通过梯形激光场和半周期场的合成扩展高次谐波截止频率

本文提出了一个在少周期梯形激光场上叠加半周期场来扩展高次谐波谱截止频率的方案.通过采用求解含时薛定谔方程,理论模拟了一维模型氢分子离子体系在不同激光场条件下的高次谐波谱,并结合时频分布图,分析了半周期场对高次谐波产生的影响.计算结果表明,使用梯形激光和半周期场的组合方法,可以有效实现扩展谐波截止频率的目的 .

周期场中片状束输运的非线性行为

冷腔束流动力学问题是微波器件和太赫兹器件的基本问题。在经典物理学框架内把周期场中片状束的运动方程化为Duffing型Mathieu方程。利用摄动法讨论了系统在ν=1共振线附近的运动行为,导出了系统频率响应和振幅响应,揭示了系统的跳跃现象和不稳定性。对线性近似下得到的部分结果进行了修正。

周期场中片状束输运的分叉与混沌行为

强流技术的基本问题之一是它的空间电荷和束流的稳定性。利用片状束在周期场中的聚焦和输运可将问题减至最小。引入非线性和运动阻尼,在经典物理框架内,把周期场中片状束的冷腔运动方程化为广义的Mathieu方程。利用Melnikov方法分析了系统的次谐分叉和Smale马蹄混沌;并对系统的临界条件进行了讨论。结果表明,系统稳定性与它的参数有关,只需适当调节参数原则上可以保证系统的稳定性。

时空周期场与非相对论粒子的电磁辐射

寻找新光源,特别是短波长激光光源引起了人们的广泛兴趣。在时空周期场中运动的带电粒子表现出了预期的行为。指出了置于外场中的超晶格是典型的时空周期场。假设掺杂超晶格的导带底是周期调制的,在经典力学框架内,将非相对论粒子在时空周期场中的运动方程化为带有阻尼项和受迫项的摆方程。在无阻尼情况下,利用摄动法导出了系统的一阶近似解,讨论了高次谐波辐射和辐射强度;用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性。在阻尼情况下,利用Melnikov方法讨论了系统的临界特征和混沌行为。结果表明,非相对论粒子的高次谐波辐射存在局部极大,可望作为短波长激光光源。由于系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的稳定性就能得到保证。

周期场驱动下量子材料的非平衡物态

量子材料的拓扑物态的研究是当前凝聚态物理的重要前沿.区别于局域对称性破缺对物质状态进行分类的传统方式,量子物态可以用微观体系波函数的拓扑结构进行分类.这些全新的拓扑物态有望颠覆传统的微电子学并进而推动拓扑电子学的迅猛发展.当前大部分理论和实验研究集中于研究量子材料的平衡态性质.周期性光场驱动下量子材料远离平衡态、而达到非平衡态时的拓扑物态近年来受到人们的广泛关注.本文首先回顾周期场驱动下非平衡态的弗洛凯(Floquet)理论方法,分别介绍无质量(如石墨烯)、有质量(如MoS_(2))等狄拉克费米子材料体系在远离平衡态下的拓扑物态,利用光场与量子物态的相干耦合实现对量子材料非平衡物态的调控;从原子制造角度出发,光场诱导的相干声子态直接改变了量子材料中电子跃迁的大小,进而调控量子材料的非平衡拓扑物态.量子材料中丰富的声子态为非平衡拓扑物态的调控提供了更多的可能性.最后,文章展望了量子材料非平衡拓扑物态在超快相变以及瞬态物态调节等未来可能发展方向的应用.

周期势场作用下非均匀可激发介质中螺旋波的演化

本文利用FitzHugh-Nagumo模型模拟了非均匀可激发介质中螺旋波在周期势场中作用下的演化。随着外场强度和频率的变化,介质中的螺旋波会发生很大程度上的变化。弱场影响下,螺旋波的边缘发生破损,并且形成新的螺旋波,系统中仍旧是一个螺旋波占主体地位。随着外场强度增加,高频时系统出现两个主要螺旋波共同主导体统的局面。当强场作用下,系统的螺旋波被完全改变了。高频时,系统中的螺旋波现象完全消失。

非对称周期场中噪声强度闪烁驱动的Brown运动

分析了周期场中闪烁噪声驱动的Brown粒子的定向输运 ,讨论了稳态几率流随有色噪声强度D及其关联时间τ的变化关系 .在闪烁频率以及有色噪声强度确定的情况下 ,随着关联时间τ的变化 ,几率流的方向发生改变 .

带电粒子束在非线性周期场中的传输

本文研究带电粒子束在非线性周期场中的传输。利用映射方法得到了与非线性周期场匹配的束流发射相图。这种束的发射相图的变化和包络线都是周期性的,且其周期等于场的周期。

周期场作用下自旋的主方程及其稳定态

用Robertson理论推导一个在纵磁场和横周期场作用下的自旋的运动方程。得到了阻尼和自旋稳定态对外场强度、频率及与热库的耦合系数的依赖关系。讨论了自旋稳定态的结构及其形成原因。

带电粒子束的等时周期场聚焦

在质子直线加速器中经常利用等时周期场对粒子束进行聚焦。这种周期场的特点是周期长度不等而粒子经过每一周期的时间为常数，本文讨论等时周期场聚焦的基本理论，并将它推广到周期长度缓慢变化的周期场。

周期性电磁场中的电子状态

讨论了在周期性电磁场中的电子状态,在电场中其能谱是分立的,能量是周期函数;并讨论了在磁场中的辐射现象,求出了辐射频谱和频宽.

利用半周期激光场调控H_2^+谐波辐射过程

采用数值求解核与电子耦合的薛定谔方程,对H_2^+分子谐波辐射调控进行了研究.计算结果表明,激光场正向时,谐波能量主要来源于负向H核贡献;激光场负向时,谐波能量主要来源于正向H核.随后,通过适当引入半周期激光场,可以有效调节正负H核辐射谐波的强度.最后,适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46 as的脉冲.该研究对调控分子谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的.

氢负离子在少周期激光场中解离时的干涉效应

本文利用强场近似理论研究了氢负离子在少周期激光场中的解离过程.在计算中采用了数值积分和鞍点近似两种计算方法并得到了一致的结果.更为重要的是,利用鞍点法对激光脉冲中不同时刻解离产生的电子波包之间的干涉效应进行了研究,发现光电子动量谱的主要结构是电子波包间的周期间干涉和周期内干涉共同作用的结果,并分析了周期内和周期间干涉效应对光电子能量谱的影响.最后,讨论了激光脉宽对周期内和周期间干涉效应的影响.本文的工作对进一步了解负离子光解离过程中的量子干涉效应和利用光场对其进行调控方面的研究具有意义.

周期势场中布朗运动粒子的非线性效应

以外力作用下粒子在周期势场中的布朗运动为模型,利用矩阵连分法求解相应的Fokker-Planck方程,得到了超晶格电输运的负微分电导特性,其结果与实验完全符合.

利用偏置磁极周期会切磁铁产生边聚焦场

利用理论分析和数值计算的方法,研究了偏置磁极周期会切磁铁产生的、可用于带状电子束宽边聚焦的边聚焦场。结果表明:增加偏置长度,减小电子束通道宽度,增大磁极轴向长度可以在基本不改变边聚焦场在x方向上分布特性的前提下提高幅值;增大电子束通道的高度,增大磁极厚度均可以减小边聚焦场在x方向上分布曲线的曲率,但同时其幅值也会降低,该降低可利用前述方法予以补偿。在对带状电子束宽边聚焦进行束匹配时,可以先进行曲率匹配,再进行幅值匹配。在进行参数选择时,应合理选择束通道高度和磁极厚度的取值,以避免束通道内的边聚焦场在x方向上的分布出现曲率反向。

周期势场中电子在平移变换下的动量研究

在建立周期势场中电子的薛定谔方程的基础上,求出电子在晶体平移变换下的波动方程的解,得到其本征函数是一个平面波和一个具有晶体点阵周期性函数的乘积,进而讨论电子的晶体动量,得到了电子在晶体平移变换下的晶体动量仍为常数h乘以波矢量k的结论．

利用半周期激光场增大辐射光子能量

通过数值求解薛定谔方程的方法,理论研究了半周期激光场对辐射光子能量的影响。结果表明,适当选择半周期激光场与基础场之间的延迟时间,谐波辐射光子能量可以得到增大。随后,通过分析谐波辐射的时频分布图给出了半周期场影响辐射光子能量增大的原因。最后,通过叠加辐射光子能量可获得脉宽仅为22 as的脉冲。

周期势场中电子的中心方程及其应用

周期势场中电子的薛定谔微分方程变换为κ空间的称为中心方程的线性齐次方程组,利用此方程可以证明布洛赫定理,讨论弱周期势场中电子的能带.

粒子在周期势场中运动的非线性效应

外力作用下粒子在周期势场中的布朗运动是解释超导离子导体迁移率的重要模型.利用矩阵连分法求解相应的Fokker-Planck方程,得到了超导Josephson隧道结的电流-电压特性和超晶格电输运的负微分电导特性,它同实验结果完全吻合.

两模光场与原子相互作用中光场周期性和频效应-理想Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶和压缩效应

利用多模压缩态理论 ,通过数值计算研究了高QKerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等幂次高次和压缩效应 ,分别绘出了两模光场第一模i次方第二模j次方不等幂次和压缩度的第一正交分量 (Sh1 ij) ,第二正交分量(Sh2 ij)的时间演化曲线 结果表明 :1 )Kerr介质的存在和嵌放在介质中的V型三能级原子是产生双模光场不等阶和压缩效应的物质条件 ,二者缺一不可 2 )腔中光场和原子发生光子交换是导致双模光场不等幂次和压缩效应的微观机制 3)在不考虑坐标度的情况下 ,不同条件下的时间演化曲线呈现非常相似的“崩坍 -复原 -凹谷”式结构 ,且复原区的波型振荡次数及凹谷区的振荡下降和振荡上升型式一样 4)在 χ以及〈n1 〉 ,〈n2 〉不变的条件下 ,不等幂次高次和压缩度时间演化曲线的崩坍 -复原 -凹谷式结构的持续时间随压缩阶次的升高而缩短 ,压缩度随压缩阶数的升高而迅速下降 5 )在平均光子不变 (即〈n1 〉 ,〈n2 〉恒定 ) ,但Kerr介质不同 (即 χ变化 )的条件下 ,不等幂次高次和压缩度曲线的周期随Kerr介质的三阶非线性极化系数 χ的增加而缩短 ,幅度则不受Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响 6)不等幂次高次和压缩效应的持续时间等强烈地依赖于Kerr介质的?