研究了一类飞秒脉冲激光对纳米金属薄膜传导模型。首先求出一个特殊模型的精确解析解，然后利用泛函同伦映射理论和方法，得到了相应模型的任意次近似解析解。最后论述了解的意义。
数值模拟的一个重要误差来源是模式物理参数，为提高模拟准确率，如何改进模式物理参数是亟需解决的问题。本文对经典四维变分同化技术进行了改进，提出了一种新的利用观测资料来同时优化模式初始场和物理参数的扩展四维变分同化方法，并以Ekman边界层模式和Lorenz模式为例进行了数值试验。结果表明，利用本文提出的新方法，通过对观测资料的变...
利用二阶矢量位和洛伦兹互易定理，解析求解了导电、导磁金属管道外任意放置线圈激励下非轴对称涡流场的频域解。利用求频域式极点处留数的方法求解拉普拉斯反变换，得到了脉冲电流激励下检测线圈两端感应电压以及管壁内脉冲涡流分布的时域解析式。分析比较了不同线圈放置方式下管壁内脉冲涡流的分布和扩散过程，以及感应电压对管壁的灵敏度。研...
给出了在量子物理学、量子统计学、算符排序理论、矩阵论以及控制理论中有着重要用途的复合函数算符的一般微分法则，利用这一法则研究了Wigner算符和Weyl对应规则中的积分问题，证明了两类典型的算符恒等公式。给出了Wigner算符的有序算符内的微分形式，并得到了一些重要函数的新的微分式。最后，引入了一个参数型的Wigner算符来统一正规序、We...
中尺度沙尘暴是美国内华达州、我国北部及中东国家等地沙尘天气的常见形式.为了研究中尺度沙尘暴对量子卫星通信信道的影响,首先分析了沙尘暴的物理特性,根据中尺度沙尘暴的扩散模型,提出了中尺度沙尘特性与量子纠缠度的关系；然后仿真了沙尘特性对量子卫星信道参数的影响.结果表明,如果沙尘扩散时间为12 h,中尺度沙尘粒子半径分别为1和25μm,则...
利用围路积分表达的计算系统热力学势的一个公式，得到被一维谐振子势限制、有垂直磁场作用的三维自由电子气的在任意温度下的热力学势的精确解析表达式。然后利用其研究了不同温度和尺度区域内磁化强度、磁化率和比热随磁场强度的变化情况。研究表明，低温下磁化强度、磁化率和比热随磁场强度变化出现振荡现象，其中比热还会出现两种不同的振荡...
在三维（3 dimensional,3D）空间域信道建模中,针对波达信号仰角（elevation angle, EA）在不同覆盖区散射体环境中的分布,提出了指数型EA仰角概率密度函数并对其信道特征实现建模。在假设波达信号方位谱为均匀分布时,采用近似算法在对称和非对称两种情况下导出其多普勒功率谱密度（power spectral density, PSD）闭合表达式。从分析结果可发现P...
针对受高斯白噪声激励的非线性随机系统，提出了使状态响应的概率密度函数形状跟踪期望形状的调节方法。首先，确立了非线性随机系统的多项式反馈机制，同时对系统中的非线性部分进行多项式展开；然后，以Fokker-Planck-Kolmogorov方程为工具，导出了与控制增益相关的各阶矩递推方程，并根据跟踪问题的要求，构造了矩逼近优化问题，用梯度搜索法...
交通流时间序列在不同时间尺度上具有不同的波动特征。为了分析交通流的突变特征，以一段实际的交通流量序列为研究对象进行实证研究。采用小波变换的方法求得交通流在不同尺度上的突变点，按照小波函数过零点数目将交通流的尺度划分为若干层次，并分析了交通流突变的层次性。计算表明：以突变点数目为测度时，在一定的尺度范围内，交通流在突变...
利用单模光纤中的光弹效应和交叉相位调制（XPM）效应，提出了一种频率分辨光学开关法测量超短脉冲的新方案。在本方案中，单模光纤的前一部分产生可变延迟，后一部分作为非线性介质产生非线性效应。该方案只需一根单模光纤，无须复杂的光路校准，结构简单，损耗低；光纤中的XPM效应易发生，无须相位匹配。对提出的方案进行了数值模拟，采用基于...
提出了基于微椭球型空气腔的在线型光纤复合法布里-珀罗干涉结构,并对其折射率传感特性进行了研究.椭球型空气微腔是利用光纤熔接机对实芯光子晶体光纤和单模光纤以特定的熔接参数熔接形成.用高斯光束模型和ABCD法则分析了椭球型空气腔的腔内损耗,建立了电磁场在复合法布里-珀罗干涉结构中传播的物理模型.根据腔长比值的不同,环境折射率对干涉条...
提出了一种利用数学变换来快速设计环形汇聚光栅反射镜的方法.通过分析具体的物理场景,抽象出已有条形汇聚光栅的“线”汇聚特性与所要设计的“点”汇聚特性在数学上对应的变换关系,然后用该数学变换对条形汇聚光栅进行外形上的变换,外形变换后的条形光栅即为可以实现“点”汇聚的环形光栅.用有限元算法对设计的环形汇聚光栅进行仿真,仿真证明采...
利用密度泛函理论TPSSh方法对B采用6-311＋G（d）,对Y采用Lanl2dz相对论有效势基组,研究了BnY （n=1—11）团簇的平均结合能、二阶能量差分、最高分子占据轨道和最低空轨道之间的能级间隙、极化率和第一静态超极化率等物理化学性质。结果表明,随着尺寸的增大, BnY （n=1—11）团簇的最低能量结构从平面逐步演变为立体结构。随硼原子数n的增加,团...
运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了小尺寸锐钛矿相（n,0）型TiO2纳米管（D〈16A）的几何构型、电子结构和光学性质。结果表明：随着管径增大,体系单位TiO2分子的形成能降低,体系趋于稳定；在管径14A左右,（n,0）型TiO2纳米管会发生一次构型的转变。能带分析显示, TiO2纳米管的电子态比较局域化,小管径下（D〈14A）其导电性更好；...
采用简化库仑爆炸模型对强激光脉冲照射氘代乙烷团簇发生的库仑爆炸过程进行数值模拟,研究了氘代乙烷团簇爆炸产生的氘核动能、中子产额与团簇尺寸的关系,且与氘代甲烷团簇产生的氘核动能及中子产额进行了比较.研究表明,尺寸为5 nm的氘代乙烷团簇在发生库仑爆炸后氘核的最大动能为20.96 keV,获得的中子产额为6.31×10^5,比同尺寸氘代甲烷团簇产生...
将修正的等效电流近似法与图形计算电磁学法相结合引入到热防护层覆盖弹体目标的电磁散射问题的研究中。应用修正的等效电流近似法对介质和有耗表面进行散射计算，结合图形计算电磁学法，借助于计算机显示技术，将三维目标图形在计算机屏幕上投影，由图形加速卡完成遮挡和消隐工作，利用图形计算电磁学的积分公式，把三维空间的计算转化为二维空...
利用超材料概念，通过在接地面上蚀刻条形缝隙图案，并引入“八木”天线中的反射器和引向器的设计思想，设计并且制作了一种超宽带强定向型贴片天线.仿真结果表明，天线相对带宽为65.3%（6.9—13.6 GHz），带内回波损耗均在-10 dB以下，整个频段内天线的增益均在4.4 dBi以上.由于接地板上蚀刻的超材料结构的左手特性影响了天线介质基底的等效媒...
涡旋光束的产生、传输与应用是当前光学领域热门的研究课题之一。本文提出的新型多环涡旋光束，包括双环涡旋及三环涡旋光束，它是由多束携带不同拓扑电荷数且束腰半径不同的拉盖尔-高斯涡旋光束共轴叠加而成，其光强分布为多环结构。从理论上研究了多环涡旋光束的形成与分布特征，基于共轭对称延拓Fourier计算全息方法生成了多环涡旋光束的计算...
像面数字全息是数字全息技术中常用的测量和成像方式，它通常采用离散傅里叶变换和频率滤波的方法进行物光波的重建。本文讨论了这些算法对重建相位的影响。首先分析了频谱泄露对于相位误差的影响，结果表明当采样周期为整数时，重建相位误差很小，因此具有极高的相位重建精度；而当不满足整周期采样时，相位重建误差有了明显的增加。为了改善频...
提出了一种基于数字全息技术测定涡旋光束拓扑电荷数的方法。该方法通过数字全息技术获取涡旋光束和参考光的全息图并重构出涡旋光束的波前相位，判定相位围绕相位奇点的周期性分布来测定涡旋光束的拓扑电荷数。在拓扑电荷数取值分别为整数和分数的情况下，通过对数值模拟和实验结果的比较，表明该方法能够较准确地测定出拓扑电荷数。
腔内中性原子的长时间控制与俘获一直是腔量子电动力学（QED）中的一个难题,极大地制约了人们相干操控单原子及其与光相互作用的研究.基于传统Fabry-Perot光学腔,设计了一套易于内腔原子操控的强耦合腔QED系统,其典型参数为：腔长3.5 mm精细度约为57000,（g0,κ,γ）=2π×（1.48,0.375,2.61） MHz,临界光子数和原子数分别为1.54和0.89.该系统的特点...
对于强耦合腔量子电动力学系统中以自由下落方式转移原子与腔模强耦合作用过程进行了实验研究,并在理论上利用蒙特卡罗方法对整个实验过程进行了模拟。根据模拟的高精度光学微腔实时记录的原子穿腔信号,获得了原子与腔模相互作用以及冷原子的参数等基本信息,包括不同初始条件下原子与腔模相互作用时腔的透射谱、单个原子在腔内的驻留时间、原子...
设计和构建了波长为355,532和1064 nm的多波长米散射激光雷达系统,并研究了多波长激光雷达信号数据处理和反演算法,实现了对地表气溶胶的探测；利用该激光雷达对2013年冬季西安市上空大气进行了探测,研究分析了雾霾天、晴天和有云天气的混合层高度、气溶胶消光特征和粒径分布特征.分析比较了不同波长探测到的混合层高度变化情况.在雾霾天,大气混...
结合表面缺陷半无限光子晶体Tamm态与多孔硅光学传感机理,在光子晶体表面缺陷腔中引入多孔硅,并利用其高效的承载机制,提出基于多孔硅表面缺陷光子晶体Tamm态的折射率传感结构.在半无限光子晶体中缺陷腔与原来的周期性分层介质结构的界面上存在Tamm态,通过入射角度调制使其在缺陷腔中实现多次全反射,并在缺陷腔中加入吸收介质,使谐振波长在缺陷...
利用飞秒光电子影像技术研究了碘甲烷分子在飞秒强激光场作用下的多光子电离动力学，在实验上实现了运用飞秒强场多光子电离技术对多原子分子离子的振动量子态进行光学操控.提高了飞秒激光的强度，从1.6×10^13 W/cm^2提高到2.5×10^13 W/cm^2.在增大的激光强度范围内，发现了新的能量组分，并对此进行归属.通过采集光电离的光电子影像可以得到强...
采用基于壳模型的分子动力学模拟方法,研究了存在外延压应变时BaTiO3铁电体的辐射位移效应,以O原子作为初冲原子（primary knock-on atom, PKA）,能量为1 keV,方向为[001],分别计算了外延压应变为0,0.4%,0.8%,1.2%,1.6%,2.0%时体系的缺陷数量、分布,以及辐射前后的极化强度,比较了压应变为2%以及无应变下损伤区域、缺陷离位距离和反向外电场下PK...
微孔洞显著地影响着脆性材料的冲击响应，理解其介观演化机制和宏观响应规律将使微孔洞有利于而无害于脆性材料的工程应用。通过建立能够准确表现材料弹性性质和断裂演化的格点-弹簧模型，本文揭示了孔洞的演化对于脆性材料的影响。冲击下孔洞导致的塌缩变形和从孔洞发射的剪切裂纹所导致的滑移变形产生了显著的应力松弛，并调制了冲击波的传播...
研究了非晶氧化钛薄膜沉积过程中入射钛离子能量对表面结构形成机理以及薄膜特性的影响。模拟结果表明，通过提高入射钛离子能量，可以有效降低成膜表面粗糙度，从而减小薄膜表面的光学散射损耗。研究发现，当入射离子能量提高后，薄膜生长模式从“岛”状生长过渡到了“层”状生长，且离子入射点附近的平均扩散系数也有显著增加，这有利于形成更...
通过基于密度泛函理论的第一性原理计算，对光催化水解半导体Ag2 ZnSnS4的改性方案做了理论研究。在与同类化合物的带边位置比较后发现， Cu与Ge共掺杂能够在Ag2 ZnSnS4中实现禁带宽度和带边位置的双重调节，从而使其能带结构优化到光催化水解最为理想的状态。另外， CuGaSe2可与Ag2 ZnSnS4形成type-II型带阶结构，制备它们的异质结同样可用于提...
为了突破传统横向双扩散金属-氧化物-半导体器件（lateral double-diffused MOSFET）击穿电压与比导通电阻的极限关系,本文在缓冲层横向双扩散超结功率器件（super junction LDMOS-SJ LDMOS）结构基础上,提出了具有缓冲层分区新型SJ-LDMOS结构.新结构利用电场调制效应将分区缓冲层产生的电场峰引入超结（super junction）表面而优化了SJ-LDMOS的...
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