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超导现象及其特征
1.超导现象的定义
超导现象是指材料在低于某一特定温度时，电阻突然下降至零的现象，这一特定温度被称为超导转变温度（Tc）。
2.零电阻特性
超导现象的一个显著特征是零电阻。当材料进入超导状态时，其电阻消失，电流可以在其中无损耗地流动。这一特性使得超导体在输电和能量存储方面具有巨大潜力。
3.完全抗磁性（迈斯纳效应）
1933年，德国物理学家迈斯纳发现，超导体在冷却至超导态后，能够排斥外磁场，使得超导体内部磁感应强度降至零。这一完全抗磁性现象，即迈斯纳效应，是超导体的另一个重要特征。
4.临界磁场
超导态可以在特定条件下被外磁场破坏。当外加磁场强度B小于超导体的临界磁场Bc时，超导态可以维持。而当B超过Bc时，超导态会突然失稳，转变为正常态。临界磁场Bc取决于超导体的材料性质和温度T。
5.同位素效应
超导体的临界温度Tc与其组成元素的同位素质量M有关。同位素质量越大，Tc越低。这一现象称为同位素效应，如汞的同位素Hg-203和Hg-201，它们分别具有不同的Tc值。
超导体的应用领域包括：
1.零电阻输电
利用超导体的零电阻特性，可以大幅减少电能损耗，提高输电效率。若应用于国家电网，每年可节省大量电能，对环境保护和能源节约具有重要意义。
2.磁悬浮列车
磁悬浮列车利用超导线产生的强磁场实现悬浮和推进，可达到高速运行，提高交通运输效率。
3.核磁共振成像
稳定的强磁场对核磁共振成像设备的成像质量至关重要，超导体能够提供这样的磁场。
4.超导量子干涉仪
超导量子干涉仪利用超导体的约瑟夫森效应，能够实现高精度的磁场测量，对科学研究具有重要价值。
5.回旋加速器
回旋加速器利用超导线产生稳定强磁场，以实现粒子的高速偏转，对粒子物理研究至关重要。
6.可控核聚变
超导体在核聚变装置中提供强磁场，以束缚高温等离子体，对实现清洁、高效的能源具有重要意义。
7.量子计算机
美国在结束“阿波罗”登月飞行后，想建立第一个月球基地?设想把有降落支架的运货舱和配备雷达的着陆器送上月球?用此着陆器也能作载人飞行，每一次着陆器飞行可载6名宇航员?只要有运货舱和着陆器，就能在月球上建立基地?月球基地居住试验不超过12人，在预制的掩蔽房内住3~6个月?
美国通用动力和康维公司的一个小组认为，目前航天飞机只有24.5吨载重能力，返回飞行载荷限定在14.5吨，因此航天飞机不能使用?倘若能带15吨燃料，就有可能在空间建立一个临时供燃站，从站上给飞往月球的着陆器加燃，不需要运货舱返回地球?遗憾的是，航天飞机运货舱内无燃料储藏空间，特别是低密度燃料的氢?因此，康维司工作组建议，用航天飞机结构的特殊压舱物箱内装上水，运到轨道上的加工厂，把水电解为氢和氧，储存起采，供着陆器飞行加燃用?该公司工作组推测，依此方法，有44%的航天飞机可供利用?轨道加燃费用比在月球上生产燃料便宜?
美宇航局也注意到从月岩中提取氧的方法?研究表明，在运货舱内建起的一个小型化学加工厂，利用月球阳光能源，每天可生产约100千克的液氧?高温下，月岩与甲烷起反应，产生一氧化碳和氢?在另外设想中，用低温反应堆，一氧化碳与氢反应，还原为甲烷和水，然后，使水电解为氢和氧，把氧储存起来，而氢再循环进入系统?
1984年10月30日，美宇航局和国立科学院以“21世纪月球基地和空间活动”为题联合召开了座谈会，与会者有300名科学家?工程师以及宇航员?在会上，就重新进行月球探索和开发月球资源广开言路，各抒己见，漫谈2005年在月球上建立一个美国人居住的月球基地?按1984年货币值计算，该基地的建立约需资金500~900亿美元，要用25年时间才能完成?这比用11年登上月球还多14午?白宫和航宇局支持并重视这次专家座谈会，期望专家们为美国重返月球提供需要的科学技术资料?航宁局局长贝格斯在座谈会上首先发言:“我深信今后25年内美国人将能回到月球上去，建立一个永久基地?它将成为开发含氧月岩工厂，并成为飞向太阳系内其他行星和天体的跳板，如火星及近地球小行星?”他又说:“空间站将是飞向月球的中途站?”总统科学顾问基沃斯讲:“空间站将是建立月球基地的一个中间转运站?月球基地是一个大胆设想，振奋人心的目标之一?”曾乘“阿波罗-17”宇宙飞船在月面逗留三天的宇航员哈里森?施米特参议员提出21世纪空间活动目标，请政府考虑从月球起飞的一次火星载人旅行?
美国科学家和政府官员相信美国会正式拟定重上月球探索计划?戈达德飞行中心地质学家保罗?洛温谈到，在对月球尚未掌握第一手科学资料时可进行国际合作?他设想由4~6名宇航员乘装备齐全的月行车，横渡月面上的英布伍姆盆地，用3~6个月时间行程4000千米?宇航员踏上月球后，可一路上勘查地质，设立营地，采集岩石，加以分析;他们将带有高分辨照相机及高灵敏度遥感器;用能钻几百米深的钻探机取样?这就可以获得广泛月面地质结构?另外，还有3名宇航员乘波音公司造的“月球漫游车”做短期月球观光旅游?为实现建立月球基地的设想，首先耗资520亿美元做月球基地侦探，寻找建月球基地点?
座谈会上，科学家们为月球基地建设和利用提出了一些构思，如建立月球天文台?因为地球受其大气和人为无线电波干扰，严重影响光学?远紫外?伽马射线?射电和微波的观测?他们认为月面是几个天文学领域最理想的地方，诸如射电天文学?微波天文学?红外和亚毫米天文学?光学天文学以及宇宙射线观测等?在近地轨道上运行的天文学卫星，包括1990年4月人轨的空间望远镜，因观测仪器的不稳定性，干扰一些掩星和干涉仪的测量，但月球挡住来自地球的射频放射，不受干扰?此外，月球上可建立大型观测阵，以超高分辨率和高灵敏度探测微弱光源?在月球真空环境里能有效地使用天文观测仪器?假若在月面上安放25米光学望远镜，能提供超过空间望远镜100倍的观测面积，分辨率高10倍?总之，月面天文台比天文学卫星和地球天文台具有不可比拟的优越性?
约翰逊空间中心一位专家提出要建立月球基地，首先应解决封闭生命保障系统，这样才能使人长时间停留在片面上，因为月球是极热和极冷(白天120℃，夜间-120℃)的空间环境?他谈到月球生保系统采用超临界水氧化技术?在氧化时，有机物和氧气能游离混合，可使生保系统在月球站设计上予以简化?还有几位科学家提议在月球开辟农场，利用月球含有许多种矿物质的土壤，在加压圆顶罩内种植作物，但需勤日氮?几位工程师赞成用SP~100空间核反应堆作为月球基地电站;有的工程师还谈及科用月面上钛铁矿热还原生产氧，可提供氧气?至于如何建造月球基地，专家们讨论了用月球土壤和水混合，或与其他液体混合构成基地结构混凝土?加利福尼亚设计院的卡里里提出一种新的“岩浆结构”，用聚焦日光熔化月球土壤，生产一种可雕成装置的柔韧材料?会上，专家们也讨论了用“月球灰质粘土结构成形法”?尽管在座谈会上，科学家们踊跃发表各自对建立月球基地的意见，但若变为现实则需惊人的经费?月球除恶劣的环境外，述有其他不利因素，譬如火箭火焰污染?处处坑洼?易扬起月球尘埃等，这些都会降低天文台观测仪器的灵敏度?月面是由电位能?等离子体以及电场包围的环境?因土壤粒子是带静电的，也可增加月面尘埃积累?为克服这些不利因素，倘需备有控制污染物和监视系统?随着电子人工智能机器人的迅速发展，只要美国肯花这笔巨款，在21世纪初有可能实现在月球上建立基地?但目前，月球基地仍是科学家们脑海里一幅梦幻图画，
美国前总统布什在1989年7月20日纪念美国第一个人登上月球加20年大会上提出建立一个永久月球基地，指示国家研究委员会对重返月球和2019年把美国人送上火厘的计划进行研究?美航宇局在布什发出指示后就开始制定力争2001重上月球计划?据初步估计，建立月球基地耗资高达1000亿美元，到2025年利用这个基地费用将达2080亿美元截至1990年8月底，美国外债积累达6000亿美元，到90年代末期可能突破1万亿美元大关?在债台高筑情况下，恐怕布什重返月球计的划可望不可及?
自相关仪是专门用于测量脉冲宽度的仪器，其中筱晓光子提供的Femtochrome自相关仪是世界上独具特色的自相关仪，它采用非共线形式消除背景光，提供较高的测量精度。该自相关仪使用了具有专利保护的转镜延迟线，其快速和准确度高。配置的PMT具有10-7W2灵敏度，是超快脉冲激光器测试的有效且精确的仪器。
超短脉冲激光由于其脉冲宽度极窄，只达到几个皮秒甚至飞秒量级，可以得到极高的峰值功率密度，因此在物理学、生物学、化学、光通讯等领域中得到了广泛应用。其快速和高分辨率特性，形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术，在化学反应动力学研究、医学诊断、医学相干成像、生物活体检测、外科医疗、超小型卫星制造等领域具有独特的优点，起到了不可替代的作用，并开创了量子控制化学、半导体相干光谱等全新研究领域。
当脉冲宽度窄至飞秒量级时，飞秒脉冲与纳米显微技术的结合使高功率飞秒激光在原子物理学、医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面有着很好的发展前景。在高强度飞秒激光作用下，物质在瞬间转变为等离子体，并辐射出各种射线激光，产生足够数量的中子用于实现激光受控核聚变的快速点火，这将为人类实现新一代能源开辟新的途径。
超短光脉冲尤其是飞秒激光作为揭示物质内部微观动力学的有力工具，正在推动基础研究和新技术的发展。准确研究超短脉冲的方法包括二阶自相关法、频率分辨光学开关法、自参考光谱位相相干电场重建法、双光子响应的测量等。
FemtochromeFR-103XL型自相关仪采用迈克尔逊干涉仪配置方式，其入射激光脉冲在分束镜上反射和透射，部分光束返回，部分光束通过旋转平面反射镜形成脉冲序列扫描，从而形成相关函数波形。通过选择倍频晶体的方向，使输入光在单独入射时不产生二次谐波，当两束光同时入射合成波矢量满足相位匹配条件，则产生与两束光强的乘积有关的二次倍频信号。信号由光电倍增管接收记录，利用光脉冲强度相关法测量脉冲宽度，实质上是将时间的测量转换为长度的测量，将光脉冲形状的测量转换为相关函数S(τ)波形的测量，其半高宽度的时间间隔即为脉冲宽度。
相关函数的波形与实际脉冲的关系可以用定标因子来表示。转动平面反射镜可以选择1.25/2.5/5Hz的旋转频率，定标因子见表1。1064nm脉冲激光器脉宽实测结果如图3所示，CDA软件测试结果（Gaussian、Sech2拟合）如图4所示，表2为CDA软件测试结果。
Femtochrome的自相关仪产品特点包括非线性晶体厚度仅为25um，1mm长晶体、1ps分辨率时的噪声等效信号值，以及最低重频：标准值～100kHz，带/LRR（低重频率选项）:4Hz。产品广泛应用于物理学、生物学、化学、光通讯、医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录等领域。
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