ldmsapp科学技术06年
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第18卷 第9期强激光与粒子束Vol.18,No.9 2006年9月H IGH POWER LASER AND PART ICLE BEAMS Sep.,2006文章编号: 1001 4322(2006)09 1447 04LBO晶体和频产生589nm激光的数值模拟及实验研究*石靖波, 张 凯, 马 毅, 王卫民, 彭跃峰, 鲁燕华(中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900)摘 要: 基于非线性光学理论,分析了1064nm和1319nm和频产生589nm激光源的理论基础。
针对LBO晶体的I类相位匹配条件及最佳晶体长度的选择进行了计算机数值模拟,给出了最佳晶体长度与总入射功率的关系曲线。
当波矢量与光轴夹角为90 ,波矢量方位角为3.39 时,计算出相应的有效和频系数为0.95210-12m/V。
设计了一种简便高效的实验和频方案,二极管泵浦N d:Y AG激光器经腔镜镀膜及腔内可倾斜标准具调谐,分别输出了波长为1064nm和1319nm的准连续激光,然后通过脉冲同步调节,实现了589nm黄光输出,平均功率达到500mW,光束质量因子M2约2.1,和频效率18%。
关键词: L BO晶体; 非线性光学; 钠黄光; 相位匹配; 固体激光器中图分类号: T N248.1 文献标识码: A589nm激光器作为一种新型的激光器,在光谱学、激光定位与导航、天文观测及医疗等领域都具有广阔的应用前景。
近年来,589nm激光器的设计大体上可以分两个方向:染料激光器和固体激光器。
染料激光器由于功率低、安全性差、染料退化、能量消耗高、性能不稳定等一系列问题,已经很少应用。
在全固态激光领域,考虑到在550~650nm范围内的激光辐射缺少相应的基频光输出,所以还不能通过倍频的方式获得589nm激光源[1],因此我们采用激光和频技术(SFG),将1064nm和1319nm的基频光在非线性介质中经过光子合成来获得589nm钠黄光。
HYSYS的发展史1976: 由一个教授专家组,在加拿大,阿尔伯特省卡尔加里市成立。
1980: 开发出HYSIM软件-第一个交互式流程模拟软件,以微机为产生。
1981: 严格蒸馏模型加进HYSIM系统。
1984:首次发布在IBM PC机上运行的商业化的流程模拟系统。
1985:炼油专用模型加进HYSIM。
1987: 在HYSIM中开发出HCL,用户化语言。
1988: 重新用C语言编写HYSIM,交互性更强。
1991: 化工专用模型加入HYSIM。
1991: Hyprotech 获得阿尔伯特省专业工程师协颁发的流程模拟软件发明奖。
1995: 用32位C++开发了在WINDOWS环境下第一个真正集成式的静态,动态一体的流程模拟系统。
1995:由Hyprotech 在加拿大工程软件工业中排行第一。
1995: HYSYS.Concept-概念设计软件,先进的数据回归功能,热力学数据库,蒸馏分析系统,加进HYSYS集成式工程环境。
1996: Microsoft OLE 自动化执行技术加进HYSYS1996: FLARENET,火炬系统设计,标定,瓶径分析软件发布。
1997: Hyprotech 成为AEA公司的成员2002年美国AspenTech公司将Hyprotech公司收购,Hysys就该是AspenTech公司旗下产品了2004年美国Honeywell公司从AspenTech公司买下Hysys软件的产权,Hysys2004为AspenOne的一部分,是Aspen买了Hysys后推出的第一个版本2005年推出AspenOne2006中HYsys20062008年推出Aspen One V7.0,即现在的最新版本。
实验室信息管理系统进化史近年来,随着新一代信息技术不断取得突破,实验室信息管理系统的技术先进性也不断提高,同时,也将用户对一款好的实验室信息管理系统的期待推向了前所未有的高度。
上世纪70年代末,出现了第一代实验室信息管理系统,这一时期的实验室信息管理系统多是由实验室根据业务需要自主研发或是实验室与计算机软件开发商合作开发。
具有极强的定制属性,这也就意味着这一时期的实验室信息管理系统局限性很强,无法被其它实验室所用,再加上技术和经费的限制,软件升级和维护十分困难,无法满足实验室快速的需求变化。
因此注定会被商业化的实验室信息管理系统所替代。
1982年,商业化的实验室信息管理系统问世,这也是第二代实验室信息管理系统。
第二代实验室信息管理系统解决了第一代信息管理系统功能少、扩展性差,无法广泛应用于其它实验室的问题,为实验室管理人员带来了巨大方便,但同时也带来了巨大烦恼。
因为该系统对系统管理员的IT和编程能力具有很高的要求,原因是第二代实验室信息管理系统在安装之后,需要系统管理员编写大量代码程序以满足用户的特定需求。
社会分工带来的一个很明显的问题是:懂技术的人不懂业务,懂业务的人不会写代码。
较高的操作门槛和高昂的运维使用成本成了这一时期,实验室信息管理系统推广的最大障碍。
转而到了1998年,终于,不需要用户编写任何程序的第三代实验室信息管理系统问世。
其鲜明的特点是:用户安装实验室信息管理系统后,用鼠标设置好需求后便可将系统投入使用,并可随时更改设置用以满足实验室不断变化的业务与管理需求。
第三代实验室信息管理系统给用户带去了实实在在的方便,但它依然存在某些缺点,虽然这些缺点从某种层度上是由信息技术和经济全球化的迅猛发展造成的。
具体讲,第三代实验室信息管理系统是以局域网为中心的系统,难以扩展至跨国企业、大型企业以及集团性企业的广域网或部署在Internet上,其次,它需要用户安装客户端程序,系统维护和升级繁琐而复杂。
06年《现代科学技术基础》复习重点 1、 科学的含义 答:科学是一种特殊形式的社会活动,即知识生产活动,是一种创造性智力活动;科学是知识体系,科学不仅是知识生产活动和知识体系,而且是社会发展的实践力量。 2.量子力学的测不准关系 答:测量一个粒子位置(时间)的误差和测量它的运输量(能量)的误差的乘积不能不于普朗克常数h,也就是说,它的位置(时间)越局限在一个小范围,它的运输量(能量)可以达到的范围就越大,同样,一个具有确定(能量)的粒子,它的位置(时间)就是完全不确定的。 3.信息论的通讯系统示意图 答:
(发信者) (接信者) (编码器) (解码器) 4.现代计算机的基本结构 答:电子计算机是由硬件和软件两部分组成的。计算机的硬件主要包括:中央处理器、存储器和输入输出设备等;计算机软件是指能使计算机硬件充分发挥效能的各种程序,这些程序的主要作用是“管理”计算机工作和方便用户使用计算机,概括起来说,软件就是指运用计算机的所有技术。 5.基因工程 答:基因工程(又称DNA重组)是指根据人们的意愿对不同生物的基因在体外进行切割、拼接和重组合,然后再导入受体细胞内进行繁殖,使重组基因在受体细胞内表达以产生出人们所希望的基因产物,或创造出具有新的遗传特征的生物类型。由于脱氧核糖酸(DNA)分子上的各个特定片断,不同基因的精确复制,保证了遗传信息的代代相传。基因通过转录出的信使——核糖酸(RNA),又可指导合成特定的蛋白质,使基因得以表达,去完成特定的生命活动。 6.现代对技术的两种理解 答:现代对技术的两种理解: 狭义的理解,只把技术限制在工程学的范围内, 广义的理解,则把技术概念扩展到社会、生活、思维的领域。
7.达尔文生物进化论 答:达尔文提出自然选择和变异的观点,认为生物在生存竞争中其性状会发生自发变异,而变异的性状能否成功地获得遗传则由其能否适应外部环境来决定,不能适应的被淘汰,存活下来的只是那些能够适应环境及环境变化的生物,它们把自己的性状传递给子代,生命体由低级到高级的进化过程是由其内部变异和外部环境变化及选择共同决定的。 8.电子计算机的两个本质特点 答:电子计算机最本质的特点有二:一是,“可编程”,二是“数字化” 9.超导材料 答:当温度降到一定值(超导转变温度或临界温度)时,某些材料具有零电阻和抗磁特性(迈斯纳效应)的现象称为超导现象,利用这种现象制成的材料称为超导材料。
信源 信道 信宿消息 信号 信号 转换形式 消息 转换形式 10.工程设计 答:工程设计是指为满足特定的需要,运用科学技术知识和方法制定出可付诸实施的具体方案的活动。工程设计是科学技术知识转化为生产力和工程应用的过渡环节,是实现技术发明,研制、试验推广、建设的重要步骤,兼具认识活动和实践活动的特点。 11.奠定辩证唯物主义自然观的三大发现 答:进化论的建立以及细胞理论和能量守恒原理的提出,被恩格斯称为奠定辩证唯物主义自然观的三大发现。 12.孟德尔遗传学理论 答:如果因子相同,则受精之后雄性和雌性的同源因子将完全混合;如果因子不同,则它们在杂合体的配子形成时会再度分离,遗传性状是由离散的因子携带而传递到后代的。 13.四种基本相互作用 答:物质之间存在四种基本相互作用,它们的作用强度与范围是不同的,按由强到弱次序排列分别为强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用 14.数字通信的优点 答:首先,抗干扰能力强。其次,能实现无距离传送,通信距离不受限制。其三,数字信号能同时适应各种通信业务的要求。 15.新技术革命(P16、17、18) 答:第三次技术革命经历二三十年的发展,到了20世纪70年代进入了一个新阶段,即新技术革命阶段。其主要表现是,由于微电子技术的发展,使得大规模集成电路得以研制成功,带来了电子计算机的巨型化、微型化、智能化等多种特点。以分子生物学为基础的生物工程也取得了突破性的进展,特别是基因工程的发展为人类根据自己的需要,定向培育生物新品种,开辟了无比广阔的前景。与此同时,新材料、新能源等新兴技术也取得了重要进展。以信息科学、生物科学、材料科学三大学科为前沿,以电子计算机、生物工程、新材料、新能源、激光、空间技术、海洋工程等新兴技术的广泛应用为特征的新技术革命是第三次技术的革命的继续深化。 新技术革命与以往的技术革命相比,具有一些新的特征。首先,科学成了技术进步、生产发展、改进管理的主要因素。其次,科学技术既高度分化,又高度综合。再次,以电子计算机为主要工具的现代控制技术的发展,在这次技术革命中具有特别重要的作用,处于核心地位。所以,从第三次技术革命到新技术革命的兴起,把人类社会推进到了“电子信息时代”。
二、简答题 1. 广义相对论的哲学意义 答:广义相对论将时空和万有引力、物质和运动统一在一起,具有重要的哲学意义。它说明,物质、时空、相互作用和运动相互依存、相互影响、相互确定,是不可分割的整体。价格体系事物都处于永不停止的相互作用和运动变化之中,事物在运动过程中形成自身的结构和赖以存在的时空,反过来时空的结构又物体产生引力作用影响事物的运动和结构。它的根本意义在于它提供了一种新的物理时空观,牛顿经典力学和狭义相对论的时空结构是一种无场的时空结构,在讨论物体运动时并没有考虑到引力场的存在,时间和空间还是一种存在于物质以外的东西。广义相对论则描述包含引力场在内的时空结构。它的成功引导了将所有场和时空结构统一起来的研究方向。相对论的革命性的作用还不只是提供了一种具体有效地描述许多物理现象的时空构架,更重要的是以其怀疑的和批判的精神为物理学的发展开辟道路,引发了一场深刻的物理学革命。 2. 太阳的形成和演化 答:太阳位于银河系中,类似太阳的恒星在银河系内有1000亿个。根据现代宇宙学恒星理念,早期宇宙中充满大量宇宙尘埃物质,它们主要是大爆炸后产生的氢原子和轻元素物质。这些尘埃物质在万有引力作用下相互吸引逐渐聚集成团,体积和质量越来越大,获得的引力也越来越大,从而吸引更多周围的尘埃,慢慢聚集成巨大的星体。太阳形成于约50亿年之前蛇在集聚了足够的氢核燃料以后,由于万有引力作用导致向内聚爆,产生高温和高压引发氢核热核反应,合成氦原子核,释放聚变能,不停向外辐射光和热。核聚变产生的巨大能量向外爆发,抵消了引力作用的内向塌缩,使太阳维持住它目前的体积。太阳的质量约为2*1033克,半径约为地球半径的100倍,表面温度为5500度,预计还可发热大约50亿年
3. 简述可持续发展的基本原则 答:第一,公平性原则。可持续发展理论为,社会全体成员在利用有限资源方面和享受物质消费品方面应当享有公平性。第二,可持续性原则。在当代,人们使用“可持续性”一词,用以评价人类活动对自然环境和资源的影响。第三,共同性原则。可持续发展作为全球发展的总目标,所体现的公平性和持续性原则是共同的。
4. 自然科学有哪些主要特征 答:第一,在科学、技术、生产走向一体化过程中,科学活动逐步从单纯的基础研究扩展到应用研究、开发研究。第二,不但各门传统的基础科学的分支学科(一级学科、二级学学......)按树枝型不断生长,而且各基础学科之间、各分支学科之间的边缘学科、交叉学科、横断学科也在蓬勃发展。第三,以自然界基本运动形式为对象的基础自然科学,向着更复杂、更高级的运动形式方面延伸,逐渐形成了新的基础科学门类。
5.简述板块构造学说的主要内容 答:板块边界的地质构造主要有三种构造体系:全球洋脊构造体系、大陆新造山带构造体系和岛弧 海沟构造体系。 这七个大板块是太平洋板块、欧亚板块、印澳板块、非洲板块、北美洲板块、南美洲板块和南极板块。答案不确定。
6.什么是科学精神? 答:这种表现形式大体上可分为两方面,一方面是社会的政治思想、道德风貌、社会风尚、人们的世界观、价值观、思想、情操、觉悟、信念等,统称为思想方面。另一方面是指社会的文化、知识、智慧的状况;科学、教育、文学、艺术、体育、卫生、新闻、出版、广播等事业的发展程度;以及国科书馆、博物馆、音乐厅、体育场馆等相应的物质设施的发展规模,统称为文化方面。从精神文明的概念和基本内容不难看出,科技也是精神文明的一部分,而且是很重要的一部分。
7.玻尔的原子模型? 答:玻尔的原子模型放弃了经典电磁场理论关于电子和光相互作用的理论,又放弃了经典力学关于所有轨道都是容许的规定,即放弃了自然界基本相互作用是连续性作用的假设,成功地推导出了氢原子状光的谱的巴耳未公式,又解决了原子模型不稳定的问题。历史上,人们把从普朗克量子假设开始到玻尔氢原子模型为止一个时期的有关光量子问题所进行的理论和实验研究利称为量子论,而把后来发展出来的高度理论化、抽象的量子理论称为量子力学。
8.简述科学技术对思维方式的影响 答: 直接影响和制约人的认识和实践活动的广度、深度和效果,历史的发展证明,不同的思维方式具有不同的技术背景;而不同的科技背景终将有不同的思维方式。
9.简述爱因斯坦宇宙模型及特点 答:开放模型、封闭模型和平坦模型。对于开放模型,宇宙是膨胀的,并且将一直膨胀下去;对于封闭模型,宇宙膨胀到一定程度,将会转而收缩,然后再膨胀,再收缩,称为震荡宇宙;而平坦模型则是前两种的临界状态。
三、论述题 1. 试论科技进步促进文化变迁的两种后果 答:科技进步与文化系统的互动往往会导致两种不同的社会后果:一是科技进步与文化的整合,导致文化的更新与发展,并在宏观上引发整个文化结构的重组;二是科技进步与文化发生尖锐的冲突,从而导致文化的变态以及二元文化的产生。
2. 试论科技进步对经济结构变革所起的作用 答:
3. 你对人类基因组计划的意义如何认识?(P203-206) 答: 人类基因计划是一项震惊全世界的科学计划,人类基因组工作草图在千年之交的绘制成功,必将推动21世纪生命科学的大发展。 “人类基因组计划”的核心,就是测定人类基因组的全部DNA序列,它蕴藏着生命的根本奥秘,揭示出的生命本质同样适用于大自然中所有的生命体;是一项改变世界的科学计划;一项深深影响我们每个人生活的科学计划。它将改变我们的哲学、伦理、法律等观念;它将对社会、经济产生重大影响,这种影响现已显示于世。基因资源商业化开采,已给发展中国家的科学发展、国计民生带来巨大压力和威胁。“人类基因组计划”是生命科学的“登月计划”。奥地利植物学家格里戈尔∙孟德尔已经通过植物杂交实验提出了“遗传因子”的概念,并发现了生物遗传的分离定律。遗传学从些翻开了新的一页。美国科学家摩尔根和他的同用果蝇实验无可辩驳地证明了基因就在染色体上,并提出了经典遗传学的连锁与互换定律。生物化学和生物理学的发展表明,核酸才是真正的遗传物质。生物化学家鲍林写到:“我相信DNA双螺旋的这个发现以及这个发现将要取得的进展,必将成为近一百年来生命科学以及所有我们对生命认识的最大进步”。20世纪60年代,全部64种遗传密码得到破译。 达尔贝科提出了继曼哈顿计划、阿波罗计划之后的第三科学计划:人类基因组计划(简称