随着激光器技术的发展,实验室中可获得的激光场强度不断增大,可以观测到各种高度非线性的实验现象,比如原子分子中的电子可以从强激光场中吸收比克服电离能需要的光子数更多的光子而发生电离,被称为阈上电离.这些非线性现象向量子力学的微扰理论提出了挑战,而精确求解含时薛定谔方程的方法只局限在少数的简单原子或分子,并且计算复杂.在这种情形...
利用质量分辨的脉冲电场电离方法结合飞行时间质谱,系统地研究了He,Ar和Xe原子在800 nm飞秒强激光场中的里德堡态激发过程,并将其与非序列双电离过程进行了比较,探讨了激发与非序列双电离过程的区别,以及不同原子里德堡态激发过程的规律性变化.研究结果有助于深入了解强激光场中原子里德堡态激发的物理机理.
基于动量空间和坐标空间含时伪谱方法,通过求解氢原子在强激光作用下的含时薛定谔方程,系统地研究了原子在强激光作用下电离阈值附近的高次谐波发射随着激光电场强度的变化关系.研究发现,随着入射激光强度的增加,九次谐波发射效率呈现周期性振荡结构.结合原子的激发几率计算,发现电离阈值附近的谐波增强与高激发态的布居存在相互竞争关系.
提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布.结果显示:随着激光频率降低,所有分布清楚直观地展现出电子从多光子区域到隧穿区域的转变过程.对线偏振情况,...
该综述回顾了近期解析R矩阵方法结合半经典理论的发展,介绍其应用于线偏振光场下单活跃电子系统中的求解强场电离概率幅的过程[Torlina L,Smirnova O 2012 Phys.Rev.A 86 043408].解析R矩阵方法通过内外区域分割,可以获得对外区光电子的半解析描述.内区能够提供良好定义的边界条件,外区光电子波函数则可近似为Eikonal-Volkov解.进一步,使用稳相...
利用伪谱法数值求解碱金属Na原子在中红外激光场中的含时薛定谔方程,在计算中使用了精确的原子模型势函数,通过该模型势能够得到与实验一致的束缚态能级,从而能够研究Na原子处在激发态时发射高次谐波的特点.研究结果表明,在过垒电离区域,当Na原子初态处于4s或5s激发态时发射的高次谐波在阈值之下具有超连续的特点,通过叠加阈值以下到阈值附近的...
超短超快激光脉冲的出现为人们探索原子分子中超快电子动力学过程提供了强有力的工具.阿秒脉冲和强激光脉冲电场整形技术能够获得电子波包在亚飞秒时间尺度的动力学信息,发展出了一系列阿秒超快光谱学技术,如阿秒条纹相机、阿秒瞬态吸收谱等,成功地应用于原子、分子和固体中电子运动的探测.其中双色激光场就是通过电场整形技术实现电子相干运动...
强场光电子全息因其二维光电子动量谱中携带着电子和离子的时空动力学信息,所以在实验中被发现后迅速成为近年来强场超快物理中的一个热点研究领域.本文主要介绍一种推广的量子轨迹蒙特卡罗计算方法.利用这种方法可在更广泛的实验条件下探讨原子分子光电子全息现象背后深层次的物理机理.与含时薛定谔方程的对比发现利用推广的量子轨迹蒙特卡罗方...
自20世纪60年代激光发明以来,激光与物质的相互作用就一直成为物理学领域的一个重要研究方向.通过最近几十年激光技术的发展,大大拓展了激光的频率、强度及脉宽范围,使得复杂体系在激光场中的激发、辐射及电离过程得到更精细而深入的研究.本文总结了处理单色和双色激光场中双电子原子非序列电离的频域理论;归纳了碰撞-电离和碰撞-激发-电离两种...
本文通过数值求解含时薛定谔方程研究He+在远紫外和红外激光场作用下产生高次谐波的过程.在电子隧穿并从红外激光场获得能量后,其在与母离子碰撞过程中可能吸收额外的远紫外光子,并导致高次谐波中出现以远紫外光子能量为间隔的多重截止结构.我们进一步通过傅里叶频谱分析的方法证实了这一结构产生的物理机制;并分析了高次谐波的多重截止频率强度...
在超短激光脉冲的激发下,原子分子会发生强场阈上电离、高次谐波辐射等高阶非线性的强场物理过程.通过对这些过程中产生的光、电子信号的分析,可以实现对原子分子结构及其超快动力学过程同时具有埃量级空间分辨和亚飞秒量级时间分辨的探测,为人们在极端条件下研究微观世界的物质结构和基本物理过程提供了强大的工具.自2004年发展起来的基于分子...
通过系统研究氮分子高次谐波产生过程中的电子超快动力学过程,实验上发现在中红外飞秒强激光场驱动下高次谐波谱的截止区附近存在清晰的谐波谱极小值.进一步研究表明谐波谱极小值对应的光子能量强烈依赖于驱动激光脉冲的光强和波长,而与分子取向角无关,由此推断该极小值来源于氮分子最高占据分子轨道和次最高占据分子轨道产生的高次谐波之间的相...
利用反旋圆偏振双色飞秒激光脉冲,结合电子-离子三维动量符合测量,实验研究了CO分子的单电离和双电离解离过程.在激光偏振平面内观测到碳离子C~+三叶草状的不对称动量分布.通过调节双色场中基频光和倍频光的相对相位,可以控制C~+的出射方向,实现CO分子的二维不对称解离.
Janus颗粒是两侧具有不同性质的非均质颗粒的统称.利用Pt-SiO2型Janus微球的Pt一侧催化分解H2O2溶液,可以使得颗粒自驱运动.本文首先从实验角度对比了不同粒径、相同浓度下的两类自驱动现象,结果表明在d～O（1μm）时为扩散泳驱动,d～O（10μm）为气泡驱动,二者在运动轨迹、驱动速度上存在很大差异.随后,分析了主导的力学因素,并根据简化后的受力...
基于高阶Taylor展开提出一种改进的光滑粒子流体动力学(CSPH_HT)方法,并试探性地应用于涉及界面变形的黏弹性聚合物熔体充模过程的模拟.首先,针对传统光滑粒子流体动力学(SPH)方法和已有改进SPH方法的缺点,基于高阶Taylor展开,建立了一种新的改进SPH格式.然后通过基准算例验证了新的改进SPH方法的优势.最后,运用改进SPH方法模拟了环形腔和方形腔...
研究磁场、温度及相互作用参数对两量子比特海森伯XY模型的热量子关联影响,其中量子关联用两种改进的几何失协,以及共生度来描述.结果表明:在低温和弱磁场区域,这三个量呈现类似的行为;但是,两种几何失协在对抗温度和磁场上比共生度更强大;在合适的条件下,一种改进的几何失协随磁场的增加而增加,而另一种失协是减小的;特别是,这种改进的几何失协...
基于传统的Kimble-Braunstein量子隐形传态方案,利用纠缠态表象方法导出了平均意义下输出量子态的密度算符表示——输出态算符与输入态、纠缠源的特征函数的关系,以及输出态特征函数与以上特征函数的简洁关系.基于此,对于任意的双模纠缠源,进一步推导了传输相干态的保真度公式——它仅仅表示成纠缠源的Q函数的一个简洁积分.这为保真度计算提供了...
针对经典随机共振检测大参数信号的困难,提出了基于频域信息交换的随机共振方法,并根据相移的单边带信号调制理论阐述了频域信息交换的随机共振机理.为了克服变尺度随机共振采样频比的制约,给出了基于变尺度频域信息交换的随机共振信号检测方法.数值模拟和信号检测性能分析表明,基于变尺度频域信息交换的随机共振方法具有更有效的采样频比,更便...
由于科学技术发展水平的限制,还无法利用处于混沌态的DC-DC变换器来达成一些期望的目标,所以对于DC-DC变换器中的混沌现象几乎都是抑制它的出现.本文针对工作在断续模式的电压型buck-boost变换器的混沌分岔现象,分别采用两种方法控制系统稳定工作在单周期态.第一种是无源延时反馈控制,它具有动态响应速度快、不改变系统频率的优点,但它在扰动过...
考虑复合平板近表面层的黏性模量变化特性,建立激光在复合平板中热弹激发声表面波的有限元模型,系统研究复合平板中声表面波的传播特性,并讨论近表面层的黏性模量、厚度与Lamé常数对声表面波衰减特性的影响,在此基础上,结合理论计算的色散与衰减曲线对声表面波传播特性进行验证.本研究为激光超声技术无损评估复合平板近表面层的力学性能提供理论...
基于高斯光束传输理论,研制了一种透镜焦距动态变化的测试装置,给出了测试机理.并采用该测试装置测试了自制的基于电润湿技术的液体透镜焦距随交流信号的动态变化过程,结果表明,液体透镜的焦距随着工作电压幅值和极性的变化而发生相应变化.在一个周期内,依次出现了4个频率为50 Hz的峰值信号1,2,3和4,峰值1和2分别是由工作电压极性引起的,峰值3和...
提出并验证了一种新型的微波波形产生方案,该方案基于偏振延时干涉技术,仅采用一个激光器和马赫-曾德尔调制器(MZM),通过光子微波技术产生高速率微波波形.利用正弦微波信号对MZM进行调制,通过控制MZM的调制度,同时调节差分延迟线的延时量实现偏振延时干涉技术,成功实现了三角波和方波波形的输出.理论分析了基于偏振延时干涉技术的方波和三角波的...
采用环形腔再生放大及四通放大的两级放大方案,在重复频率100Hz、单脉冲能量75.1mJ的倍频Nd:YAG激光抽运下,通过啁啾脉冲放大飞秒钛宝石激光,获得了单脉冲能量25.4mJ的放大输出,对应能量转换效率33.8%.经光栅压缩器补偿色散后的单脉冲能量为18.3mJ,脉冲宽度为37.8 fs,对应峰值功率0.48 TW.测量其脉冲能量稳定性为3.6%,光束质量M~2因子在X和Y方向...
采用约化的磁流体力学模型,数值研究了柱位形等离子体中q剖面和极向旋转剖面对q=1撕裂模不稳定性和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性的影响.随着旋转强度的增加,m/n=1/1模被逐渐抑制,而高阶谐波模式(如m/n=2/2,m/n=3/3等)会经历四个区间:撕裂模失稳区间、撕裂模致稳区间、稳定窗口区间和K-H不稳定性激发区间.更进一步,我们发现,m/n=1/1模的增长率...
采用自洽场理论研究了AB两嵌段共聚物受限于交替接枝两种不同性质的聚合物刷平行板间的相行为.考虑了嵌段共聚物对称性、聚合物刷接枝周期、聚合物刷体积分数、平板间距以及AB嵌段间的相互作用参数对体系相形貌的影响,获得了四角柱状与六角柱状的交替相、四角柱状与八角柱状的交替相、平行的斜层状相以及弯层状相等结构;同时发现,接枝周期性混合...
利用扫描隧道显微镜研究水分子在吸附有氧原子的Cu(110)表面的吸附与分解过程.室温条件下,氧原子(O)在Cu(110)表面吸附并自组装形成规则的沿[001]方向的(2×1)Cu-O链状结构.将吸附有氧原子的Cu(110)样品置于77 K低温条件下观察水分子的吸附与分解,发现在低温下水分子通过氢键与Cu-O链中的氧原子键合而吸附于Cu-O链的顶部和周围,吸附于Cu-O链周围...
基于量子霍尔效应的整数值量子电阻标准计量器件,能够有效缩短电阻的量值传递链,减少传递过程引入的不确定度,实现电阻传递的量子化和扁平化.本文系统报告了基于GaAs/AlxGa1-xAs异质结的1k?量子霍尔阵列电阻标准器件的设计、制作和测试.该器件在1.5K下的测量结果与设计值的相对偏差为-1.96×10-7,测试数据的离散性为2.07×10-7.表明我们实现了1 k?...
基于自由电子近似和Winful的隧穿时间模型,研究了普通金属/自旋过滤层/非磁绝缘层/自旋过滤层/普通金属(NM/SF/I/SF/NM)双自旋过滤隧道结中自旋相关的居留时间(dwell time)和相位时间(phase time).分别以居留时间和相位时间随入射电子能量、势垒高度和势垒宽度、以及分子场大小的变化情况做了讨论.计算结果表明:在低能隧穿区域(入射电子的能量小...
采用改进后的顶部籽晶熔渗生长(M-TSIG)工艺,通过在固相先驱粉体中掺杂不同含量的BaO来有效地抑制GdBCO样品生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,从而成功地制备出了一系列单畴Gd BCO超导块材,并且对样品的宏观形貌、磁悬浮力、捕获磁通密度及临界温度等超导性能进行了研究.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品的熔化温度(T_m)及包晶反应温度(T_p)均出...
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