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Vol.74 No.20
2025年10月20日
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Vol.74 No.19
2025年10月05日
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Vol.74 No.18
2025年09月20日
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Vol.74 No.17
2025年09月05日
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摘要 +
基于13.5 nm工作波长的缺陷表征技术是突破极紫外(extreme ultraviolet, EUV)掩模制备质量瓶颈的关键基础. 同步辐射光源能产生波长稳定可调谐、洁净无污染的EUV光束, 是开展掩模缺陷表征研究的理想光源. 本文综述了国际知名同步辐射EUV光源掩模缺陷表征平台的工作原理、性能指标及技术优缺点, 深入剖析了结合傅里叶合成照明的离轴波带片全场成像、结合扫描技术与相干衍射成像的叠层衍射成像这两类主流表征方案, 同时指出了掩模缺陷检测和分析一体化、光源微型化、成像技术优势互补的发展趋势. 本文结论不仅为下一代EUV掩模缺陷表征平台设计提供了参考范例, 也为国产化6英寸EUV掩模缺陷表征系统的实际研制提供了一定的工程实践价值.
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2025, 74 (20): 200202.
出版时间: 2025-10-20
摘要 +
云是地基红外高光谱仪器探测大气的重要干扰源, 有效云检测不可或缺. 水汽干扰和高云识别精度低是云检测面临的两个关键挑战. 本文利用大气红外光谱探测仪(ASSIST)在云南丽江、西藏自治区墨脱和西藏自治区日土的观测数据, 分析了晴空和有云条件下的光谱特征差异, 并据此提出了一种光谱特征增强的机器学习云检测方法. 结合同步观测的激光雷达、气象站及全天空成像仪数据, 系统评估了该方法在不同相对湿度(RH)和不同云底高度(CBH)条件下的检测性能. 实验结果表明: 该方法与激光雷达检测结果的一致性高达97.61%. 在不同RH条件下, 该方法精度均优于使用原始光谱特征的方法, 尤其在RH > 70%时, 对晴空光谱的识别精度提升明显, 从86.01%提高至91.89%. 同样, 在不同CBH条件下, 新方法也展现出优于使用原始光谱特征方法的性能, 特别在识别3 km < CBH 5 km的中云和CBH > 5 km的高云时, 精度提升尤为明显. 当3 km < CBH 5 km时, 精度从95.45%提升至98.64%; 当CBH > 5 km时, 精度从87.5%提升至91.67%.
2025, 74 (20): 200301.
出版时间: 2025-10-20
摘要 +
在量子信息领域, 不同纠缠态的判定与分类一直以来就是人们关注的重点课题. 本文借助实验上成熟可控的单轴旋转模型, 对常规局域操作下无法利用量子Fisher信息实现区分的3种特殊纠缠态(4比特GHZ态, 4比特${\mathrm{W}}\overline{{\mathrm{W}}}$态, 4比特SGT态)开展纠缠判定研究. 通过对3种量子态在单轴旋转模型下进行方向优化和相互作用强度调节, 实现了三者的量子Fisher信息区分. 另外, 还研究了4种环境噪声(即比特翻转信道、振幅阻尼信道、相位阻尼信道、去极化信道)对纠缠判定的影响. 结果显示, 在局域操作下, 4比特GHZ态的量子Fisher信息在4种噪声通道中随退相干参数p的变化明显区别于${\mathrm{W}}\overline{{\mathrm{W}}}$态和SGT态, 可以区分; 而${\mathrm{W}}\overline{{\mathrm{W}}}$态和SGT态的量子Fisher信息变化相同, 无法区分. 在单轴旋转模型下, 3种量子态的量子Fisher信息在4种噪声通道下的变化曲线互不相同, 可以明显区分. 需要注意的是, 在比特翻转通道中, 随着退相干参数p的变化, ${\mathrm{W}}\overline{{\mathrm{W}}}$态与SGT态的量子Fisher信息在中间区域($p \approx0.5$)有重叠, 无法区分. 本文的工作为多体系统的量子纠缠判定提供了一种新的思路.
摘要 +
地基激光干涉引力波探测器不仅首次发现引力波、开创了一个观测天文学的全新分支—引力波天文学, 同时也是物理学相关领域前沿科学与先进技术的成功典范. 为了实现引力波探测的目标, 使引力波成为一个常态化的天文观测手段, 全球主要地基引力波探测器经历了持续数十年的技术升级与改造. 本文重点介绍LIGO, Virgo和KAGRA等探测器的升级历程, 详细分析关键技术改进, 包括激光功率增强、悬挂与隔振系统优化以及量子噪声抑制等方面的进展. 这些技术进步显著提升了探测器在10至几千赫兹的灵敏度, 从而成功探测到数以百计的致密天体并合引力波信号. 展望未来, 第三代地基引力波探测器的建设将大幅度拓展引力波的探测能力, 为物理学和天文学研究开辟新的视野.
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简单忆阻混沌系统的丰富动力学分析与预定义时间同步研究对充分认识系统动力学形成机制以及拓展混沌系统应用潜力有重要意义. 本文提出一种仅含单个非线性项的四维忆阻混沌系统模型, 旨在揭示系统在参数与初始条件变化下的多样动力学行为并实现高效预定义时间同步控制. 基于耗散性分析和Lyapunov指数量化, 结合参数分岔与多稳态研究, 揭示了该系统具有无穷多不稳定平衡点、同构与异构多稳态(点吸引子、周期吸引子与混沌吸引子)分布特征, 并发现通过调节忆阻器内部参数可精准实现信号的幅度控制, 从而为周期信号与混沌信号的有效调幅提供新的模型支撑. 针对该复杂动力学特性, 构建了包含线性与双向幂次非线性衰减项的预定义时间滑模面, 利用Lyapunov稳定性理论推导出误差系统在预设时间内收敛的一种新型的充分条件, 并设计了可调同步时间上界的双阶段滑模控制律. 数值仿真表明该系统能够在预定义时间内完成误差收敛, 且过程无超调或抖振, 具备高精度和强鲁棒性.
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强激光到靶总能量测量对激光系统性能评价十分重要. 然而, 到靶光斑具有功率密度高、时空分布不均匀及光斑尺寸大等特点, 给总能量准确测量带来极大挑战. 瞄准大面积光斑总能量高精度测量需求, 本文发展了平板量热技术. 首先, 开展了激光加热平板物理过程研究, 得到了温度场变化解析解, 并基于此发现, 均匀排布的阵列温度传感器可显著缩短调整段时间; 然后, 针对传统能量反演算法中需要预热吸收体和可能受非均匀温度影响的问题, 提出了改进方法; 最后, 研制了平板测量装置, 开展了激光标定实验, 得到了系统的重复性2.7%和线性度0.3%, 合成标准不确定度为4%. 本文研究为平板测量技术在到靶总能量测量中的应用奠定了理论基础, 对装置的优化设计、好用易用性提升、能量高精度反演具有重要参考价值.
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基于保偏光子晶体光纤提出并构建了一种掺铒光纤激光扭转传感器. 该传感器将基于保偏光子晶体光纤的Sagnac干涉仪引入掺铒光纤环形腔中作滤波器和扭转传感器件, 利用光纤激光器线宽窄、信噪比高的优势, 成功实现了高分辨率的光纤扭转传感器. 实验系统研究了激光器的输出特性及扭转响应特性. 研究结果表明, 该扭转传感器可以实现的最大线性测量范围可达480° (31.02 rad/m), 最大扭转传感灵敏度为0.032 nm/(°) (0.5 nm/(rad/m)), 分辨率高达0.681° (0.06 rad/m). 同时, 在20—95 ℃温度变化范围内, 该传感器随温度的变化量仅为4×10–3 nm/℃, 温度交叉敏感带来的扭转角度的测量误差仅为0.16 (°)/℃. 其温度稳定性和温度对扭转角度测量造成的误差分别为现有报道的2/73和40/333. 本文提出的光纤激光扭转传感器具有线性响应范围宽、分辨率高、温度稳定性好等显著优势, 在航空航天、医疗微创手术、机械结构形变感知等领域具有巨大的应用潜力.
摘要 +
二维材料因其优异的光电性能在基础科学探索与光电子学、能源存储和转换器件等未来技术应用中展现出巨大的潜力, 成为凝聚态物理和材料科学领域的前沿热点. 二维材料独特的层状结构使其物理性能极易受外场的影响. 高压技术作为一种高效、连续且清洁的调控手段, 可以通过压缩原子间距、增强层间耦合, 甚至诱导结构相变, 进而实现对二维材料结构的精准调控以及光电性能的优化提升. 本文以石墨烯、过渡金属二硫族化合物、二维金属卤化物钙钛矿等为例, 结合金刚石对顶砧高压装置以及原位高压表征技术, 重点探讨了它们在高压下的结构演化规律与光电性能调控机制, 并指出了这一新兴研究领域所面临的挑战和机遇, 以期为新型高性能功能材料的开发和实际应用有所启发.
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相干性作为前沿X射线研究技术的核心要素, 在过去二十年中推动了相干X射线衍射成像、X射线全息术等众多实验的蓬勃发展, 并推动了第四代同步辐射光源与硬X射线自由电子激光的建设. 为了实现对同步辐射光束线相干性及光源尺寸的测量, 本文构建了基于二维单光栅干涉法的X射线测量系统, 深入探讨其测量原理与传播模型. 首先, 依据VanCittert-Zernike定理, 明确干涉点阵可见度与X射线空间相干度的内在联系; 其次, 运用单光栅 Talbot 自成像效应, 精确测量光栅平面处X射线空间相干长度, 并推导光源空间分布. 实验结果表明, 上海光源 X光学测试线弯铁光源相干长度为4.2 μm(H)×13.8 μm(V) @15 keV, 光源尺寸为 124 μm(H)×38 μm(V). 该技术能够同时测量水平和垂直方向的相干长度, 有助于识别X射线源相干区域形状, 也可用于评估X射线光学器件的相干保持能力, 为X射线相干性研究提供了新的有效途径.
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2025, 74 (20): 202101.
出版时间: 2025-10-20
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基于MIT袋模型计算了零温与强磁场下奇异夸克物质与色味锁夸克物质的热力学性质. 发现色味锁态下夸克物质的热力学性质受色味锁夸克物质的能隙常数、磁场强度影响很大, 特别是物态方程会随着能隙常数的增加而变硬, 压强随着磁场强度的增加而呈现明显的各向异性. 结果表明色味锁态下基于MIT袋模型的夸克星质量半径曲线可以通过多个目前实验估测的脉冲星质量-半径区域, 色味锁夸克星的最大质量会随着能隙常数的增加而增大. 强磁场下色味锁磁星的质量与磁星内部磁场强度与方向的分布关系紧密, 星体物质的多方指数会随着星体质量的增加而减小.
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