参数，如，旋转时间、前烘温度、前烘时间和光刻胶的厚度，分别为30s，100°C，5min，和1.3um.用一台曝光机(中国科学院光电研究所设计和制造的URE - 2000/35型的深紫外光刻机)来执行灰度掩膜的曝光过程，这个光刻机的照明光源用的是常见的汞灯，它的中心波长为365nm，曝光时间为40s.曝光过后的一些过程参数为40s的显影时间，120°C的后烘时间，和20min的后烘温度.图3展现了我们所制备的器件.尽管我们从图3中看到我们制备的螺旋相位板表面光滑的连续结构，并且清晰的阶跃高度，无气泡存在于光刻胶里，也无气泡在K9玻璃和光刻胶之间.但我们还是利用了各种各种各样方法的光学方法和设备来检测我们制备的螺旋相位板输出光束的质量和它转换光束的性能.如上文中我们描述的那样采用灰度掩模光刻的方法，成功制备了拓扑电荷γ=3的螺旋相位片，同样的方法我们也可以制备出γ为其他整数值的螺旋相位板.在这里我们只给出了γ=3的螺旋相位板如图3所示.图3(a)和(b)是用表面形貌仪器(Counter GT)测试的SPP的厚度分布图.可见图3(a)有3个一致的颜色改变.图3(b)展现了SPP的调制高度在一个周期内几乎是呈线性变化从图3(c)能清楚的看出制备的SPP的拓扑数为3.利用螺旋相位板生成涡旋光束的实验装置如图4所示.采用He-Ne激光产生的波长约为633nm的基模高斯光束作为光源，经光学透镜1,2(LENS1，LENS2)后调节后出射平行光束，然后孔径光阑(AS)调节直接照射到螺旋相位板上，适当的调节相位板的位置，使得相位板的相位奇点处于高斯光束的中心.最后由CCD记录经过螺旋相位板后的夫琅和费衍射光场分布，衍射图形展示在图5中.从图4中，我们发现经过螺旋相位板后的高斯光束转化成了携带了lћ轨道角动量的涡旋光束.如图5所示的衍射图形，它不止有一个亮圆环，但从图形可以清楚的看出，能量大部分是集中在第一个圆环中，明显的出现了奇点，暗中空的光场分布.为了进一步的验证环形光束携带了涡旋相位，我们设计了马赫-干涉仪来证明它[35].实验装置如图6所示，这里用了一组He-Ne激光系统(波长λ=632.8nm).透过两个透镜后的平行光束，经过分光棱镜BS1，激光变成相干的两束光B1和B2.将B1作为干涉光束，B2透过SPP被调制为涡旋光束.经过分光棱镜BS2后，B1和B2共轴干涉.相应的干涉图形用CCD记录下来展现在图7中.叉子形干涉图形是两束相干光束保持在一定的小角内干涉产生，如图7(a)所示.当两束为共轴相干光束，那么产生的干涉图形就像图7(b)所示的辐射状图形.这些干涉图形证实了涡旋光束的螺旋模式.虽然技术是基于计算机灰度掩膜的光刻技术，但是从之前的分析可见，我们提出的灰度掩膜光科技术用于制备高质量的涡旋相位片是可行的，用这样的方法也可进行大规模的制备高质量的相位调制器件.在本文中，我们设计和提出了用灰度光刻这种经济、快速的方法来制备螺旋相位板.我们要论了关键的制备过程，给出了最优的技术参数.用这种方法，我们成功的制备了不同拓扑电荷的螺旋相位片，用这种螺旋相位板，产生处理高质量的涡旋光束.就我们所知，拥有螺旋相位的分布的光波已经有了许多的研究[36-38].我们也坚信，在今后，这样的相位片能用于多种多样的光学研究发展，它明显的优于其他类型的螺旋相位板.而这种高效，经济，快速的方法也将广泛的应用于未来.【相关文献】[1] Mair A, Vaziri A, Weihs G, et al. 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核科学与工程技术学院 本科课程简介
注：核工程与核技术系 理论课（必修）
1 《放射化学基础》课程简介
课程代码： 202054030
英文名称： Basic Radiation Chemistry
课程类别： 选修课
总学时： 51学时；
学分： 3学分
开课时间： 春季
考核方式： 考试
计划授课对象： 核工程及技术专业四年级学生
先修课： 核物理
主要教材： 《核化学与放射化学》（王祥云，刘元方。
北京大学出版社，2007） 建议参考书： 《简明放射化学教程》强亦忠主编。
原子能出版社，1999；
《放射化学基础》[德]C.科勒尔著，原子能出版社，1992；
《放射化学》祝霖著。
原子能出版社，1985。
课程简介：（中文）通过本课程的学习，了解核化学与放射化学的基本内容、放射性元素及放射性物质的化学性质、放射性化合物的制备、分离、鉴定及其在各领域中的应用等基本的放射化学知识。
课程简介：（英文）This course will teach you to understand the basic knowledge of nuclear and radiochemistry, the chemical property of radioelement and radioactivity, as well as the preparation, separation and identification of radioactive compounds and the application of radioactivity in some field.。