Vol. 49, No. 2 (2000)
2000年01月20日
总论
2000, 49 (2): 177-180.
doi: 10.7498/aps.49.177
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将非线性方程的变系数看作与实际物理场具有相等地位的新变量,利用普遍的经典李群方法可以求解某些特殊类型的变系数方程,其解由相应的常系数方程的解表示.以非线性薛定谔方程为具体例子,介绍了这种方法.并给出了特例色散缓变光纤变系数非线性薛定谔方程的精确解.
2000, 49 (2): 181-185.
doi: 10.7498/aps.49.181
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利用对称性约化的直接法,给出了具有非线性色散情况下的K(m,n)模型的所有对称性约化.从第一种约化方程的Painlev啨性质分析可知,K(m,n)模型仅当m=n+1和m=n+2时是可积的.特殊情况下(行波约化),这种约化的解可用一个积分表示.给出了K(m,1)和K(m,m)的一般孤波解的明显表达式.
2000, 49 (2): 194-200.
doi: 10.7498/aps.49.194
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证明在对角度规谐和条件(对谐条件)下,Vierbein表述的行波RiemannChristoffel曲率张量的所有分量为零;引力波的能量动量、功率流密度、辐射总功率和张力张量均为零.因而时空平直,既不存在引力辐射,也不存在任何形式的引力波.最后指出了引力理论与量子理论的内在联系.
2000, 49 (2): 201-209.
doi: 10.7498/aps.49.201
摘要 +
利用Poisson括号的正则不变性求得了Liouville方程的八类精确解:1)“重力”势系统,2)谐振系统,3)正负平方幂函数势系统,4)双曲函数势系统,5)三角函数势系统,6)PschlTeller势系统,7)“引(斥)力”势系统和8)Kratzer势系统.得到了“化动量正则变换”的一般方法.在求解后两个系统Liouville方程的过程中还应用了Routh方法和Binet方法.
2000, 49 (2): 210-214.
doi: 10.7498/aps.49.210
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光在亚微米尺度的光纤探针中的传播行为是一个迫切需要了解的重要问题.用时域有限差分法对三维光纤探针的Maxwell方程直接进行求解,获得了光纤探针的光强分布.计算结果表明:光纤探针中的光强分布呈固定的花样图形,花样图形的形状与光的偏振及针尖的结构形状等有关.该结果对深入理解光纤探针的辐射机理非常有益,并对实际制作性能优良的光纤探针具有指导意义.
2000, 49 (2): 215-219.
doi: 10.7498/aps.49.215
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利用扫描隧道显微镜(STM)对Si(111)在氨气气氛下进行氮化所获得的氮化硅薄膜形貌和表面结构进行了系统分析,结果表明在1075—1275K的温度下对Si(111)进行氮化可以获得较平整的晶态βSi3N4薄膜,并在氮化膜表面观察到了Si3N4(0001)表面的(4×4)再构.
原子和分子物理学
2000, 49 (2): 220-225.
doi: 10.7498/aps.49.220
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精确地计算磁场中二电子体系的基态能量是非常复杂和困难的,利用MCI方法和演化算法获得了高精度的结果,并进一步讨论了磁场对体系基态能的影响,也探讨了直接利用演化算法进行变分计算的可能性,结果表明演化算法与其他的优化算法相比,能更有效地用于基态能量的计算,并可望在物理学的其他领域也获得成功的应用
唯象论的经典领域
2000, 49 (2): 226-230.
doi: 10.7498/aps.49.226
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利用高效率的发光二极管(LED)串接放大,采用大面积高效光电探测器面对面耦合,在常温下从实验上实现了被调制的光子数的光学QND测量,获得量子传输系数T=Ts+Tm=18,态制备能力Vs/m=092的测量结果
2000, 49 (2): 231-234.
doi: 10.7498/aps.49.231
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提出了一种利用原子干涉方法实现类自旋腔场GHZ态的一种新方案,并讨论了这一方案在实验上实现的可能性.给出了GHZ态违背局域隐变量理论的简单证明
2000, 49 (2): 235-240.
doi: 10.7498/aps.49.235
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利用激光全量子理论研究了压缩真空态光场抽运的双光子激光.讨论了双光子激光的阈值条件及其量子起伏,发现压缩真空态光场可以降低双光子激光的阈值,双光子激光场不具压缩效应
2000, 49 (2): 241-246.
doi: 10.7498/aps.49.241
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报道了利用光纤的非线性偏振旋转效应产生可饱和吸收体的锁模机制,从掺Er3+光纤环形腔激光器中产生稳定的高阶谐波锁模光脉冲的实验研究结果(限于示波器带宽,实验中最高曾测量到稳定的4076MHz重复频率的谐波锁模光脉冲).实验中发现有三种不同的演化方式产生高阶谐波锁模光脉冲,还观察到在8352MHz谐波锁模光脉冲的光谱中出现孤子光谱边带.四阶谐波锁模(8352MHz重复频率)超短光脉冲经过6m长高掺杂浓度的掺Er3+光纤放大器放大后产生了平均输出功率1388mW,脉宽201fs,中心波长1531μm,单脉冲能
2000, 49 (2): 247-251.
doi: 10.7498/aps.49.247
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通过建立调整大口径铜蒸气激光器的动力学模拟过程中的有关动力学参数,得到一适用于不同输出功率的大口径铜蒸气激光器动力学模型.在此基础上对大口径铜蒸气激光器的径向动力学参量进行了计算,包括激励电场和亚稳态铜粒子密度等动力学参量的径向分布.给出了大口径铜蒸气激光器的径向电子温度及发光强度分布.尔后得到在不同充电电压及缓冲气压条件下铜蒸气激光器的输出功率,此程序对Φ=65cm的大口径铜蒸气激光器的计算结果与实验符合得相当好.
2000, 49 (2): 252-255.
doi: 10.7498/aps.49.252
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用简并四波混频技术研究了一种新的亚酞菁(三新戊氧基溴硼亚酞菁)的三阶非线性光学性质.测得纯固体三新戊氧基溴硼亚酞菁的三阶非线性极化率χ(3)pure和分子二阶超极化率〈γ〉分别为69×10-10esu和30×10-31esu.χ(3)pure的响应时间为20ps.并对这些结果进行了讨论
2000, 49 (2): 256-261.
doi: 10.7498/aps.49.256
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研究了非共线作用下BBO晶体中的参量特性,结果表明这种参量过程不仅存在着比较宽的光谱带宽和较高的参量增益,而且也能在较宽的范围内满足群速匹配条件.这对于高效率地产生脉宽极短的飞秒参量激光、扩大飞秒激光的调谐范围以及通过参量技术放大飞秒脉冲都具有重要的意义.
2000, 49 (2): 262-266.
doi: 10.7498/aps.49.262
摘要 +
简单反射法是电光聚合物薄膜研究中测量线性电光系数(Pockels系数)的一种简单而常采用的方法,但文献中关于在调制电场作用下s光和p光光程差和位相差改变的计算有不尽完善之处,线性电光系数的表达结果也不尽相同.在充分考虑各种因素的情况下,对该方法给出了合理的理论处理,得出了简单反射法更为严格的线性电光系数表达式.并测量对比了几种聚合物线性电光系数的结果.讨论了简单反射法测量聚合物薄膜线性电光系数的局限性.
2000, 49 (2): 267-271.
doi: 10.7498/aps.49.267
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实验研究了高温超导体Hg09Tl02Ba2Ca2Cu3O8+δ的低温热导率与温度和磁场的关系,测量温度为7—20K,外加磁场为0—6T.结果表明,在不同外场下,超导体的热导率在实验温区内随温度的增加均单调增加;在固定的温度下外加磁场使超导体的热导率减小,并随外磁场的增加达到一个稳定值;热导的相对变化率κ(H)/κ(0)与磁场的关系以及热导率达到稳定值的磁场与测量温度有关.分析讨论了超导体中正常态电子在磁场下受磁通涡旋散射产生附加的热阻
2000, 49 (2): 272-276.
doi: 10.7498/aps.49.272
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用分子动力学模拟方法研究了电流变液泊肃叶流动中颗粒的运动方式,模拟出的速度剖面分为两个区域,靠近电极区域的颗粒表现为呼吸式的跃迁运动形式,称为跃迁区,而在两个电极中间区域则为平稳运动方式,称为柱塞区.此外模拟出了体积流率与相对压力梯度之间的关系.并分析了临界压力梯度和临界电场强度及阻断流动的影响因素
流体、等离子体和放电
2000, 49 (2): 277-281.
doi: 10.7498/aps.49.277
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提出了一种增加回旋行波放大器带宽的新模型,其特点是适当地选取轴向引导磁场的初值并从相互作用区的给定位置开始使其缓慢地线性减小.该模型的输出带宽可达到已有宽带模型的水平,但效率有较大提高.对波束相互作用的物理机制进行了理论分析并用数值模拟的方法进行了证实.当电子束的电流为7A,电压为90kV,速率比为10,纵向动量散度为2%时,计算得到了20%的常数驱动带宽和42%的效率,输出的峰值功率和增益分别为260kW和47dB.
2000, 49 (2): 282-287.
doi: 10.7498/aps.49.282
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在“星光Ⅱ”激光装置上进行了X射线辐射输运分解实验研究.实验中利用高时空分辨的MCP选通X射线皮秒分幅相机和软X射线条纹相机从缝口观测腔内壁X射线辐射时空分布,得到X射线在腔中的输运速率、X射线持续发射时间和轴向强度衰减量;利用X射线CCD针孔透射光栅谱仪观测到腔内X射线辐射光谱随空间位置的变化,得到X射线在输运过程中被多次吸收和发射后谱的变化特征;用X射线二极管和亚千X射线能谱仪分别得到源和输运末端X射线辐射总量和辐射温度.介绍了实验中采用的诊断技术和实验方法,并给出了获得的典型结果.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2000, 49 (2): 288-292.
doi: 10.7498/aps.49.288
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对非晶Fe78Si9B13合金进行了连续超短脉冲电流处理,测量了处理后试样的综合软磁性能.实验证明,当基体金属相αFe(Si)析出量为3%左右,αFe(Si)颗粒大小约为33nm时,可以获得较好的软磁性能.如最大磁导率提高、矫顽力明显降低.利用随机各向异性模型讨论了连续超短脉冲电流处理改善非晶Fe78Si9B13合金软磁性能的机理
2000, 49 (2): 293-296.
doi: 10.7498/aps.49.293
摘要 +
采用变分累积展开法研究了超立方格点上任意自旋的量子Heisenberg薄膜的临界点.从自由能的解析性质出发,原则上能计算作为多层膜层数l函数的临界约化温度θ(n)(l)到任意累积展开级次n.给出了θ(n)(l)的前三级解析表达式和数值结果,并对结果作了分析和讨论.
2000, 49 (2): 306-311.
doi: 10.7498/aps.49.306
摘要 +
在制备薄膜的过程中,利用光谱分析的方法,以放电光谱特征谱线强度的变化来反映相应物质成分的变化,以连续光谱光源发出的光透射过薄膜的透射率的变化,来反映薄膜的厚度、折射率、吸收系数等光学参数的变化,从而达到在制膜过程中,对薄膜的成分、厚度等参数进行在线监控的目的.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2000, 49 (2): 312-317.
doi: 10.7498/aps.49.312
摘要 +
研究了具有突变结构复合腔回旋管注波互作用自洽非线性理论.用场匹配方法处理了腔中的突变结构,从具有电子流源的普遍传输线方程出发,研究了腔中注波互作用非线性理论,在腔直径渐变部分考虑了模式之间的耦合.利用此非线性理论模型,对突变结构复合腔三次谐波回旋管中电子流与H511—H521模式对的高频场互作用进行了详细数值模拟,得出了许多有价值的结果.计算结果表明,在合适的腔体结构尺寸下,注波互作用效率可大于25%.
2000, 49 (2): 318-323.
doi: 10.7498/aps.49.318
摘要 +
采用散射理论的格林函数方法计算了InSb(211)A,B两类表面的电子结构,分别给出了两类表面的表面投影能带结构,分析了各表面态的轨道特性和色散特性;并在此基础上讨论了两类表面的稳定性;计算结果和实验结果定性的相符合.
2000, 49 (2): 324-327.
doi: 10.7498/aps.49.324
摘要 +
用Z扫描技术,以锁模Nd:YAG激光器发出的脉宽为50ps激光作光源,在530nm和1060nm波长光作用下,研究了半导体PbS纳米微粒的非线性光学特性.结果发现在530nm激光作用下,样品有饱和吸收现象,而在1060nm激光作用下,双光子吸收出现,同时还研究了PbS纳米微粒对这两种光的限幅特性
2000, 49 (2): 328-333.
doi: 10.7498/aps.49.328
摘要 +
采用新的磁控溅射两步法沉积自旋阀多层膜,不仅交换耦合作用大大增强,而且可以提高磁电阻比值和降低层间耦合作用.得到磁电阻比值～26%,交换耦合场～28kA/m,层间耦合场～01kA/m.自旋阀的下部(缓冲层(Ta)/自由层(NiFe)/中间隔离层(Cu))在低氩气压下沉积、上部(被钉扎层(NiFe)/反铁磁钉扎层(FeMn)/覆盖层(Ta))则在高氩气压下沉积.前者保证了自旋阀具有强(111)晶体织构,平整的NiFe/Cu界面和致密的Cu层,抑制了层间耦合作用;后者则促进小尺寸磁畴生长和增加NiFe/FeM
2000, 49 (2): 334-338.
doi: 10.7498/aps.49.334
摘要 +
根据分子振动理论,采用简化模型分析了Bi系高温超导体Cu—O键伸缩振动的振动模式,计算了相应于红外活性模的振动频率,并将计算结果与实验分析结果进行了比较
2000, 49 (2): 339-343.
doi: 10.7498/aps.49.339
摘要 +
考虑到d波超导表面时间反演对称态的破缺与准粒子的有限寿命效应,在BlonderTinkhamKlapwijk(BTK)理论框架下,通过求解BogoliubovdeGennes(BdG)方程,计算正常金属d波超导隧道结中的准粒子输运系数与隧道谱.研究表明:1)d波超导表面时间反演对称态的破缺会导致零偏压电导峰位移,位移的程度取决于分解d波超导表面时间反演对称态中s波分量的强度;2)准粒子的寿命效应与粗糙界面散射效应都能压低零偏压电导峰,其中粗糙界面散射还会阻碍零偏压电导峰的位移.这些结果能较好地解释Tc氧化
2000, 49 (2): 349-354.
doi: 10.7498/aps.49.349
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研究微波激发下非线性反铁磁晶体与线性铁磁晶体交界面上TM(TransverseMagnetic)波的非线性行为.理论分析表明,非线性TM表面波存在频率通带和禁带,通过调节导波功率可以实现通带和禁带之间的转换.揭示了该导波系统可以激发后向表面波,其群速度与相速度反向.前向表面波和后向表面波的通带宽度一般可达到10GHz左右
2000, 49 (2): 355-360.
doi: 10.7498/aps.49.355
摘要 +
用三弧Czochralski法和真空电弧熔炼法制备了Ho2Co17-xSix化合物.通过X射线衍射和磁性测量手段研究了化合物的结构与内禀磁性.重点讨论了磁晶各向异性和自旋重取向转变.实验结果表明,Ho2Co17为Th2Ni17型六角结构,在05≤x≤3的化合物均为Th2Zn17型菱方结构,能够获得单相2∶17型化合物的最大Si含量是x=3.在x≤2的浓度范围,化合物的易磁化方向垂直于c轴.随Si含量增加,化合物的居里温度和Co原子平均磁矩单调减少.根据Ho2Co17-xSix化合物的居里温度和自旋重取向温
2000, 49 (2): 361-364.
doi: 10.7498/aps.49.361
摘要 +
用直流碳弧法在阳极石墨棒中加入αFe或αFe2O3产生碳包铁及其化合物纳米晶,研究碳包铁及其化合物纳米晶的形貌,结构特性及穆斯堡尔谱,探讨碳包Fe纳米晶的形成原因.结果表明:在碳弧法中用掺αFe阳极棒时,可产生碳包αFe,渗碳体和奥氏体纳米晶;而用掺αFe2O3阳极棒可产生碳包αFe,渗碳体、奥氏体和γFe2O3纳米晶.石墨的包裹使纳米晶特性有所不同
2000, 49 (2): 365-370.
doi: 10.7498/aps.49.365
摘要 +
考虑在渗流阈值附近弱非线性正常导体与绝缘体所构成的无规网络在任意d维空间的非线性渡越行为.系统由正常导体浓度为p,且满足弱非线性电流密度(J)电场(E)关系:J=σ1E+χ1|E|βE和浓度为1-p的绝缘体(σ2=0)构成.在略高于正常导体渗流阈值pc时,复合系统的有效响应可表示为〈J〉=σe〈E〉+χe|〈E〉|β〈E〉,当线性响应与非线性响应两者可相互比较时,此时的电流密度和电场强度被分别称为渡越电流密度|Jc|和渡越电场|Ec|,且发现略高于渗流阈值pc时具有幂指数关系:|Ec|～(p-pc)M(β
2000, 49 (2): 371-374.
doi: 10.7498/aps.49.371
摘要 +
利用改进的solgel工艺,通过快速热退火和慢速退火两种方式在Si衬底上制备了PbTiO3多晶薄膜,并采用红外反射光谱对PbTiO3薄膜进行了研究,观察到了薄膜中所有红外活性的8个声子模,发现两种退火方式得到的薄膜的光谱存在差异:前者的声子模频率除了三个变化不明显外,其余都低于后者.认为影响声子模行为的主导因素是薄膜中存在的应力,其中软模对应力的影响最为敏感
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2000, 49 (2): 375-378.
doi: 10.7498/aps.49.375
摘要 +
对HBT工艺中质子隔离注入及其掩膜方法进行了研究.通过计算确定了最佳注入剂量.在一定的温度下退火,可增强隔离效果,最佳退火温度依赖于离子注入剂量,当温度增高时,电阻率又开始下降,并趋向恢复到退火前的状态.采用Si3N4加光刻胶双层掩膜,工艺简单,重复性好,样品无沾污现象,隔离效果佳,制备的器件直流特性较好.
地球物理学、天文学和天体物理学
2000, 49 (2): 379-382.
doi: 10.7498/aps.49.379
摘要 +
观测到了BLLac天体Mark421在光学波段的短时标爆发.在26min的爆发期间内,Mark421从B=1576mag到B=1432mag迅速变化了134mag.更为有趣的是观测结果与1996年由Gaidos等观测到的TeVγ射线爆发的结果非常相似,特别是在时标变化和光变曲线等方面两者有相同之处.由上述观测数据结果可以得出:爆发产生于相同的发射区域,这个区域为R=59×1011m,并由此推导出Mark421中心黑洞质量为M=3×106M⊙,这对目前的γ辐射理论模型提出了新的挑战,可以认为Mark421的
研究快讯
2000, 49 (2): 383-388.
doi: 10.7498/aps.49.383
摘要 +
采用一种新的方法制备掺Er多孔硅.首先通过分子束外延法生长Er,O共掺的硅外延层,然后通过常规的电化学阳极腐蚀法将外延层制备成掺Er离子的纳米硅柱结构.由于实现了Er离子在多孔硅中沿深度方向的均匀分布,得到峰宽仅6nm的Er3+本征发光.同时,由于铒与氧共掺于硅柱内部,多孔硅不再需要通过高温后处理引入氧来实现铒的光学激活.实验还对多孔化前后,Er3+的发光强度作出直观的比较,讨论多孔硅可见光及红外光区域的发光对Er3+红外发射的影响.
