Vol. 52, No. 6 (2003)
2003年03月20日
总论
2003, 52 (6): 1313-1318.
doi: 10.7498/aps.52.1313
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利用分离变量法得到了2+1维Nizhnik-Novikov-Veselov方程包含三个任意函数的精确解.合 适地选择任意函数，该精确解可以是描述所有方向指数局域的dromion相互作用，三个方向 指数局域的‘Solitoff’和dromion相互作用以及线孤子和y周期孤子相互作用的解.对dromi on相互作用从解析和几何两个角度进行了详细地探讨，揭示了一些新的相互作用规律.
2003, 52 (6): 1319-1325.
doi: 10.7498/aps.52.1319
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为纳入矢量辐射传输方程的多次散射，将非均匀平行分层分布的随机散射介质划分成多个薄 层，利用各薄层的低阶Mueller矩阵解推导出整层的高阶散射迭代解.用这一方法计算了具有 占空比、粒子大小和温度廓线非均匀分布的平行分层随机密集球形粒子积雪层的极化热辐射 .数值结果与一层均匀随机散射层的离散坐标-特征值方法作了比较，讨论了多次散射和热辐 射与散射层各特征参数的关系，与积雪层微波遥感数据进行了对比.
2003, 52 (6): 1326-1331.
doi: 10.7498/aps.52.1326
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研究非保守力和非完整约束对Hamilton系统的Lie对称性和守恒量的影响.分别研究了Hamilt on系统受到非保守力和非完整约束作用时，系统的Lie对称性保持不变的条件，同时给出了 系统的结构方程和守恒量保持不变的条件.以著名的Emden方程和Appell-Hamel模型为例进行 了分析讨论.
2003, 52 (6): 1332-1336.
doi: 10.7498/aps.52.1332
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利用多重尺度法，研究了谐振、非谐的近邻和次近邻相互作用下单原子链的晶格振动行为， 发现非传播孤子在单原子链Brillouin区的任何位置均有可能存在.与仅考虑最近邻相互作用 下的单原子链的孤子群速相比，此时链中孤子的群速在Brillouin中央增大且衰减得更快； 在Brillouin区会出现另一个群速为零的位置.同时，孤子的幅度也相应增大且最大幅度孤子 的位置趋向于Brillouin中央.
2003, 52 (6): 1337-1339.
doi: 10.7498/aps.52.1337
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在低阶近似下，得到了描述无磁场相对论热离子等离子体的KP(Kadomtsev-Petviashvilli) 方程.研究表明，相对论热离子等离子中的非线性离子声孤波在高阶横向拢动下是稳定的， 且在相对论热离子等离子体中仅存在压缩型孤波.
2003, 52 (6): 1340-1345.
doi: 10.7498/aps.52.1340
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利用推广的乌龟坐标变换法研究了作变加速直线运动的Kinnersley黑洞中Weyl中微子的量子 热效应，导出了局部的事件视界面方程和Hawking温度以及中微子的热辐射谱.结果表明视界 的位置和温度不仅随时间变化，而且明显依赖于方位角.
2003, 52 (6): 1346-1349.
doi: 10.7498/aps.52.1346
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用砖墙模型的方法，讨论了无源引力场对Barriola-Vilenkin黑洞熵的量子修正.计算表明， 量子修正应该包含两部分：其中一部分与视界面积成正比，在视界附近与紫外截断因子是 平方反比发散的；另一部分是两个对数发散项，这部分除了与黑洞的本身特征性质(M，η) 有关以外，还与自旋场的自旋有关.结果与标量场引起的量子修正具有完全不同的形式.
2003, 52 (6): 1350-1353.
doi: 10.7498/aps.52.1350
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利用brick-wall模型研究了引力场对Vaidya-Bonner-de Sitter黑洞熵的量子修正.当黑洞事 件视界不随超前时间变化时，结果与Reissner-Nordstrm-de Sitter黑洞的量子熵完全相 同.
2003, 52 (6): 1354-1359.
doi: 10.7498/aps.52.1354
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利用大气非线性动力学证明了广义能量极小值原理，进一步从理论上证明它是同大气非平衡 态热力学最小熵产生原理在物理上是一致的.前者表明，强迫耗散动力系统的终态广义能量 达极小值；而最小熵产生原理表明，远离热力学平衡态的开放系其终态时系统内部的不可逆 过程最弱.而且，系统广义能量达极小值和系统熵产生达极小值的终态一般是一个稳定的定 态，它对应着系统的某种有序结构.也就是说它是一个“低耗高效”的有序定态.大气系统作 为自然界一个典型的物理复杂系统，其最小熵产生原理和广义能量极小值原理隐示了自然界 复杂系统的一个一
2003, 52 (6): 1360-1364.
doi: 10.7498/aps.52.1360
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提出了一种新的混沌控制方法，即对混沌动力系统增加一个具有分段二次函数x|x|形式的非线性反馈控制器，利用它控制了一大类系统从混沌运动转化为各种规则的运动.该控制器是一种活动控制器，它不影响原系统的参数，其结构相当简单而且在物理、电路上都容易实现.数值仿真表明了该控制方法的有效性与可行性.
2003, 52 (6): 1365-1371.
doi: 10.7498/aps.52.1365
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应用广义胞映射方法研究了参激和外激共同作用的Duffing-van der Pol振子的随机分岔.以 系统参数通过某一临界值时，如果系统的随机吸引子或随机鞍的形态发生突然变化，则认为 系统发生随机分岔为定义，分析了参激强度和外激强度的变化对于随机分岔的影响.揭示了 随机分岔的发生主要是由于系统的随机吸引子与系统的随机鞍碰撞产生的.分析表明，广义 胞映射方法是分析随机分岔的有力工具，这种全局分析方法可以清晰地给出随机分岔的发生 和发展.
2003, 52 (6): 1372-1378.
doi: 10.7498/aps.52.1372
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利用Lewis-Riesenfeld不变量理论和与不变量有关的幺正变换方法研究了双阱结构含时量子 输运的微扰论.获得了双阱内含时薛定谔方程的精确解的完备集，在此基础上，把双阱与左 右热库的相互作用作为微挠，获得了双阱结构一阶近似下的输运方程，并在绝热近似下提供 了一种用于研究量子输运过程中几何相因子(Berry相因子)的方法.
2003, 52 (6): 1379-1384.
doi: 10.7498/aps.52.1379
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一个系统的发展总是由不可逆热力过程和非线性动力过程所驱动.将大气动力学方程组同考虑了动能变化的Gibbs关系结合起来构建的熵平衡方程，才能更好地描述大气系统的不可逆热力过程和非线性动力过程.至今非平衡态热力学仅利用Onsager线性唯象关系证明了最小熵产生原理.利用新建立的熵平衡方程和大气动力学方程的性质证明，最小熵产生原理在热力学线性区和非线性区都是普遍成立的.且当热量输送平衡、水汽输送平衡和动量输送平衡时，系统达到不可逆过程最弱的最小熵产生热力学状态.当系统又是动力平衡且无平流时，这种最小熵产生态就是
原子和分子物理学
2003, 52 (6): 1385-1389.
doi: 10.7498/aps.52.1385
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利用相关效应的模型势方法计算了钠原子Rydberg态s系列的能级寿命.此理论方法不依赖于实验参数.计算结果很好地符合实验值，并证实了这一理论模型的合理性.
唯象论的经典领域
2003, 52 (6): 1390-1395.
doi: 10.7498/aps.52.1390
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利用玻色算符的逆算符a^-1和a^+-1，定义了一类新的奇偶相干态 ，即增、减光子奇偶相干态.它们分别是算符为a^-ka^k+2,a^+-ka ^2a^+k的本征态，可由a^-k和a^+-k分别作用于通常的奇偶相干态来产生. 数值计算结 果表明，这类新的奇偶相干态都是非经典的光场态，它们都能呈现出光子反群聚效应
2003, 52 (6): 1396-1402.
doi: 10.7498/aps.52.1396
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运用矩阵光学的方法对多棒串接固体激光器的谐振腔参数及其在平平腔时的热稳条件进行了研究，并计算了六棒串接平平腔固体激光器的稳定区.结果证明：多棒串接固体激光器的稳定区和非稳区相互间隔，在平平腔总腔长、激光棒数量n和棒间距L一定的条件下，当采用对称结构时(L1=L2)，则谐振腔的每段稳定区均达到最大；且只要 平平腔满足L1=L2=L/2以及热焦距f在大于某个下限值fm时，稳定性条件01<
2003, 52 (6): 1403-1407.
doi: 10.7498/aps.52.1403
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应用北京自由电子激光(BFEL)对典型的红外光电子材料Hg1-xCdxTe ,InSb和InAs进行了非线性光吸收研究.利用FEL的高光子密度和皮秒量级的短脉冲宽度特性，研究了双光子吸收(TPA)以及光生载流子吸收(FCA)共同作用机理，从实验上直接证实了在强入射能量下，FCA是不可忽略的光吸收过程，提取了精确的自由载流子吸收截面参数.
2003, 52 (6): 1412-1417.
doi: 10.7498/aps.52.1412
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利用振荡镜面模型解析地研究了激光与固体靶相互作用产生高次谐波的物理过程.比较了利用镜面模型的结果与粒子模拟及实验结果的异同，说明了振荡镜面模型的局限性.
2003, 52 (6): 1418-1421.
doi: 10.7498/aps.52.1418
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研究Kerr非线性对一维光子晶体的能带的影响.光子晶体中加入Kerr非线性材料后，光子晶 体的带边可随局部光强调制.由于带边随光强变化，线性光量子阱中的电磁本征模将进入线 性带隙的频率范围而形成孤子类电磁模.由于非线性的作用，带隙中有许多新的孤子模出现.
2003, 52 (6): 1422-1426.
doi: 10.7498/aps.52.1422
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在理论分析的基础上，提出并实现了利用两个光纤光栅串联结构构成的平坦性较好，特定波 段荧光功率输出较大的超荧光光源，并和光纤反射圈结构和没有反射装置的结构作了比较. 实验利用了1052.54—1053.42nm的反射率为29.6dB和1052.624—1055.60nm的反射率为 34.4dB的两个宽带光纤光栅得到了1052.5—1055.5nm波段的3nm宽的比其他波段要高12dB 的超荧光.
2003, 52 (6): 1427-1431.
doi: 10.7498/aps.52.1427
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利用平焦场光栅谱仪、门控宽微带x射线分幅相机及可见光CCD设计了一套时空及高谱分辨x 射线诊断系统，利用该x射线诊断系统通过一系列的实验研究建立了同时具有时间、空间及 高谱分辨x射线谱诊断技术，该技术已经成功应用于辐射加热样品的吸收谱，获得了较好的 实验结果.
2003, 52 (6): 1432-1437.
doi: 10.7498/aps.52.1432
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报道了一种用高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅（LPFG）.发现该LPF G具有独特的应变、温度、弯曲、扭曲和横向负载特性.分析表明这些特性与单侧CO2激光 加热导致光 栅横截面折射率分布不均匀有关.基于这些独特的特性提出了几种新型的LPFG传感器：1)能 彻底解决弯曲与其他参量之间交叉敏感问题的弯曲不敏感的传感器；2) 不仅能绝对测量扭 曲率而且能判断扭曲方向的扭曲传感器；3)单个LPFG实现温度和横向负载同时测量的传感器 .这些新型的传感器具有方法简
2003, 52 (6): 1438-1443.
doi: 10.7498/aps.52.1438
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对超声入射至分布有细小凹坑的界平面，这一类弱散射界面背向散射所形成的超声散斑的一阶统计特性进行了研究.在假设条件下，理论分析的结果表明，空间超声散斑的振幅服从Rice分布，而它们的相位概率密度函数是一个包含Gauss分布函数和Gauss概率积分函数的复合函数.当细孔密度非常大时，超声散斑的振幅就趋于Rayleigh分布.应用作者建立的由计算机控制扫描的实验系统，对这一类弱散射界面反射超声散斑的振幅分布进行了测量.实验结果表明，理论分析的结果是正确的，由此，所作的假设条件也是成立的.
2003, 52 (6): 1444-1449.
doi: 10.7498/aps.52.1444
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纳米流体导热行为具有许多奇异的特性，结合纳米流体的特点和微尺度传热学原理，研究了 热流在纳米颗粒内波动式及非限域的热传导特性、纳米颗粒在悬浮液内的布朗运动、颗粒- 液体界面上液膜层原子的有规则排列、以及纳米颗粒的团簇形成及移动等四方面因素对纳米 流体导热系数的影响.
流体、等离子体和放电
2003, 52 (6): 1450-1454.
doi: 10.7498/aps.52.1450
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基于MATLAB与VC++混合语言，采用Monte Carlo模拟对高气压下亚毫米级微空心阴极放电（MHCD）中电子的运动过程进行了研究，计算出不同气压下的稳态时场向电子密度分布，电子能量分布以及对各种碰撞的统计等.分析表明：高气压下微空心阴极放电更能反映空心阴极效应——“来回振荡”的本质.通过模拟得到，电子在阴极间来回振荡的过程中，仍以前向散射为主.随着气压的升高，侧向散射效应逐渐体现出来.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2003, 52 (6): 1455-1460.
doi: 10.7498/aps.52.1455
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用射频磁控共溅射法制备了Cu体积分数分别为10%，15%，20%和30%的Cu-MgF2复 合金属陶 瓷薄膜.用x射线衍射、x射线光电子能谱和变温四引线技术对薄膜的微结构、组分及电导特 性进行了测试分析.微结构分析表明：制备的Cu-MgF2复合薄膜由fcc-Cu晶态纳 米微粒镶嵌 于主要为非晶态的MgF2陶瓷基体中构成，Cu晶粒的平均晶粒尺寸随组分增加从1 1.9nm增 至17.8nm.50—300K温度范围内的电导测试结果表明：当Cu体积
2003, 52 (6): 1461-1464.
doi: 10.7498/aps.52.1461
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研究了Nd60Al10Fe20Co10 大块金属玻璃 磁性随温度的变化关系，结果表明Nd60Al10Fe20Co10 在室温下 表现为永磁性，随着温 度的降低，矫顽力和磁滞回线形状都有很大的变化.交流磁化率在18 K左右出现尖峰而且峰 值温度随频率变化，表明该大块非晶体系中存在自旋玻璃态.
2003, 52 (6): 1465-1468.
doi: 10.7498/aps.52.1465
摘要 +
利用等离子体增强化学气相沉积技术研制出了优质稳定的氢化非晶-纳米晶两相结构硅薄膜.薄膜的光电导率相对于器件质量的非晶硅有两个数量级的提高；光敏性也较好，光、暗电导比可以达到１０4，此外薄膜的光电导谱具有更宽的长波光谱响应.更为重要 的是薄膜的光致退化效应远小于典型的非晶硅薄膜，在光强为５０ｍW／ｃｍ2的卤钨灯光 照２４h后，光电导的衰退小于１０％.这种薄膜优良的光电性能源于薄膜中的非晶母体的存在使其在 光学跃迁中的动量选择定则发生松弛，因而具有大的光学吸收系数和
2003, 52 (6): 1469-1473.
doi: 10.7498/aps.52.1469
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采用离子束技术，在n型硅基片中注入稀土元素钆，制备了磁性-非磁性p-n结.磁性层GdxSi1-x表现出优良的磁学性能，高居里温度，高原子磁矩(利用RKKY模 型 可以得到解释)，低矫顽力，并保持着半导体的属性，磁性-非磁性p-n结具有整流特性，但 没有观察到明显的磁电阻效应.
2003, 52 (6): 1474-1478.
doi: 10.7498/aps.52.1474
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在高温高压（4.0GPa，870℃）下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb1-xMgx O3-δ（x=0.0—0.3）系列固体电解质，并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响.变温拉曼谱和DTA测量结果表明，随着温度的升高，KNb1-xMgxO3-δ发生了结构相变，由铁电正交、四方相转变为顺 电立方相.由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO
2003, 52 (6): 1479-1483.
doi: 10.7498/aps.52.1479
摘要 +
利用x射线广角衍射和低角掠入射散射谱、正电子湮没谱、定性分析软件和Positronfit程序，研究了生长在Si（100）基底上的金刚石膜微结构.研究发现，在样品邻近基底区域为纳米 多晶结构，具有弱的［111］织构；在邻近表面区域为微米多晶结构，具有强的［220］织构 .金刚石膜样品有空位、空位团和空洞3种缺陷，其中主要缺陷是大约10个空位形成的空位团 .
2003, 52 (6): 1484-1487.
doi: 10.7498/aps.52.1484
摘要 +
用射频磁控溅射法在蓝宝石、硅和石英衬底上沉积出具有好的择优取向的多晶ZnO薄膜. 在270 nm波长的光激发下室温下可观察到显著的紫外光发射（波长为356 nm）和较弱的蓝光发射（波长为446 nm）. 经高温退火后薄膜的结晶质量显著提高, 在蓝宝石、石英衬底上沉积的薄膜，其积分发光强度分别增加了7倍和14倍.而硅衬底上的膜发光强度增强不太显著.紫外光发射源于电子的带间跃迁，而蓝光发射是由电子从氧空位浅施主能级到价带顶的跃迁引起的.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2003, 52 (6): 1488-1495.
doi: 10.7498/aps.52.1488
摘要 +
基于V形三能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称耦合量子阱退局域化现象，并具体分析了导带中电子作阱间振荡所产生的亚毫米辐射和激子复合所产生的近红外发射物理过程.理论结果表明：阱间电子波包振荡等效为一经典阻尼振子，其寿命由载流子与纵向光学声子散射时间和电子穿过势垒的渡越时间决定，所产生的亚毫米波辐射强度衰减仅与阱间阻尼系数有关，其线性服从洛仑兹分布.由带间激子复合所产生的近红外辐射频率随电子阱间振荡频率增加而减小，表现为量子限域斯塔克红移，即非对称量子阱在近红外发光区特性随反向偏压而变.这一结果预示着耦合量子
2003, 52 (6): 1496-1499.
doi: 10.7498/aps.52.1496
摘要 +
基于中波响应波段的分子束外延碲镉汞薄膜材料成功制备出不同质子注入剂量的大光敏元(5 00μm×500μm)的n-on-p结构的p-n结，并对相应的p-n结的电流-电压（I-V）特性进行 了研究.质子注入剂量为2×1015cm-2时R0A达312.5Ω ·cm2，低温热处理后达490Ω·cm2.
2003, 52 (6): 1500-1504.
doi: 10.7498/aps.52.1500
摘要 +
用固相反应法和脉冲激光沉积(PLD)制备了CaCu3Ti4O12块材和薄膜，获得了相对介电常数ε′（1kHz,300K)高于14000的介电特性，是目前该体系最好的结果.报道了(00l)取向高质量CaCu3Ti4O12外延薄膜及其介电性质.C aCu3Ti4O12相对介电常数ε′在100—300K温度范围 内
2003, 52 (6): 1505-1508.
doi: 10.7498/aps.52.1505
摘要 +
利用电泳技术在高熔点金属基底Ta，Mo和W上制备MgB2超导厚膜.厚膜中的MgB2晶粒结合紧密，粒度小于1μm，呈随机取向生长.电阻测量表明沉积在Ta，Mo，W上的MgB2厚膜的超导起始转变温度分别为36.5K，34.8K，33.4K，对应的转变宽度为0.3K，1.5K和2.0K.三种基底上制备的MgB2厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况 基本相同，MgB2/Mo厚膜的临界电流密
2003, 52 (6): 1509-1514.
doi: 10.7498/aps.52.1509
摘要 +
分析和计算了耦合双π环的自由能，结果表明当两个π环自发磁化方向相反时系统的能量较低，还证明了反向自发磁化是来自量子效应.
2003, 52 (6): 1515-1519.
doi: 10.7498/aps.52.1515
摘要 +
通过直流偏压二级溅射方法，在无氧铜腔体表面溅射一层铌膜，研制了铜铌溅射型射频超导1/4波长谐振腔(quarter wave resonator,QWR)，该腔主要用于重离子的加速，是北京放射性核束装置中后加速部分的预研项目.目前国际上很多实验室都在研究进一步提高铜铌溅射型QWR超导腔的性能，通过多种方法的实验研究，发现在无氧铜衬底与铌膜之间加入一层氮 化铌（NbN）薄膜，可以使得表面铌膜的超导温度转变点由原来的8.8K提高到了接近9.6K ，该方法有可能成为提高QWR腔加速性能的重要途径，目前进一步研究正
2003, 52 (6): 1520-1523.
doi: 10.7498/aps.52.1520
摘要 +
对Nd0.5Sr0.4Pb0.1Mn1-xFex O3系列多晶样品的结构，磁和转变特性进行了实验研究.在x=0.00—0.10的范围内获得了单相样品，Fe3+的替代并没有引起整个系列的结构变化，然而Mn位的掺杂却强烈地抑制了Nd 0.5Sr0.4Pb0.1MnO3的铁
2003, 52 (6): 1524-1528.
doi: 10.7498/aps.52.1524
摘要 +
按x=0.00，0.10，0.25，0.50，0.75和1.00，采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量的SrBi4-xLaxTi4O15的陶瓷样品. 用x射线衍射对其微结构进行了分析，并测量了铁电、介电性能.结果发现，La掺杂未改变SrBi4Ti 4O15的晶体结构.随掺杂量的增加，样品的矫顽场(Ec)下降，剩余极化(2P
2003, 52 (6): 1529-1532.
doi: 10.7498/aps.52.1529
摘要 +
报道一种测量LiNbO3∶Fe单轴晶体光学不均匀性及其生长层的简便方法，由o— e光点间的距离随入射光束在晶体中位置的变化可以计算出晶体不同位置的Δne的变化， 而且可以测得晶体的不均匀性并确定出生长层的位置及其厚度.
2003, 52 (6): 1533-1539.
doi: 10.7498/aps.52.1533
摘要 +
测试了不同掺杂浓度和不同厚度下Yb3+磷酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧 光寿命，计算了积分吸收截面、吸收截面、受激发射截面、自发辐射寿命以及荧光有效线宽等光谱参数，讨论了荧光俘获效应对Yb3+磷酸盐玻璃光谱性质的影响.结果表明荧光俘 获效应随样品厚度和掺杂浓度的增加而增大.由于荧光俘获效应的存在使得测量的Yb3+磷酸盐玻璃荧光寿命明显长于计算的荧光寿命，在0.2mol%Yb2O3低掺 杂浓度下
2003, 52 (6): 1540-1544.
doi: 10.7498/aps.52.1540
摘要 +
在978nm激光二极管的激发下，Mo掺杂的TiO2材料表现出很强的宽带上转换发光 ，该发光来源于［MoO4］2-基团的激发态3T1, 3T2能级到基态1A1能级的电子跃迁.通过研究发光强度与抽运功率的关系及上转换发光的上升时间曲线，发现TiO2∶Mo体系的上转换发光中存在着雪崩机制，应用转
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2003, 52 (6): 1545-1548.
doi: 10.7498/aps.52.1545
摘要 +
采用传统的固相烧结技术，制备Tb4O7掺杂的WO3陶瓷. 测量了其高温热电行为，发现样品升温和降温时相变分别出现在350℃和270℃，有80℃的热滞.并且样品在500℃的恒定温度下有稳定的电能输出，这种现象用现有的温差电效应和热(释)电效应理论都不能解释.这是一种新的热电效应，利用它有可能找到热能—电能转换的新途径.
2003, 52 (6): 1549-1553.
doi: 10.7498/aps.52.1549
摘要 +
用气相输运平衡技术成功地制备出了近化学计量组分的Er∶LiNbO3晶体，系统 地研究了该 晶体的吸收边移动、可见—红外透射谱、荧光光谱的物理特性.与同成分Er∶LiNbO3晶体 相比， 近化学计量组分Er∶LiNbO3晶体的吸收边出现了“蓝移”；OH-吸收带明显减弱 ；在可见—近红外波段呈现出更高的透过率；同时Er3+离子的发光强度也明显 提高. 这些结果表明近化学组分的Er∶LiNbO
地球物理学、天文学和天体物理学
2003, 52 (6): 1554-1560.
doi: 10.7498/aps.52.1554
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微管是细胞骨架中的重要组成部分和功能组件，其中充满了液体水.采用量子场论方法，对细胞骨架微管中水分子的电偶极子与电磁辐射场的相互作用进行了探讨,研究水分子系统的电偶极子集体电磁辐射的特性.此外，还讨论了微管中水分子系统与其周围热库的耦合.
