崔悦 1,3王睿星 1,3,*马特 1,3袁武 1,2,3[ ... ]黄晨光 3
作者单位
摘要
1 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190
2 中国科学院力学研究所空天飞行高温气动国家重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学工程科学学院,北京 100049
高速气流作用下激光辐照结构诱导的热-力响应相似关系,因涉及多物理场之间的强耦合而非常复杂。笔者采用近似等效方法,将切向气流的作用等效为金属平板结构的力载荷和热载荷边界条件,建立了该耦合问题的无量纲控制方程,并结合主控因素分析,推导出了适用于高速气流与激光联合作用下的金属平板热-力响应特性的相似关系与尺度律。采用高速气流下强激光辐照金属平板的流-热-固多场耦合数值算例对该尺度律进行考核验证,结果表明:不同缩比率及不同马赫数条件下,满足该相似关系的缩比模型与原模型之间的热-力响应误差均在1%之内。本研究为高速气流条件下激光辐照缩比模型近似等效试验的开展奠定了理论基础。
激光技术 尺度律 方程分析法 金属平板 多场耦合 热-力响应 
中国激光
2024, 51(12): 1202103
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Colloidal CdSe quantum dots (QDs) are promising materials for solar cells because of their simple preparation process and compatibility with flexible substrates. The QD radiative recombination lifetime has attracted enormous attention as it affects the probability of photogenerated charges leaving the QDs and being collected at the battery electrodes. However, the scaling law for the exciton radiative lifetime in CdSe QDs is still a puzzle. This article presents a novel explanation that reconciles this controversy. Our calculations agree with the experimental measurements of all three divergent trends in a broadened energy window. Further, we proved that the exciton radiative lifetime is a consequence of the thermal average of decays for all thermally accessible exciton states. Each of the contradictory size-dependent patterns reflects this trend in a specific size range. As the optical band gap increases, the radiative lifetime decreases in larger QDs, increases in smaller QDs, and is weakly dependent on size in the intermediate energy region. This study addresses the inconsistencies in the scaling law of the exciton lifetime and gives a unified interpretation over a widened framework. Moreover, it provides valuable guidance for carrier separation in the thin film solar cell of CdSe QDs.Colloidal CdSe quantum dots (QDs) are promising materials for solar cells because of their simple preparation process and compatibility with flexible substrates. The QD radiative recombination lifetime has attracted enormous attention as it affects the probability of photogenerated charges leaving the QDs and being collected at the battery electrodes. However, the scaling law for the exciton radiative lifetime in CdSe QDs is still a puzzle. This article presents a novel explanation that reconciles this controversy. Our calculations agree with the experimental measurements of all three divergent trends in a broadened energy window. Further, we proved that the exciton radiative lifetime is a consequence of the thermal average of decays for all thermally accessible exciton states. Each of the contradictory size-dependent patterns reflects this trend in a specific size range. As the optical band gap increases, the radiative lifetime decreases in larger QDs, increases in smaller QDs, and is weakly dependent on size in the intermediate energy region. This study addresses the inconsistencies in the scaling law of the exciton lifetime and gives a unified interpretation over a widened framework. Moreover, it provides valuable guidance for carrier separation in the thin film solar cell of CdSe QDs.
solar cells CdSe quantum dot radiative lifetime scaling law optical band gap exciton fine structure room temperature 
Journal of Semiconductors
2023, 44(3): 032702
作者单位
摘要
1 中国科学院 力学研究所,北京 100190
2 中国科学院 合肥物质科学研究院, 合肥 230031
随着高功率密度激光技术的快速发展,强激光驱动的爆炸与冲击效应逐渐引起国内外学者的广泛关注。对强激光诱导爆炸与冲击效应研究进展进行了综述,包括强激光诱导爆炸载荷特征与相似律,强激光对材料表面冲击强化处理,强激光冲击诱导材料相变动力学行为,以及利用强激光驱动微弹道冲击等方面的研究进展,并指出了强激光诱导爆炸与冲击效应研究的发展趋势和未来需要解决的关键科学问题。
强激光 爆炸载荷 相似律 表面改性 相变材料 微弹道冲击 high power density laser explosion and shock wave scaling law surface treatment phase-transformation micro-bullet impact 
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011003
Author Affiliations
Abstract
Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Nonsequential double ionization (NSDI) of noble gas atoms in counter-rotating two-color circularly polarized (CRTC) laser fields is investigated. A scaling law is concluded by qualitatively and quantitatively comparing the momentum distributions of two electrons from NSDI in CRTC laser fields for different atoms with different parameters. The scaling law indicates that the momentum distributions from an atom driven by CRTC laser frequency ω1, ω2, and laser intensity I are the same as that from another atom irradiated by CRTC laser frequency kω1, kω2, and laser intensity k3I. This study can provide an avenue in the research of two-color laser field ionization.
scaling law two-color laser nonsequential double ionization 
Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 110201
杨宸 1,2范征锋 1,3刘杰 1,3张存波 1[ ... ]任国利 1
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
3 北京大学 应用物理与技术研究中心, 北京 100871
系统地梳理了激光间接驱动点火靶内爆压缩的物理过程, 使用理论方法和一维流体力学模拟给出了靶丸内爆过程中的关键定标律公式。通过这些定标律公式获得了在给定黑腔辐射温度、飞行熵增因子、整形速度和烧蚀材料的条件下, 靶丸装量--半径参数空间的点火岛区域。研究了靶丸性能参数随辐射温度、飞行熵增因子等的变化规律: 当靶丸所处黑腔辐射温度升高时, 内爆的稳定性将变好; 设计上在靶丸装量不变的条件下, 靶丸半径需要减小。当靶丸的飞行熵增因子增大时, 内爆增益略微减小, 内爆稳定性变好; 但是点火阈值因子减小导致点火岛的区域变窄。当靶丸的整形速度增大时, 点火岛的区域略微变大, 内爆稳定性变化不显著; 设计上在靶丸装量不变的条件下, 需要增大靶丸半径, 这会导致靶丸壳层形状因子变大。当改变靶丸烧蚀材料, 提高质量烧蚀速率与烧蚀压时, 能量增益变大且稳定性增强; 设计上在靶丸装量不变的条件下, 需要减小靶丸半径。
激光聚变 间接驱动 内爆动力学 靶丸设计 定标律 laser fusion indirect-driven implosion dynamics capsule design scaling law 
强激光与粒子束
2019, 31(6): 062001
作者单位
摘要
1 军事医学科学院 放射与辐射医学研究所, 北京 100850
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理,建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法,导出了该问题的尺度律,在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法,并对一组实例进行了数值计算,得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论,模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性,本文还针对小尺度模型进行了实验研究,数值模拟结果与实验测量结果符合较好,表明理论模型可靠有效。
激光与物质相互作用 液体贮箱 自然对流 尺度律 laser-matter interaction liquid tank natural convection scaling law 
强激光与粒子束
2015, 27(9): 091003
作者单位
摘要
北京大学 湍流与复杂系统国家重点实验室, 北京大学 应用物理与技术研究中心, 北京 100871
高马赫数可压缩湍流的运动是一个多尺度多过程的物理现象。采用了多过程分解的方法, 将可压缩湍流分解为剪切和胀压过程, 分析其统计行为和动力学行为。发展了一种新的紧致差分和WENO格式相结合的混合型数值格式, 准确模拟了可压缩湍流场; 研究了其多尺度多过程行为和对粒子的输运影响; 研究了激波结构对湍流场的影响; 在高雷诺数可压缩湍流中, 证明存在惯性区, 其中流运动和压力做功引起的动能流通量都是常数; 证明可压缩湍流中存在从大尺度到小尺度的动能级串过程; 证明动能流通量的剪切部分和胀压部分在惯性区都为常数; 分析亚格子应力项和亚格子质量流动项对动能级串的影响。
可压缩湍流 Helmholtz正交分解 标度律 compressible turbulence Helmholtz decomposition cascade scaling law 
强激光与粒子束
2015, 27(3): 032002
作者单位
摘要
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
基于热力解耦的热弹性模型,采用常用假设,通过方程分析法,导出了激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律。同时,还发现了对同一模型,当其他条件不变时,变形、温升、应力与激光功率密度之间具有线性关系。数值结果证明了该问题尺度律的成立及线性关系的正确性。该结论是利用缩比模型研究大尺寸反射镜在激光辐照下的热变形问题的依据,且为解决缩比模型设计、辐照条件设计和模型实验数据反推到原型等相关问题提供了参考准则。
高反射镜 热变形 尺度律 激光辐照 high reflecting mirror thermal deformation scaling law laser irradiation 
强激光与粒子束
2012, 24(9): 2043
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
非线性热晕效应对高能激光大气传输有重要的影响,一个可以用来预测和评价高能激光在不同传输条件下自适应光学系统补偿效果的定标规律对实际的工程应用有重要的意义。利用激光大气传输四维仿真程序,通过仿真不同空间带宽的自适应光学系统,在均匀路径下,对不同发射口径、不同传输距离聚焦光束稳态热晕的相位补偿进行了数值计算。结果表明,自适应光学系统空间带宽对聚焦光束热晕效应的相位补偿影响差别不大,使用广义畸变参数N可以较好地定标其相位补偿效果。
自适应光学 热晕效应 相位补偿 定标规律 
中国激光
2012, 39(2): 0213002
作者单位
摘要
上海大学物理系,上海 200444
在量子电动力学框架下,采用全量子非微扰散射理论,研究了超快强激光场中离子的光离解。 发现在保持周期数与载波-包络相位不变时,对相同的阈上离解峰,当用频率为γ 倍,强度为γ3倍的激光激发结合能为γ 倍的离子时,光电子的角分布不变, γ 为任意正实数。这一研究验证了周期量级超短激光脉冲中光电离的标度规律。
非线性光学 光离解 非微扰全量子散射理论 标度规律 nonlinear optics photodetachment nonperturbative quantum scattering theory scaling law 
量子电子学报
2011, 28(2): 136

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