优先出版
为提高时效性，文章一经录用即全文上网，内容未经编辑或有瑕疵，请以最终出版的版本为准。
摘要 +
全固态被动调Q激光器的非线性动力学行为是影响其输出特性的关键因素．本文通过数值模拟研究了泵浦调制下全固态被动调QNd:YAG/Cr:YAG激光器的非线性动力学行为，讨论了关键调制参量对调Q激光非线性动力学及其输出特性的影响．仿真结果表明，在特定的调制频率、调制幅度以及未调制泵浦速率下，调Q激光可以表现出单周期态、倍周期态、多周期态以及混沌态．通过分析调Q激光脉冲峰值随调制频率、调制幅度以及未调制泵浦速率变化的分岔图，发现脉冲峰值主要经倍周期和准周期演化路径进入混沌．此外，脉冲频率(即相邻脉冲时间间隔的倒数)进入混沌的演化路径与脉冲峰值的演化路径一致，但脉冲频率强度变化趋势与脉冲峰值强度变化趋势相反．研究结果理论上揭示了泵浦调制关键参量对激光器的非线性动力学行为及其输出特性具有显著影响，并为进一步实验深入探究其演化机制提供了重要的指导．
摘要 +
平衡光电探测器作为一种检测量子态噪声起伏通用技术的核心关键器件，其性能参数在近直流的宽频带范围内(mHz-MHz)常受限于电子学噪声与电学增益的相互制约。针对1 mHz-1 Hz极低频段，为满足未来量子增强引力波探测计划中对量子压缩光源探测和评估等方面的需求，本研究基于一种可调节阻抗匹配网络与两级差分放大的设计架构，使用差分微调电路(DFTC)与可调偏置电压(ABV)协同补偿方案，优化光电二极管(PD)的非线性响应补偿机制，在分析频段500 Hz处实现共模抑制比(CMRR)>75 dB。实验结果表明，在小于1 Hz的频段内，探测器的电子学噪声优于3.5×10-5 V/Hz1/2，满足空间引力波探测计划对于激光强度噪声的要求(1×10-4 V/Hz1/2)；同时当入射的本底探测光功率为4 mW时，本平衡光电探测器可实现增益20 dB@1 mHz-1 MHz，满足高指标压缩光源的高效探测需求，为下一代空间引力波探测以及极低频段压缩态光场的探测提供了关键器件的解决方案。
摘要 +
在复杂网络中高效识别一组关键传播节点对信息扩散与谣言控制至关重要。对于多传播源节点选取问题，一种有效的方法不仅要考虑种子节点自身的影响力，还要考虑其分散性。传统投票模型算法VoteRank假设一个节点对其每个邻居的投票都是一样的，忽视了拓扑相似性对投票倾向的影响；其次，采用邻域均质化投票衰减策略，难以有效抑制种子节点的传播范围重叠。本文提出一种改进的基于VoteRank的复杂网络多影响力节点识别算法IMVoteRank，通过双重创新提高算法效果：首先，设计基于结构相似性的投票贡献机制，模拟真实世界中选民更倾向于投票给自己关系相近的人，算法认为节点之间拓扑结构越相似邻居节点越有可能将票投给对方，因此将邻居节点的投票贡献拆分为直接连接贡献与拓扑相似性贡献，通过动态权重平衡二者的贡献从而优化投票精准度；其次，引入动态群组隔离策略，在迭代过程中以种子节点为核心检测紧密连接群组，通过抑制群组内节点投票能力并断开其连接，保证种子节点的空间分散性从而有效克服了传播范围重叠问题。在多个真实数据集上基于易感-感染-恢复（ Susceptible-Infected-Recovered） SIR模型的传播实验证明，所提方法能更有效识别网络中多影响力节点。
摘要 +
光电探测器在光通信、环境监测、医疗成像等多个领域发挥着关键作用,开发高性能的光电探测器相关材料已经成为研究热点。A2BX6型空位有序双钙钛矿因其优异的光电特性备受关注,然而实现其光电性能的连续调控与提升依然十分困难。本文利用压力实现了Cs2TeCl6在高压下原位光电响应的有效调控。实验研究表明,Cs2TeCl6的光电响应在高压下呈现非单调变化:初始阶段光电流随压力增加而减弱,但在21.7 GPa后出现显著逆转。通过高压原位拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱分析,发现这一转变与材料进入强化压缩阶段密切相关。在此阶段,带隙减小速率加快,显著改善了间接带隙材料的本征弱吸收特性,使得原先无法激发的低能光子得以有效利用。该工作不仅阐明了压力诱导的Cs2TeCl6微观结构与光电性能的内在关联,还为通过应力工程调控此类钙钛矿材料光电特性提供了新的研究思路。
摘要 +
超表面研究的最新进展表明,实现高效的波前调控需采用非局域超表面结构。然而,目前面向固体弹性波波前调控的超表面设计,仍主要是基于广义斯涅尔定律(General Snell's Law,GSL)的局域结构,其转换效率普遍偏低。本研究将把面向声波的、基于多端口模型的非局域超表面设计方法推广应用于面向薄板弯曲波的超表面设计。应用该方法,我们设计了用于实现薄板弯曲波异常反射、异常透射以及大数值孔径平面聚焦的非局域超表面。有限元模拟结果表明,依此设计的异常反射/透射超表面都具有接近100%的理想转换效率,即便对于偏转角度高达80°的结构仍然如此;而依此设计的非局域平面聚焦超表面,其聚焦效率明显优于相应基于GSL的结构,这一优势在大数值孔径结构中表现得更为明显。这项工作不仅给出了两种在传感、能量收集等领域具有潜在应用价值的高效非局域超表面结构,同时也为弹性波非局域超表面的设计提供了一种高效方法。
摘要 +
基于散斑技术的同步辐射X射线光子关联谱是研究材料介观尺度动态过程的重要方法,但实验中的光源特性、光束传输及探测器响应等因素对散斑动力学信号的影响机制复杂,难以对其中的影响因素进行单独且直接的观测。为此,本研究旨在通过蒙特卡洛模拟开展全光路数值建模,系统解析各因素的影响,为实验设计与优化提供理论支撑。研究构建了包含布朗粒子动力学、光束相干性及探测器响应的三维仿真框架,模拟从光子发射到信号采集的全流程。基于夫琅禾费衍射理论,开发散斑光场生成算法,通过原子位置动态演化与相位调制,复现实验散斑涨落特性,并通过Siegert关系拟合、散射矢量区域选择及粒子运动步长与温度关系验证了模拟程序的可行性。关键参数灵敏度分析表明,光阑孔径与光束束腰存在最优匹配条件r/σ=1,此时相干性与光子通量达到平衡;机械振动振幅达到运动步长1500倍时,关联函数出现周期性振荡,导致动力学参数提取失真;低光强条件下泊松噪声与光强波动显著降低信噪比。研究建立的全光路模拟框架,揭示了光源特性、光学元件参数及噪声因素对实验结果的影响机制,为XPCS实验参数优化提供了理论依据,明确了噪声抑制与动力学解析的协同机制,为该技术在更多实验场景的应用奠定了模拟基础。
摘要 +
近年来,软晶格被认为是钙钛矿材料实现缺陷容忍性的主要物理来源,体模量则作为晶格"软硬度"的关键衡量指标。本文针对立方钙钛矿体系,基于SISSO与VS-SISSO方法,构建了两类低维、物理可解释性强的体模量预测模型。首先,基于共价半径、熔点和体积等结构和热力学特征构建的热-结构耦合描述符模型,在测试集上实现了RMSE=7.41 GPa,R2=97.8%的良好预测性能;进一步引入电负性、原子价态与未配对电子数等电子层级特征后,构建了电子-热-结构三重耦合描述符模型,预测精度显著提升,在测试集上RMSE降至5.34 GPa,R2提升至98.35%。基于该模型,我们对超过10,000个卤族和硫族立方钙钛矿进行了高通量预测,筛选出约170种体模量位于10-20 GPa区间、与Pb-I钙钛矿相近的候选体系。研究结果为软晶格机制在无铅体系中的适用性提供了初步支持,并为高通量筛选具缺陷容忍潜力的稳定无铅钙钛矿材料提供了理论依据与数据支撑。本文数据集可在(科学数据银行)数据库https://www.scidb.cn/s/A3IBBn中访问获取。
摘要 +
核素β-衰变释放的β粒子与γ射线平均能量是计算反应堆衰变热的核心参数,对核设施安全与工程应用至关重要.然而,许多核素的实验数据匮乏,现有理论模型精度难以满足需求.本文基于ENSDF数据库中543个实验数据准确的β-衰变核素(选自1136个β-衰变核素),采用神经网络方法对核素衰变发射的β粒子、γ射线及中微子的平均能量进行预测,对比了三种特征组(分别含特殊特征值T1/2、(1/T1/2)1/5,1/3Q)的模型性能.结果表明:相比特征组含T1/2以及(1/T1/2)1/5的模型,特征组含1/3Q的模型综合表现最佳,其β粒子与中微子预测误差分别为28.11%/56.9%和35.33%/37.76%,并且利用该特征组训练的机器学习模型成功补充了裂变产物区(质量数66-172)291个核素的缺失数据.核素图对比显示,神经网络对规律性较强的β粒子及中微子能量预测与实验吻合较好,但对γ射线(训练误差76.9%)以及奇奇核、幻数附近核素的预测偏差显著.本文证实经验特征值1/3Q可有效提升模型性能,同时揭示了数据规律性与模型泛化能力的关联,为后续融合物理机理优化机器学习模型提供了依据.
摘要 +
阿秒瞬态吸收光谱是一种全光学泵浦-探测光谱技术. 该技术利用阿秒脉冲(极紫外至软X射线区间)激发或探测应用体系, 实时追踪电子跃迁、量子态演化及能量传递等过程, 为揭示电子和核相关超快动力学机制提供了前沿研究手段. 其核心优势在于: 1)同时具备超快时间(亚飞秒级)和精细光谱(meV级)分辨能力; 2)宽谱阿秒脉冲同时激发多个量子态, 实现多能级并行探测; 3)内壳层-价态跃迁的元素与位点特异性, 使其能够解析电荷转移、自旋态变化及局域结构演化. 目前, 阿秒瞬态吸收光谱已在原子分子物理、电子相干动力学及强场物理等研究领域取得重要突破. 本文系统地阐述了阿秒瞬态吸收光谱的技术原理, 重点分析其在气相和凝聚相体系的应用进展, 展望其在超快物理化学和量子材料等领域的应用前景. 同时, 针对阿秒激光发展趋势和探测技术特点, 探讨了阿秒瞬态吸收光谱技术未来发展方向.