通过比较面光源与多极子点源两种辐射场,定义了光斑的形状因子,它决定于光斑上的源强分布.给出了形状因子的确定方法,求出了几种常见光斑的形状因子.把形状因子应用于光纤理论,补充了入射端面上的定解条件,完整地设定了定解问题.利用形状因子简单讨论了光纤端面的源强分布对光纤模式特性的影响

研究转动相对论Birkhoff约束系统积分不变量的构造首先,建立转动相对论系统的约束Birkhoff方程;其次,利用等时变分与非等时变分之间的关系建立系统的非等时变分方程;然后,研究转动相对论Birkhoff约束系统的第一积分与积分不变量之间的关系,证明由系统的一个第一积分可以构造一个积分不变量,并给出自由Birkhoff系统的相应结果;最后,讨论转动相对论Hamilton系统、相对论Birkhoff系统和Hamilton系统、经典转动系统和等时变分情形下的积分不变量的构造,结果表明相关的结论均为该定理的特款给出一个例子说明结果的应用

欠膨胀超音速射流处于螺旋模式下的中度欠膨胀时,其入射剪切层的激波具有很高强度,激波和剪切层发生了强烈的相互作用,远场辐射的拢动波出现了大间隔、交错的上下行类似螺旋锥面波形图像,该扰动波具有很强的向上游传播的指向性,导致上游噪声高于垂直喷嘴方向的声压级.而在相对压比较低的低度欠膨胀情况下,或高压比下的高度欠膨胀的情形,入射剪切层激波强度相对较弱,远场辐射没有大间隔、交错的上下行远场辐射

把Jacobi椭圆函数展开法扩展并应用到求解变系数的非线性演化方程,比较方便地得到新的解析解

对于非线性克尔介质中的环形斑调制光束,通过数值求解非线性Schrdinger方程,发现当入射光强度超过一定值时,光束在传输过程中发生分束现象.对光分束的阈值、光分束与环半径及半宽度的关系、分束光的特点,以及自聚焦焦点上光强度的横向分布与光分束之间的关系进行了详细的讨论

通过对在单极子荷电黑洞背景中有质量标量场后期演化的研究,发现振荡反幂函数的衰减方式支配了有质量标量场的后期衰减.有质量标量场在单极子荷电黑洞时空背景中的后期衰减比在无整体单极子的ReissnerNordstrm时空度规下的后期衰减更快

研究了一个超混沌振荡器的耦合同步问题,只用单变量单向耦合就可实现两个超混沌振荡器的同步.本方法的最大特点是易于工程实现.数值研究和电路实验仿真证明了本方法的有效性.电路实验仿真中出现一种新的同步现象,即系统的某个变量达到广义同步时,其他变量还可以实现精确同步

将BGK计算方法从二维拓展到三维并且应用于三维非结构网格,具有重要的理论价值和实用价值.采用旋转局部座标的方法,发展了一种针对三维非结构网格的BGK计算方法.在计算过程中,将最小二乘法应用于三维非结构网格的导数计算.对三维激波管和三维欠膨胀垂直冲击射流等两个算例进行了细致分析.这两个算例的计算结果表明,该方法在三维非结构网格上的初步应用是成功的

基于可线性化的非线性离散变结构跟踪控制方法实现了广义Hénon映射混沌系统的同步.广义Hénon映射的混沌吸引子比Hénon映射的混沌吸引子要复杂得多,对于保密通信来说,这种复杂性正是所期望的.提出的同步方法允许参数有适当的失配程度,这对工程实现是非常有利的,理论分析和仿真结果证实了该方法的有效性

用带有终端滑模等式约束的模型预测控制方法,对Hénon映象和Logistic映象的追踪控制和同步进行研究.由于滑动模态的引入,提高了受控系统抑制参数摄动和随机扰动的能力,改善了控制系统的鲁棒性,实现了系统对参考信号的追踪控制.数值仿真表明了该方法的有效性.

由于受基底表面无规分布杂质的影响,沉积在熔融玻璃基底表面的金原子凝聚形成了具有特殊结构的分形凝聚体.根据这一实验结果,建立了各向异性的团簇团簇凝聚模型,对此类胶体基底表面的金原子分枝状凝聚体的生长过程进行了计算机模拟,研究了无规分布的杂质区域对凝聚体各种参数的影响,其结果与实验相符合

利用多组态DiracFock(MCDF)理论方法,系统研究了延迟、相关和相对论效应对类Ne等电子系列离子(Z=11,…,18)的较低的激发组态2p53s和基组态2p6的能级结构及其能级之间辐射跃迁特性的影响.给出了2p53s1,3P01—2p61S0电偶极(E1)共振和复合跃迁、2p53s3P02—2p61S0磁四极(M2)跃迁和2p53s3P00—2p53s3P01磁偶极(M1)跃迁的跃迁能以及激发态1P01,3P00,3P01,3P02的辐射寿命,所得结果与最新实验观测和其他理论计算进行了比较

用准直或会聚激光束倾斜照射圆柱体时,其反射光、透射光(柱体透明时)、衍射光(柱体较细时)的叠加将形成以光束入射点为顶点的空间圆锥形光面(空间光锥),并且在垂直于柱体轴线方向的观察平面上投影成一圆形光环.空间光锥的形成与所选圆柱体材料及其粗细无关,只要其表面具有一定反射能力即可.空间光锥的锥角等于入射光束主光轴与圆柱体轴线夹角的2倍,与圆柱体和照射光束的直径大小及光波长无关.给出了对光纤及不同直径大小的玻璃和金属圆柱体的实验观察结果,并利用矢量图解法对其进行了详细地理论分析.进而得出,通常所谓单丝衍射图样,实际上是细丝的衍射和其表面的反射光场的叠加图样,对于透明细丝,还包括其透射光场的贡献.圆柱体的这种空间圆锥光反射和衍射原理有可能用于光束定位、成形、表面检测以及三维面形测量等

研究了旋波近似下Kerr介质中双模压缩真空场与N型四能级原子双光子跃迁相互作用系统中光场的压缩效应及光子的统计性质.数值计算结果表明,在无Kerr介质的情况下,光场的两个正交分量的均方涨落均呈现周期性的压缩,光子周期性地交替呈现聚束和反聚束效应,光场两模之间总是呈现正相关,而且这种相关是非经典相关;Kerr介质的存在不利于光场均方涨落的压缩,但对光子统计性质没有明显的影响

证明了算符(a^f(n^))k(k≥3)的k个正交归一本征态的完备性,引入了反聚束效应和一种新的高阶压缩,研究了算符(a^f(n^))k的k个本征态的反聚束效应和高阶压缩特性.结果表明,这些态可以构成一个完备的希尔伯特(Hilbert)空间,它们均可呈现反聚束效应,且当k为偶数时它们可呈现M阶[M=(n+12)k;n=0,1,2,…]压缩效应

考虑双模压缩真空态光场与环境(原子)通过双光子过程发生相互作用,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了在此作用过程中双模光场和原子间的纠缠以及双模光场的模间纠缠

引入了增加光子纠缠相干态.研究了在纠缠相干态的某个模上加入光子对光场统计性质的影响.由于两个场模间的纠缠,在a模上加入光子不但可以使a模的平均光子数增加,也可以使b模的平均光子数发生变化(增加或减少).加入光子后,光场的亚泊松分布和压缩特征得到明显增强.

推导了在连续抽运和脉冲抽运条件下,利用荧光衰减曲线,在双掺与单掺晶体中,激发态布居数与激活离子掺杂浓度的关系,分析了四能级系统与准四能级系统中激活离子最佳掺杂浓度的计算方法.并利用上述方法,以准四能级系统Tm,Tb:LiYF4和四能级系统Nd:YAG为例,计算了相应离子的最佳掺杂浓度,并与文献的有关报道进行了比较

将先前提出的放电激励金属蒸气自终止类型激光器高效运转的补充判据(G判据)从应用于中性原子激光介质推广至一价离子激光介质,取得了圆满的成功.对已知的17条一价金属离子自终止激光谱线进行鉴别,其中16条均符合G判据,1条不符合G判据的特例也给出了合理解释.进而对业已提出的212条可能的一价金属离子自终止激光谱线进行筛选,认为其中仅有69条符合G判据值得深入探索

理论上提出了三镜折叠腔的稳区理论,所得结论对设计激光器具有重要的指导意义;实验上实现了激光二极管端面抽运的134μmNd:YVO4三镜折叠腔型激光器的运转

在分析基于级联二阶非线性效应的准相位匹配周期极化铌酸锂(PPLN)波导全光波长变换器的有关参量容限的基础上,提出PPLN波长变换器的电光调控设想,并给予简要论证,论证结果是可行的,从而可实施电控调谐来自动补偿其失配,进而也可实现光开关的功能

利用密度矩阵的方法,得出了考虑极化子效应的量子盘的线性和非线性光吸收系数的解析表达式,并以GaAs为例讨论了光吸收系数与不同的入射光子能量和量子盘的厚度之间的关系.结果表明,极化子效应对吸收系数有相当的影响

介绍了Nd:Ca4ReO(BO3)3(Re=Gd,Y)晶体最佳激光方向、最佳倍频方向的确定.综合考虑激光受激发射截面、抽运光吸收系数、有效非线性系数的各向异性,分析了自倍频性质的空间分布,并就此确定出最佳自倍频方向

讨论了气体介质的非均匀性对飞秒激光高次谐波产生过程的可能影响.计算结果表明,采用喷阀技术所提供的气体介质的密度梯度和气体原子运动速度的影响很小,不会产生实验上可观测的效果.这一结果支持了喷气靶在高次谐波产生中的广泛应用

提出了用时谐声散射场的远场信息来可视化三维可穿透目标的一种指示器样本方法,它是通过析取一个指示器函数在包含可穿透目标的某个样本区域中的支集来实现这种可视化的,其中,这个指示器函数在可穿透目标的内部和外部有显著不同的取值.这个算法的一个特别吸引人的性质是不需要关于障碍物的任何几何和物理的先验信息,并且只需要散射场在某个有限孔径中若干个入射和测量方向上的远场信息,即可得到可穿透目标的一个很理想的可视化.数值算例保证了这个可视化算法是有效和实用的

采用传输矩阵方法利用半经典的线性色散模型,计算半导体微腔内同时存在重空穴激子、轻空穴激子时,在不同入射角度下的反射谱,同时,利用三简谐振子耦合模型计算了在不同入射角度下,腔模同时和重空穴激子模、轻空穴激子模耦合所形成的三支腔极化激元的能量,以及腔模、重空穴激子模、轻空穴激子模分别在三支腔极化激元中所占的权重,结果表明随着入射角的增加腔极化激元的高能支和两个低能支之间存在明显的反交叉现象,同时,腔模和重空穴激子模、轻空穴激子模在腔极化激元中所占的权重呈现增加或减小的趋势

用实验室模拟方法研究了径向温度梯度对热对流涡旋的影响,结果表明,径向温度梯度所引起的基流使热对流涡旋的对称性结构被破坏,使涡旋变成非对称结构,并使涡旋向基流下游偏移,其强度随基流的加强而减弱,直至消失.热对流涡旋越强其对称性结构越稳定,基流对它的影响越小

介绍“神光Ⅱ”首次进行大能量基频光黑腔靶实验超热电子实验观测,采用十道滤波荧光谱仪(FFS)测量腔靶发射15—250keV硬x射线谱,由高能x射线谱通量推断超热电子占入射激光能量份额ηhe为13%—16%,由谱的斜率推断超热电子温度Th为35—45keV,由超热电子能量和受激拉曼散射光(SRS)能量的关联,推断超热电子产生的机理,并给出了不同腔靶在不同激光能量EL下超热电子产生的特征

在“神光Ⅱ”装置上进行了激光直接驱动爆推型和烧蚀型DT气体的玻璃微球靶内爆实验.采用多道滤波荧光谱仪(FFS)测量15—250keV硬x射线谱,由高能x射线谱通量和斜率推算出这两种内爆靶产生的超热电子份额ηhe和超热电子温度Th分别为ηhe=25%—30%,Th=30—40keV和ηhe=05%—4%,Th=10—20keV.并给出了不同内爆靶型在不同激光能量EL和不同调焦方式下超热电子产生的特征,由爆推靶产生超热电子份额与实验测量靶的能量吸收效率ηa=29%—34%比对,证明爆推靶吸收的激光能量是以超热电子能量沉积为主,同时实验观测中子产额Yn随超热电子能量Ehe的增大而增大,从而证明了爆推靶是依靠超热电子加热玻璃球壳实现内爆的

在HL1M装置超声分子束注入实验中,利用在分子束注入口同一极向截面的上窗口处布局的一个20道PIN探测器阵列所获得的多道Hα辐射信号,并借助于Abel变换算法反演出Hα辐射强度沿大半径方向的分布随时间的演变,对超声分子束在等离子体中的穿透特性和注入速度进行了分析和计算.在气源气压大于1MPa时,观察到超声分子束中性粒子已经进入到等离子体芯部,并获得束注入速度大于1kms的实验结果

运用粒子和流体组合模型理论研究了槽型空心阴极放电中槽底阴极面上二次电子发射对放电等离子体特性、电离特性及阴极溅射的影响.研究表明,从槽底阴极面发射的电子在进入负辉区后,可以形成振荡电子,因而具有增强电离的作用.根据各阴极面上的离子的空间分布可以推知槽底附近的阴极面上的溅射较强,这可以解释槽型空心阴极放电实验中观察到的因溅射导致槽底截面形状圆形化的现象

用小角x射线散射技术研究以直流磁控溅射方法制备TiNi合金薄膜其退火生成的晶化粒子的长大行为.发现在室温下溅射的TiNi合金薄膜存在小于1nm尺寸的微空洞,将退火后薄膜的小角x射线散射强度扣除退火前微空洞产生的小角x射线散射强度,用这种方法得到的散射强度遵从Porod定律;而用通常方法扣除背底得到的散射强度结果不满足Porod定律.TiNi合金薄膜在733—793K之间退火晶化粒子的长大激活能Eg=301kJmol.

通过研究用自组装法制备的萘磺酸掺杂的纳米管结构聚苯胺(苯胺与萘磺酸的摩尔比分别为1∶025,1∶05,1∶1,1∶2,1∶3)的电阻率温度依赖关系(测量温区为80—300K),仔细分析聚苯胺的结构形貌特征,提出了变程跳跃隧道穿透混合模型:认为在萘磺酸掺杂的纳米管结构聚苯胺样品中,跳跃和隧穿两种机制同时起作用,载流子沿纳米管传导是变程跳跃过程起主要作用,而载流子在纳米管之间的传导是隧穿过程起主要作用.实验结果表明,不同浓度的萘磺酸掺杂对样品的低温电阻率的影响很大,随着掺杂浓度增加,载流子传导所需克服的能垒C0迅速减小,当掺杂接近饱和时,C0不再减小.实验中还研究了不同形貌对电阻率的影响,结果表明样品中纳米管所占比例的增大有利于载流子传导

利用碳纳米管之间范德瓦耳斯力,设计了一种基于碳纳米管的可读写的随机存储器,研究了系统的双稳性,讨论了存储器的优点和可行性,并得出系统具有良好存储效应所应满足的条件

地层岩石既非各向同性的,也非完全弹性的,正确地描述波在地层中的传播需要搞清楚岩石的各向异性和黏弹性特征.针对裂缝性地层的裂缝发育方位问题,建立具有任意方位角的方位各向异性黏弹性本构关系.使用均匀平面简谐波分析方法研究其频散关系,得到Christoffel方程,进而获得均匀平面波的复速度、相速度、衰减系数和品质因子的表达式.通过黏弹性方位各向异性页岩和砂岩进行模拟,研究了波场在地层中的传播特征,如相速度、衰减系数和品质因子等随频率、方位和入射角的变化关系

建立一种新模型,模拟超薄晶体膜生长过程.通过引入网格和俘获截面的概念来归一化处理错综复杂的原子间相互作用,研究了扩散、衬底温度等因素对GeSi超薄晶体膜生长形式的影响

研究了准一维材料K03MoO3以及掺杂了3%和15%的W的样品在TCDW=180K以上和以下的温度时的光反射谱和电导率谱.在此基础上讨论了伴随着Peierls相变产生的相声子和单粒子能隙,以及W掺杂对CDW凝聚的影响

提出一些折射率比锗还高的中红外材料(第一类)以及中红外反常色散材料(第二类)可以用于无序介质的光子定域化研究.基于Mie散射理论的研究发现,即使在低浓度散射体近似下,也容易在第一类无序介质中实现光子定域化;同时可在第二类无序介质中实现一定意义下(含一定的吸收)的光子定域化,且频率位于各自的剩余射线带内.研究还发现,基质的折射率效应在这两类无序介质中的作用完全不同.还提出了散射体平均等效散射截面饱和的假设,讨论了因此而导致的问题

基于Mie散射理论发现,各种金属在中红外区的各个频率点上的散射行为均极为相近,是一种在中红外区反照率高但散射效率较低的散射体.在浓度为10%时,介质的定域化参量最小只能达到6.6,并且与体系的常用基质材料无关.数值研究揭示了这种金属散射体系统与低吸收、高折射率散射体系统间的内在联系

使用两种不同的理论方法来计算磁性隧道结中的隧道磁电阻.结果显示,Slonczewski模型得出的隧道磁电阻比Julliere公式得到的要大得多.在Slonczewski模型中,当两边铁磁体的磁化方向相反时,为了确保平行于界面方向上的动量守恒,费米面上的电子只有一部分参与了隧穿过程;而在隧道哈密顿方法中,则假设费米面上所有的电子都参与了.还发现,在Slonczewski模型中,使用δ势垒与使用方势垒所求得的隧道磁电阻的差别是不大的

采用密度泛函理论研究了FeS2(100)表面原子几何与电子结构.理论计算结果表明:FeS2(100)表面无弛豫、无重构,是体相原子几何的自然终止.与体相电子结构相比,FeS2(100)表面电子特性明显不同,禁带中央产生新的表面态,且表面态局域性强,主要由Fe原子的3d分波贡献.配位场理论定性分析表明:FeS2(100)完整晶面表面态产生机制是Fe原子的配位数减少、局部对称性下降所致

研究了缺陷结构的Fibonacci磁超晶格的输运性质.结果表明,缺陷结构对纳米准周期链的电子输运性质有重要影响,特别是低能区电子输运

研究了沉积在带电液体基底(硅油)表面的银原子的凝聚以及扩散行为.先采用热阴极电子发射方法使液体基底表面均匀带电,然后用蒸发沉积方法将银原子沉积到带电的液体基底表面.实验发现:被沉积的银原子首先凝聚成直径约为12μm的准圆形团簇,然后由于库仑排斥力作用而相互离散,所有团簇均向基底的四周边缘漂移;基底表面的团簇数密度n随时间t指数衰减,衰减时间常量Of≈11×10-4s-1;两团簇相互离散的相对平均速率V与它们之间的相对距离L在统计意义上成正比,即V=HL,其中沉积刚结束时常量H≈29×10-4s-1,然后随扩散时间t而逐渐趋于零.分析表明:由于带电银原子团簇的扩散运动,使基底表面的电荷重新分布,基底表面的电场随时间逐渐趋向于处处均匀

用固态反应法制备了RBa2Cu3O7δ(R123)系列样品,其中R=Tm,Dy,Gd,Eu,Nd和Y.利用正电子湮没技术以及x射线衍射等实验技术研究了稀土离子半径r对材料局域电子结构和晶体结构以及超导电性的影响.实验结果表明,正电子寿命参量τ1,τ2均随R3+半径增加而单调增加;据此所给出的局域电子密度ne,随稀土离子半径的增加表象出单调减小的趋势.实验证明局域电子密度以及晶格结构的正交性均是影响材料超导电性的因素

测量了La2CuO4掺Zn样品在不同降温速率下(330K保温05h,然后分别以6Kh,02Ks的速度降到8K)的直流磁化率和热电势.实验结果表明,反铁磁温度TN不随降温速率变化而变化,其直流磁化率也未受很大影响.高温热电势弱的温度依赖关系表明为极化子气体的贡献.热电势在转折温度Tdrop之下的快速降低是由于二维反铁磁涨落的贡献.热电势在更低温度的拐点TS与载流子的局域化有关.降温速率变化时,Tdrop和TS都有明显的变化.Zn掺杂对Tdrop和TS没有明显影响,但导致了更强的载流子局域化.讨论了上述现象产生的物理图像

用量子理论处理了单原子四能级跃迁模型,研究了自旋交换劈裂对磁光Kerr旋转的影响.结果表明,磁光Kerr转角与电子自旋交换劈裂能之间关系一般是非线性的,仅当交换劈裂能很小时才有线性关系存在

用FDTD方法计算了二维正方晶胞各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模.为了得到TE,TM模式在完全禁带中具有相同共振频率的缺陷模,对中心点缺陷半径Rd以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn做了一系列微调.计算表明,TM模对于Rn的变化不敏感,而TE模随着Rn的改变出现了明显的规则的移动趋势.通过计算分析,发现对应于f=0.4的背景(R=0.3568a),当Rd=0.55a,Rn=0.26a时在完全禁带中TE和TM的缺陷模具有相同的共振频率ω0=0.2466ωe(其中ωe=2πca,a为晶格常数)

利用改进了的brickwall膜模型,计算了动态广义球对称含荷黑洞的熵,研究结果表明,对于动态黑洞,将黑洞熵表示为与视界面积成正比时,则比例系数总与动态黑洞的视界速度有关