正弦平方势与带电粒子的准沟道辐射

在经典力学框架内,描述了带电粒子自发辐射的频谱分布与辐射频率;利用正弦平方势讨论了带电粒子准沟道辐射,指出了准沟道辐射与系统的旋转周期解相联系;分析了系统的相平面特征和准沟道粒子进入混沌的可能途径.

带电粒子在超晶格量子阱沟道中的准沟道辐射

引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为标准的摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,并从方程的旋转周期解出发讨论了带电粒子的准沟道辐射。将准沟道辐射和沟道辐射进行了比较,发现二者的主要差别在于准沟道粒子的横向速度的平均值不为零,而它的辐射能量在cκ=0.5时,比沟道辐射大2.4倍。

受迫摆方程与准沟道辐射的稳定性

从受迫摆方程出发导出了系统的频率响应,并从Mathieu方程的稳定区和不稳定区讨论了系统的稳定性。指出了粒子的准沟道运动可以用周期转动解来描述,并利用系统的周期倍分叉、跳跃现象和弛豫行为讨论了准沟道粒子运动的稳定性。结果表明,适当选择参数,系统的稳定性是可以保证的。

参数X射线辐射与旋转周期轨道的局域分叉

寻找新光源,特别是利用参数X射线辐射(PXR)、沟道辐射(CR)或晶体摆动场辐射(CUR)作为新的光源引起了人们极大关注。要成功获得这些新光源,粒子运动必须是稳定的。但是,由于辐射衰减、晶格热振动、电子多重散射和相互作用势的非线性等因素的影响,系统将产生退道、分叉、混沌等不稳定现象,从而对这些辐射的反射、衍射、聚焦和谱分布产生直接影响。讨论了旋转周期轨道的分叉对系统稳定性的影响。在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项和常数力矩的广义摆方程。利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分给出了系统的解和粒子运动周期,用Melnikov方法构造了旋转型周期轨道的Melnikov函数,并用这个方法分析了系统的局部分叉性质。结果表明,系统的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的分叉(或不稳定性)就可以原则上避免,从而进一步保证有效地输出PXR、CUR或CR辐射等。

参数激励与大振幅近似下晶体摆动场的转动解

在经典力学框架内和偶极近似下,从势和场的观点出发,把晶体摆动场中的粒子运动方程化为了具有阻尼项和参数激励项的广义Mathieu方程,并对特殊情况下的Mathieu方程、摆方程和倒置摆方程进行了讨论。导出Mathieu方程的三种标准形式,分析了摆方程的三类轨道以及倒置摆的稳定区和不稳定区。用多尺度法找到了纯转动态的近似解和系统的临界曲线。指出了粒子的纯转动态就是准沟道态,准沟道粒子的电磁辐射就是准沟道辐射。