飞秒激光具有超快、超强的特点.飞秒激光微纳加工发展非常迅速.本文综述了近十年来利用飞秒激光在金属、半导体、介质等各类材料中制备的纳米周期结构,阐述了若干关于飞秒激光诱导纳米周期结构的物理机理的观点.讨论了基于偏振调制的多光束干涉在半导体表面制备纳米周期结构,简要叙述了周期结构对材料光学特性的影响.
运用重合度理论探讨了一类非线性问题的周期解,然后将其应用于磁层-电离层耦合过程中等离子体粒子运动模型的周期解问题的研究,得到了一定条件下该模型存在周期轨的结果.
建立了一类具有时变刚度,非线性阻尼力和强迫周期力项的相对转动非线性动力系统.运用Mawhin重合度理论,得到了该模型的周期解存在唯一性结果,推广了已有的结果,并且列举了具体的例子来说明本文的结果是新的.
本文为获得非线性发展方程的相互作用解,研究了辅助方程法,并扩展应用辅助方程法和（G′/G）展开法,获得了变系数非线性（2＋1）维Nizhnik-Novikov-Vesselov方程的由椭圆函数、双曲函数、三角函数和有理函数混合构成的新相互作用解.
研究第一积分、Hojman方法及Birkhoff方程之间的内在联系. Hojman方法构造的Birkhoff函数（组）满足的一个特定关系,对此关系加以分析得到更为一般的广义Hojman方法.再将此关系与Birkhoff方程相结合,导出Birkhoff系统Hojman意义下的循环积分.举例说明结论的应用.
从时域磁场积分方程时间步进算法出发,结合范数概念,从理论上推导得到了感应电流稳定的充分条件.满足该条件,可以保证任何形式的入射波入射时,计算结果都后时稳定.同时通过推导得到了表征感应电流递推关系的因子,该因子的大小可以表征感应电流收敛性的相对好坏.最后通过数值算例验证了感应电流稳定的充分条件,以及利用本文推导的感应电流递推因...
本文使用近邻耦合模型得到的解析解,分析了周期性波导中输入态对量子行走的粒子数的概率分布函数和二阶相干性的影响.结果表明：输入态的对称性质对量子行走过程的二阶相干度有影响,而对粒子数的概率分布函数影响不大.
本文建立了分数阶可停振动系统,其可停振动状态的改变对周期策动力敏感,对零均值随机微小扰动不敏感,这事实上为周期未知微弱信号检测提供了一种新的高效检测方法和判别标准.与现有的利用混沌系统的大尺度周期状态变化检测周期未知弱信号的方法需逐一尝试设置不同频率内置信号以便期望与待检周期信号发生共振不同,利用分数阶可停振动系统的可停...
基于所研制的侧漏型光子晶体光纤,提出并构建了出一种同时检测扭转角度和扭转方向的高灵敏度Sagnac干涉仪型光纤扭转传感器.顺时针扭转时,传感器传输谱向短波长方向偏移;逆时针扭转,向长波长方向偏移.对传感器扭转特性的实验研究结果表明,构成Sagnac干涉仪的侧漏型光子晶体光纤的长度,对扭转敏感系数和扭转角度测量范围起着决定性作用.当光纤长...
基于谐衍射光学元件特殊的色差和热差特性,将谐衍射元件应用于红外搜索成像系统中,设计了一个双光谱宽温度范围的红外搜索跟踪成像系统,该系统工作波段为3.7—4.8μm和8.7—11.3μm,F数为2.5,有效焦距为200mm,全视场角为5,环境温度为–80C—200C.设计结果表明,使用谐衍射透镜不仅可以使系统在两个波段范围成像优良,而且结构简单紧凑、透射比高、具...
喷雾颗粒的浓度、粒径等多参数的同时测量是研究喷雾的关键.对应用全场彩虹技术测量双组分液滴的浓度及粒径分布进行了研究.基于改进的Nussenzweig理论,对液滴折射率和粒径分布采用无分布函数算法进行最优化求解,然后通过折射率与浓度的关系反推液滴浓度.用模拟全场彩虹信号对该算法进行了验证,该算法可准确反演具有单峰分布、双峰分布粒径特征...
采用脉冲电沉积方法制备出高致密、高质量的纳米晶Ni,并对其密度、组织成分和微观结构进行了表征.利用高能粒子加速器产生的1 MeV高能电子为辐照源,研究高能电子在纳米晶Ni和常规粗晶Ni中的能量损失.通过辐照过程中放置的吸收剂量片来准确表征其电子的能量沉积.结果表明,晶粒尺寸对高能电子在材料中的能量沉积有明显的影响, 1 MeV电子在穿过一定...
从低层大气的基本属性出发,利用大气颗粒物中放射性核素的衰变特性与转移速率等相关信息,建立了单位体积大气颗粒物中被吸附的放射性粒子数、衰变粒子数和转移粒子数的数学模型,获得了确定低层大气颗粒物平均滞留时间的新方法.该方法解决了当前相关研究中出现的困惑,说明了大气具有有限的自净功能,给出了大气颗粒物中同一衰变链上各核素达到活度...
本文从实验上研究了超冷 nS Rydberg 原子在外电场脉冲作用下的态转移现象. 采用双光子激发超冷基态原子制备超冷Rydberg原子,通过脉冲场电离法探测超冷Rydberg原子的离子信号,实验研究了由外加脉冲电场产生的nS 能级和多重态的避免交叉, 获得了在外电场脉冲作用下 nS 态原子的态转移现象, 实验与理论计算的结果相一致.
采用波包动力学方法研究了HF分子基电子态的多光子跃迁.激光场由两束频率比为1：2的重合红外脉冲构成.态 ｜0,0〉 作为初始态, 态 ｜4,0〉 与态 ｜4,2〉 分别作为目标态. 计算结果表明, 通过选取不同的共振频率, 可以控制布居跃迁至不同的目标态.两束脉冲间的初相位差可以控制布居转移概率.当初相位差为π/2的偶数倍时,布居转移概率为最大值.当初...
本文基于积分方程法研究并建立了一种模拟横向同性介质中任意各向异性异常体三维电磁响应的高阶广义扩展Born近似（Ho-GEBA）算法.首先利用逐次迭代技术给出积分方程的广义级数展开解,为保证其收敛性,引入一种各向异性条件下满足压缩映射的迭代算子.然后利用异常体区域分解技术,并结合扩展Born近似原理,得到各向异性介质三维电磁响应的Ho-GEBA解...
本文提出一种可产生高增益高次谐波辐射的自由电子激光新结构,将光速调管结构置于振荡器光腔中构成HGHG中的调制器,可以去掉传统HGHG调制器中的种子激光.这种结构可以具有振荡器的高重频、纵向相干和窄带宽等优点.采用GINGER模拟软件对此结构进行详细模拟,在高达12次谐波仍能很好的输出.
在啁啾脉冲放大（CPA）系统中,脉冲的展宽是实现安全有效放大的重要保证.本文介绍了一种新型的由色散棱镜与光栅组合而成的反射式棱栅对展宽器.并利用光线追迹法对色散进行了数值模拟,测量实验结果验证了理论计算的正确性.在此基础上,分析了以棱栅对为展宽器和ZF7玻璃材料为压缩器的下啁啾（down-chirped）脉冲放大系统中的色散比较传统的上啁啾...
非旋转轴对称光学系统波像差理论的建立有利于理解旋转轴对称光学系统的装调误差和离轴三反射光学系统等非旋转轴对称光学系统的选型设计.本文利用旋转轴对称球面光学系统的全口径初级波像差理论推导了子孔径面对称光学系统的初级波像差分布公式,证明了面对称光学系统中的节点像差理论,即除球差外的所有初级像差的零值节点偏离视场中心,而不再是...
弱散射屏产生的远场散斑由一个中央亮斑和一个分布于亮斑周围而与正态散斑类似的散斑结构,根据弱散射屏远场的散斑图样,人们假设弱散射屏产生的像面散斑为均匀背景与正态散斑两者相干叠加的结果,但这种假设与实际像面散斑存在歧异,基于上述情况,本文利用4f高通滤波光学成像系统,研究了高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的统计特性,得出只有表面均...
利用高斯-谢尔模型的交叉谱密度公式和惠更斯衍射积分,得到了部分相干Airy光束的表达式.对不同相干度的部分相干Airy光束的无衍射和横向加速偏移的性质进行了理论分析并予以实验验证,结果一致表明部分相干Airy光束也具有无衍射和横向加速度的特性,而且相干度越低,部分相干Airy光束的无衍射距离越短,横向加速度越小.
本文提出了一种测量液相扩散系数的新方法.该方法用透明毛细管构成液相扩散池,利用毛细管成像法特有的折射率空间分辨测量能力,通过直接观察和记录扩散介质的等折射率薄层在毛细管中的移动规律,基于扩散过程遵循的Fick第二定律计算出液相扩散系数.在25C下研究了丙三醇和纯水间的扩散过程,扩散系数的测量值与全息干涉法的文献报道值之间的相对误...
在数字全息成像中,利用CCD的RGB模式采样全息图时,全息重构像会出现特定的周期性分布.本文从理论和实验上详细研究了这种周期像产生的机理、分布特性和应用.研究结果显示,由于CCD的光谱滤镜会使全息图的RGB三个单色采样阵列出现部分像素信号的缺失,因此,需要通过特定的demosaicing数学算法对缺失的像素信号进行重建以形成完整的单色采样阵列,这...
依据非链式脉冲氟化氘（DF）激光器的反应机理,采用速率方程理论,综合考虑了基态DF分子、D2分子、D原子、F原子对激发态DF分子的消激发作用,建立了非链式脉冲DF激光器反应动力学模型.运用Runge-Kutta法对该模型进行数值计算,得到了增益区内各组分粒子数密度随时间的变化关系.进而运用该模型研究了工作气体配比和输出镜反射率对DF激光器腔内光子...
介绍了一种新型的高能量环形长腔再生放大器,通过对谐振腔的模式分布进行计算,建立了腔长为12m的环形腔再生放大器,在150mJ的抽运能量下,得到了单脉冲能量为20mJ的放大激光输出,对应的转化效率为13.3%,其输出激光的能量远远超过了常规的再生放大器输出激光的单脉冲量.放大激光的输出光谱为30nm,可以支持〈40fs的傅里叶转换极限脉宽.
脉冲激光电化学复合加工可以有效去除激光辐照区域内的电解产物,提高加工效率,改善加工质量.针对高性能金属材料的微细加工要求,采用脉冲激光电化学复合的应力刻蚀加工方法对铝合金的刻蚀特性进行理论和试验研究.通过比较激光直接刻蚀加工和激光电化学复合加工的特点,应用扫描电子显微镜、光学轮廓仪等检测技术分析了刻蚀区域的形貌特征.根据力...
本文基于新型单波长外腔共振和频技术实现了转换效率高、波长可调谐589nm激光的输出,其中基频光波长分别为1583nm和938nm,和频晶体为周期极化铌酸锂.在1583nm激光频率被锁定到外部环形腔腔模后,通过对938nm激光的频率扫描实现了输出功率4.96mW,调谐范围7GHz的589nm激光输出,并采用声光调制器的伺服反馈技术有效提高了输出功率的稳定性.最后采用...
提出了一种采用倾斜脉冲的级联二阶非线性来实现超短激光脉冲压缩的方法.对基于单块BBO晶体中基频光与倍频光群速度匹配的级联二阶非线性的脉冲压缩方案进行了理论分析.对比研究了群速度匹配与失配情况下利用级联二阶非线性进行脉冲压缩的效果,并模拟分析了基频光与倍频光的位相失配量、非线性晶体长度、基频光初始峰值光强和初始脉宽等因素对脉...
对非局域非线性介质中,（1＋1）维表面亮孤子进行了研究,主要考虑了边界对孤子的影响.首先,在归一化系统中,对于给定的边界条件,求出了表面孤子的解析解,得到了表面孤子的临界功率和平衡位置.其次,在数值模拟中,发现当样品宽度太小时,受到边界影响而很难形成表面孤子,只有当样品宽度足够大时,边界对孤子的影响可以忽略,从而形成稳定传输的孤子,...
本文研究了大气湍流和探测光空间相干性对倾斜离轴激光束通过猫眼光学镜头反射光光强特性的影响.研究表明：由于光阑效应以及光束倾斜或离轴,反射光光强出现振荡和非对称分布现象.大气湍流不会改变其非对称性,但湍流中其光强不再振荡.当猫眼光学镜头存在微弱正离焦δmax情况下,轴上光强可达到最大值.猫眼光学镜头焦距越大,所需δmax越大.但是,大气...
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