统计物理学中关于平动运动边界条件的教学实践

热力学统计物理教材中求解平动运动粒子的波函数时,对于边界条件往往任意选择无限深势阱模型和周期性边界条件中的一种。由于两种边界条件下求解得到的单位能量间隔中量子态数是完全一致的,因此边界条件的具体形式不会影响统计物理研究问题的结果。然而,边界条件的选择对于学生理解上下游特定课程的具体内容是有一定影响的,部分课程中存在着不同的概念应用,本文建议在热力学统计物理课程中还是应该将两种不同边界条件的适用范围给以详细说明。

基于300μm微片激光器生成涡旋空心光束的研究

为了探究涡旋空心光束在端面抽运Nd∶YVO_(4)微片激光器中的生成条件及其变化因素,构建了一种基于轴棱锥-透镜组生成环形抽运光的新方法。采用ZEMAX对抽运光进行了仿真分析,并基于热效应分析进行了模式匹配计算,通过实验成功得到了环形抽运光和环形空心激光输出,并通过实验验证了输出光为1阶涡旋光。结果表明,该方法能够生成光束大小可控的808nm抽运光,其光斑半径可随轴棱锥锥顶与透镜焦平面的相对位置快速变化;并且该抽运光能够使谐振腔长度为300μm的微片激光器输出稳定的1064nm 1阶拉盖尔-高斯涡旋空心光束。此研究结果对于微片激光器输出涡旋空心光束的实际方法的建立具有重要的指导意义。