单泡声致发光中，由于气泡的运动将低能量密度的声能转化成高能量密度的光能，这巨 大的能量集聚原理，引起了许多物理和声学工作者的浓厚兴趣，近十年来，对单泡声致发光 的气泡动力学及发光机理已开展了大量的理论和实验研究[6,36]。本论文结合理论和实验初步 研究了单泡声致发光中气泡的运动特性，得到一系列有意义的结果。 声致发光的本质是能量转换，在这过程中气泡相当于一个换能器。因此视单气泡为一非 线性振子，从能量守恒角度求解带有耗散函数的Lagrangian方程，获得描述在不可压缩、 粘滞流体中气泡近球对称运动的RP方程和扰动幅度an方程。求解了在膨胀、崩溃、回弹 三阶段上R(t)的解析解和数值解，以及崩溃相an的解析解。表明单泡膨胀起始于激励声压 的负压相、崩溃阶段气泡半径的变化满足瑞利标度定律(tc-t)2/5、回弹阶段气泡在平衡半 径R0附近作阻尼振荡直至下一个负声压的到来，有关结论得到了Mie散射实验结果的证实。 而对于an，在弱粘滞流体中an随R的减小以R-1/4增大而使气泡呈现不稳定；对于强粘滞 流体，an随R的减小而以阻尼振荡衰减或以幂指数衰减，气泡运动是稳定的；这些比 BOGOYAVLENSKIY的结论[12]更符合实际的结果，表明了振子模型的精确性。结合RP方程， 进而计算出单泡周围液体中的压力场，表明崩溃时气泡周围形成的激波的压力增量可高达 108-109Pa，并形成了一高密度水壳包围气泡，折射率的变化影响了散射光，从而解释了 GOMPF和PECHA的实验结果[33]：在发光前约0.7ns时Mie散射光强极小。 建立了光干涉法测量球腔内声场分布的单泡声致发光系统，通过对球腔内谐振声场的理 论分析，求出实验所需的半径为a的球腔谐振基频f0=c/2a，及半周期内声场干涉条纹数 2N与腔内声场任意点的声压的关系：p(r)=2N/a·911·j0(kr)，成功实现了非侵入的声 压测量。结合光干涉法和Mie散射法，对单泡声致发光的参数空间进行了实验研究。得到： 稳态SBSL的上下声压阈值范围为1.29-1.47atm，在这范围内光强随声压的升高而增强， 与对RP方程数值计算结果相符;SBSL对激励频率的稳定度和准确度达到10-4量级；SBSL 中气泡是在崩溃到最小半径前极短的时间内发光的;气泡发光时回弹相的回弹幅值相对气泡 未发光时显著减弱，意味着更多的能量通过光辐射、激波辐射等消耗了。同时，由实测的Pa 对气泡的另一个重要参数R0进行了数值拟合，为进一步实验研究声致发光相图提供了依据。 本论文得到了国家自然科学重点基金(19934001)及教育部博士点基金资助。 关键词：单泡声致发光，振子模型，动力学特性，光干涉技术，Mie散射法