紫外宽带吸收光谱(UV-BAS)作为一种气体定量检测技术，常用于检测NO等气态污染物，然而光谱仪对真实光谱的展宽作用会导致吸收率随光学厚度的变化偏离线性关系。本文针对NO吸收光谱的非线性效应进行了理论与实验研究，通过建立NO吸收率峰值非线性数据库，提供了一种基于插值多项式的NO浓度测量方法。首先理论推导出吸收率随光学厚度的非线性变化关系。通过对单谱线进行仿真分析，探究仪器展宽给非线性变化关系带来的影响；然后定量计算不同仪器展宽下γ (0，0)谱带吸收率峰值随光学厚度的变化关系，并给出多项式模型的非线性表达式并建立系数数据库，同时对同一展宽不同NO振动谱带的非线性问题进行了比较与分析。最后，通过采用不同展宽光谱仪实验测量NO吸收光谱并对上述理论研究结果进行验证，吸收率峰值实验结果与理论计算的相对误差小于4%，与数据库插值多项式的误差小于8%，证明了理论计算的准确性与数据库的可靠性。

图1  A₁，|A₂|与非线性度随仪器展宽的变化规律

本文针对存在光谱仪展宽对宽带直接吸收光谱结果的影响进行了研究，全文理论和实验分析系统、合理，数据可靠性高，体现了较好的数学功底，对基于宽带光源的光谱测量以及浓度定量分析等具有重要的指导意义。

空间引力波探测的波源特征面向更大特征质量和尺度的引力波源信息，与地基引力波探测、原初引力波探测、脉冲星引力波探测等形成互补探测方案。空间引力波探测基于长距离激光干涉装置，主要探测0.1 mHz—1 Hz频段范围内的引力波信号，由于空间引力波探测装置的灵敏度直接受到激光光源噪声的影响，为满足空间引力波探测的要求，就需要对极低频段激光强度噪声进行评估与表征。本文基于低噪声光电探测、高精度数字万用表操控以及对数频率轴功率谱密度估计算法编程，构建极低频段激光强度噪声测试评估系统。实验结果表明，在0.1 mHz—1 Hz频段高精度万用表的电子学噪声低于5×10^–5 V/Hz^1/2，探测器电子学噪声低于4×10^–5 V/Hz^1/2，高精度万用表及探测器的电子学噪声均低于我国空间引力波探测计划中对激光光源强度噪声的要求。本文中构建的0.1 mHz—1 Hz频段激光强度噪声评估系统满足了我国空间引力波探测计划对激光强度噪声评估的需求，为空间引力波探测中激光光源噪声评估及噪声抑制奠定了重要基础。

图1  探测器电子学噪声测试表征 (a) 时域数据结果；(b) 利用LPSD及FFT算法得到的噪声功率谱结果

空间引力波探测是国内外部署的重要研究方向，国内在低频段激光强度噪声的评估和测量等方面的研究较少，本文采用LPSD算法，构建极低频段的激光强度噪声评估系统，研究内容和成果可用来评估空间引力波探测用低噪声激光器的强度噪声性能，具有重要的参考意义。

本文探究了弱囚禁条件下玻色-玻色混合凝聚体中的准二维隐秘涡旋量子液滴及其动力学特性。前期研究表明，在完全自由的三维空间中，隐秘涡旋量子液滴难以稳定；在二维系统中，当囚禁尺度是窄囚禁条件时，系统仅支持拓扑荷S_1,2=±1的隐秘涡旋量子液滴；因此当横向囚禁尺度较弱时，准二维空间中李-黄-杨修正项仍然采用三维空间中的表达式来描述，此时隐秘涡旋量子液滴能否保持稳定是一个重要的科学问题。本文采用虚时间方法获得了拓扑荷S_1,2达到±4的隐秘涡旋量子液滴；进一步论证了隐秘涡旋量子液滴的有效面积A_eff和化学势μ与总粒子数N之间的依赖关系；并采用线性稳定性分析结合实时传输方法获得了总粒子数临界值N_th分别与拓扑荷S₁和非线性系数δg之间的依赖关系。在动力学部分，本文研究了由两个不同拓扑荷的隐秘涡旋量子液滴构造的复合涡旋模式，即嵌套涡旋量子液滴。结合量子液滴的密度分布具有“平顶型”的特点，采用Thomas-Fermi近似对数值结果进行了有效验证。

图1  (a) 隐秘涡旋量子液滴的有效面积A_eff与总粒子数N之间的依赖关系，N_th表示稳定与不稳定区域的临界值，红色实线表示稳定区域，黑色点虚线表示不稳定区域；(b) 蓝色点表示固定δg=0.5时，临界值N_th与拓扑荷S₁之间的依赖关系；黑色“★”表示临界值下的隐秘涡旋量子液滴的内半径大小R_in；(c) 固定S_1,2=±1时，不同δg值下的临界值N_th；(d) 固定S_1,2=±1时，化学势μ与总粒子数N之间的依赖关系

作者们采用一种全三维空间中LHY附加势的表达式，理论上给出了弱囚禁下拓扑荷达到S = ±4的隐秘玻色-玻色混合凝聚体形成的量子液滴的参数，并给出了不同拓扑荷下的隐秘涡旋量子液滴的稳定与不稳定的粒子数临界值。研究结果将为其他系统中实现隐秘涡旋量子液滴提供参考，并为涡旋量子液滴的实验实现提供理论依据。

费米接触项与原子超精细结构常数有密切关系，往往对原子能级的超精细劈裂起主要贡献。波函数在原点处的行为以及电子之间的关联效应是影响费米接触项计算精度的两个主要因素。对于一般的原子体系来说，费米接触项的高精度计算不是一件容易的工作。本文利用Hylleraas坐标下的Rayleigh-Ritz变分法求解了锂原子和类锂离子体系(Z = 4—10)自旋四重态1s2s3s ⁴S，1s2s4s ⁴S和1s2s2p ⁴P的薛定谔方程，得到的非相对论变分能量收敛精度达到10^–13。根据所得到的高精度变分波函数，计算了这些体系的费米接触项，并研究了原子核的有限质量对结果的影响。费米接触项的精度达到了10^–10。本文结果可以作为其他理论方法的参考基准，同时也为相关的实验研究提供了参考数据。

论文作者利用Hylleraas坐标下的瑞利-李兹变分法求解了锂原子及类锂离子体系（Z=4-10）的1s2s3s ⁴S、1s2s4s ⁴S、1s2s2p ⁴S三个态的薛定谔方程，得到变分波函数，变分能量。其计算结果的精度要比已有结果精度高几个数量级，这些结果在精密测量方面有非常好的应用价值。

里德伯原子是一种高主量子数原子，利用其量子相干效应可以实现对空间中射频电场的测量。本文对基于里德伯原子的射频接收系统在不同脉宽和强度下的射频脉冲响应能力进行了研究。实验采用波长为852 nm和510 nm的激光实现Cs原子的激发，并利用射频信号源发射不同参数的脉冲信号照射里德伯原子，从原子气室中透射的探测光信号输入至光电探测器，经过光电转换得到的电信号由示波器进行记录。此外，利用不同延迟时间的脉冲信号进行模拟测距，初步证明基于里德伯原子的射频接收系统具备脉冲测距功能。

图1 不同脉冲延时条件下得到的光电流信号

本文采用波长为 852nm 和510nm的激光实现铯原子的激发并形成EIT，然后利用射频信号源发射不同参数的脉冲信号照射里德堡原子，从原子气室中透射的探测光信号输入至光电探测器，经过光电转换得到的电信号由示波器进行记录。基于此研究了不同脉宽和强度下的射频脉冲在原子系统中的响应能力，为基于里德堡原子的射频测距奠定了良好的实验原理基础。

金属卤化物钙钛矿由于其高吸收系数、长距离载流子扩散长度和可调带隙，近年来在太阳能电池等光电器件中得到了广泛应用，有望实现商业应用。甲胺铅碘 (MAPbI₃)作为一种标准的钙钛矿化合物组分已得到了充分的研究，然而，湿化学法制备的多晶薄膜由于其低形成能通常会产生较多的晶体缺陷 (包含界面和晶界处缺陷)，这是导致相变的一个重要原因，因此降低材料中的缺陷密度是提高钙钛矿稳定性的一个重要手段。虽然缺陷钝化是制备高效钙钛矿太阳能电池最常用的方法之一，但是分子钝化基团与钙钛矿晶体之间相对较弱的二次键可能会给实际设备的应用带来困难，特别是在高温、潮湿和紫外线(UV)光等恶劣环境下操作时。另一种策略是通过调控卤化物组成来提高其本征结构稳定性。本文以氯甲胺(MACl)和碘化铅(PbI₂)作为前驱体通过一步旋涂法制备了两相钙钛矿(MAPbI₂Cl)。结果表明，氯离子掺杂替代部分碘离子可以更好地诱导钙钛矿结晶，进而稳定MAPbI₃晶格。经过Cl掺杂的钙钛矿层表现出更低的缺陷态密度，对比于原始薄膜，Cl的载流子寿命增加了7倍，与此同时，功率转换效率 (PCE)和操作稳定性都得到了很大的改善，PCE从11.41%提高到13.68%。器件具有良好的操作稳定性，在最大功率点输出8000 s后并未显示出明显的衰减。本文为制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了全新的思路。

图1  钙钛矿薄膜的(a)稳态PL光谱和(b)瞬态PL光谱；基于FTO/钙钛矿/碳结构的MAPbI₃和MAPbI₂Cl钙钛矿器件 (c) SCLC曲线，(d) I-V特性曲线，(e)暗J-V特性曲线；(f)钙钛矿太阳能器件的器件结构图

该文章将氯化甲胺（MACl）和碘化铅（PbI₂）两种原料溶于甲胺溶液和乙腈溶液的混合液中成功制备了MAPbI₃和MAPbCl₃两相共存的钙钛矿薄膜（MAPbI₂Cl）。作者对该薄膜进行了形貌结构的表征以及光学和电学性质的表征，证明了MAPbI₂Cl钙钛矿具有比MAPbI₃钙钛矿更优异的光电物理性能，因此在器件表现上具有更突出的光电转换效率和稳定性，揭示了氯的引入是提高甲胺基钙钛矿太阳电池光电性能的有效手段。该文章通过一系列表征手段从各个方面系统分析了MAPbI₂Cl钙钛矿的材料特性和物理性能，阐述了MAPbI₂Cl钙钛矿太阳电池光电性能优异的内在原因，逻辑性强。

三元锂金属卤化物作为极具潜力的固体电解质材料受到人们的广泛关注。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了一系列具有不同Li离子浓度的Li_xYCl_3+x (x = 2.14，3.00，4.20)和Li_xYBr_3+x (x = 1.8，3.0，5.0)材料的结构、电子性质和迁移特性。研究结果表明，Li离子和Li空位浓度的变化对材料的性能有显著影响，而且随着 x 值的增加，Li离子的含量增加，相应的Li空位浓度降低，结构的稳定性增强、带隙增大、离子迁移能垒降低，从而可以调控该类材料的性能。此外，计算结果进一步表明，在所有考虑的结构中，具有最佳 Li 离子与Li空位平衡的Li₃YCl₆和Li₃YBr₆组分展现出最高的结构稳定性、最大的带隙和最低的迁移能垒。本文为设计性能更好的卤化物固态电解质提供了一种新策略和新思路。

图1  (a) Li_xYCl_3+x和(b) Li_xYBr_3+x中迁移能垒和带隙随Li离子与Li空位(Li⁺/V_Li)比例的变化关系

本文采用第一性原理的方法系统研究了Li离子或Li空位浓度对三元卤化物固体电解质Li_xYCl_3+x (x=2.14，3，4.2）和 Li_xYBr_3+x (x=1.8，3，5）材料结构和迁移特性的影响。本文的计算数据结果充足，选题针对目前固体电解质的研究热点之一的三元卤化物材料进行，对卤化物电解质材料的改性和发展有重要的参考价值。

双波长锁模激光器在光通信、泵浦探针实验、非线性频率变换等方面应用广泛。本文报道了一种双波长自锁模半导体薄片激光器。利用增益芯片底部的高反射率分布布拉格反射镜和外部的耦合输出镜构成简单的直线型谐振腔，腔内不需要额外的插入元件，依靠增益介质的克尔效应，结合激光芯片上泵浦光斑形成的软光阑，即可启动锁模过程，实现稳定的自锁模输出。锁模脉冲宽度为4.3 ps，重复频率为1.1 GHz，最大输出功率为323.9 mW。在锁模的基础上，使用简单的刀片作为波长调谐元件，通过改变刀片插入谐振腔的深度，可连续调谐激光波长，并在某一特殊位置，获得稳定等强度的双波长输出。实验中的稳定等强度双波长为951和961 nm，对应的输出功率为32 mW。该双波长对应的差频辐射为3.3 THz，具有较好的应用潜力。

图1  自锁模SDLs输出的连续脉冲序列，其上部插图为1 μs的时间扩展范围上的结果

波长间隔几个到十几个nm的1μm波段双波长激光输出，通过差频即可获得THz波段的相干辐射，应用前景广阔。文章报道的自锁模双波长激光器具有结构简单紧凑，稳定性能良好的优点，很有吸引力。