周期场中片状束输运的分叉与混沌行为

强流技术的基本问题之一是它的空间电荷和束流的稳定性。利用片状束在周期场中的聚焦和输运可将问题减至最小。引入非线性和运动阻尼,在经典物理框架内,把周期场中片状束的冷腔运动方程化为广义的Mathieu方程。利用Melnikov方法分析了系统的次谐分叉和Smale马蹄混沌;并对系统的临界条件进行了讨论。结果表明,系统稳定性与它的参数有关,只需适当调节参数原则上可以保证系统的稳定性。     

周期弯曲晶体的摆动场辐射作为短波长激光的可能性

指出了用传统方法把自由电子激光(FEL)推向更短波长将在技术上遇到严重挑战,并试图寻找新的光源.在周期弯曲晶体中作沟道运动的粒子,在沟道辐射的同时,还将不断产生摆动场辐射.在摆动场轨道曲率最大或最小处,摆动场辐射与粒子束平行,情况与自由电子激光类似.在摆动场轨道曲率相继最大(或最小)处产生的光子是受激的,且频率比常规自由电子激光高得多.在简谐近似下,描述了沟道辐射和摆动场辐射频率与频谱分布,讨论了沟道辐射和摆动场辐射之间的关系,分析了利用晶体摆动场辐射作为X-激光或γ-激光的可能性.     

时空周期场与非相对论粒子的电磁辐射

寻找新光源,特别是短波长激光光源引起了人们的广泛兴趣.在时空周期场中运动的带电粒子表现出了预期的行为.指出了置于外场中的超晶格是典型的时空周期场.假设掺杂超晶格的导带底是周期调制的,在经典力学框架内,将非相对论粒子在时空周期场中的运动方程化为带有阻尼项和受迫项的摆方程.在无阻尼情况下,利用摄动法导出了系统的一阶近似解,讨论了高次谐波辐射和辐射强度;用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性.在阻尼情况下,利用Melnikov方法讨论了系统的临界特征和混沌行为.结果表明,非相对论粒子的高次谐波辐射存在局部极大,可望作为短波长激光光源.由于系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的稳定性就能得到保证.     

曲率补偿基准源设计及其电源噪声抑制分析

基于传统基准源的研究和分析,利用低压差调整器的原理和结构,通过插入失调电压对基准进行曲率补偿,得到一种新型曲率补偿CMOS带隙基准电压源.对基准源的低频电源噪声抑制和系统稳定性进行了推导和分析.测试结果表明,在20～100 ℃的温度范围内,基准电压在1.31235～1.31241 V,温度系数约为1 ppm/℃,低频下PSRR提高到90 dB;电路功耗为2.18 mW,版图面积为0.09 mm2.     

基于Kahan方法的磁流变抛光凸元件几何特性分析北大核心CSCD

凸光学元件在磁流变抛光区域的几何特性对制造高精度、高表面完整性光学元件有重要影响,凸光学元件曲率、嵌入深度与角度的变化将引起磁流变抛光区域压力场的变化。为了研究凸光学元件不同的曲率、嵌入深度与嵌入角度下抛光区域的压力场,首先通过建立磁流变抛光过程中压力模型,对抛光区域的压力进行分析;其次基于Kahan数值方法建立了多场耦合积分的快速计算方法。最后,计算凸光学元件在不同曲率、嵌入深度及角度下得到磁流变抛光区域压力场分布,研究凸元件在磁流变抛光区域受几何特性影响的工艺规律;得出结论:在磁流变抛光过程中通过改变凸光学元件曲率、相同曲率下的嵌入深度以及角度的情况下,当加工凸元件曲率增大时,磁流变抛光区域压力场会随之增大;当凸元件曲率一定、嵌入深度逐渐变深时,磁流变抛光区域压力场会增大;当凸元件曲率一定、嵌入角度增加时,磁流变抛光区域压力场会随角度先增大再减小。     

引入曲率与角度校正的柔性机构三维形状多芯光纤重构方法

为提高柔性机构三维位形参数光纤测量精度,提出了基于曲率与角度校正的多芯光纤三维形状重构方法。通过引入方向角和曲率校正系数,改进了柔性三维形变多芯光纤重构算法;利用准分子激光器和相位掩膜法制备了多芯光纤光栅传感阵列,建立了多芯光纤三维形状重构实验系统;实验测量了不同曲率比例因子下的形状重构误差,分析了曲率与角度校正前后形状重构误差;通过对应变进行了三次样条插值,并对方向角和曲率进行了校正,得到了形状重构误差平均值为0.74 mm、最大值为1.64 mm;利用校正后的多芯光纤传感系统进行三维螺旋形变重构实验,得出重构精度提高了10.2%。研究结果表明,基于曲率与角度校正的多芯光纤三维形状重构方法具有更高精度,在柔性机构三维位形实时监测中具有应用前景。     

周期弯晶中带电粒子运动的相平面特征及其稳定性

研究表明,为了获得可利用的参数X-射线辐射或晶体摆动场辐射,系统必须是稳定的。在经典力学框架内和小振幅近似下,分析了晶体弯曲、辐射衰减、晶格热振动、电子多重散射和相互作用的非线性等因素对系统稳定性的影响。结果表明,系统的稳定性与它的参数有关,适当调节系统参数,可以保证系统是稳定的。     

Cl掺杂对n-Cu2O的光电性能的影响

试图用传统方法把自由电子激光推向更短波长在技术上遇到了严重挑战。利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源引起了人们的广泛注意。利用Lindhard势, 在经典力学框架内把粒子运动方程化为广义Duffing方程, 利用平均法分析了粒子在次共振附近的运动行为; 并对系统的跳跃现象和临界特征进行了讨论。结果表明, 系统的稳定性与其参数有关, 只需适当调节这些参数, 稳定性就可以在原则上得到保证。     

平均法与晶体摆动场辐射的次共振行为

试图用传统方法把自由电子激光推向更短波长在技术上遇到了严重挑战.利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源引起了人们的广泛注意.利用Lindhard势,在经典力学框架内把粒子运动方程化为广义Duffing方程,利用平均法分析了粒子在次共振附近的运动行为;并对系统的跳跃现象和临界特征进行了讨论.结果表明,系统的稳定性与其参数有关,只需适当调节这些参数,稳定性就可以在原则上得到保证.     

开放的V型双色泵浦系统频率上转换区域的非线性效应

给出了开放的V型双色泵浦无粒子数反转激光系统精确的定态非线性解析解,利用从这个解析解得到的数值计算结果分析了在频率上转换区域非线性对系统增益、色散、能级粒子数差和泵浦场泵浦速率阈值的影响,最后讨论了系统的定态稳定性。     

晶体摆动场辐射与共振线附近的动力学行为

在人们寻找新光源,特别是短波长激光光源的探索中弯晶起到了十分重要的作用,参数X-射线辐射射和晶体摆动场辐射引起了人们极大注意。为了成功获得参数X-射线辐射和晶体摆动场辐射,系统必须是稳定的。分析了晶体弯曲、辐射衰减、晶格热振动、电子多重散射和相互作用的非线性等因素对系统稳定性的影响。在经典力学框架内和小振幅近似下,把粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项和固定力矩的广义摆方程。用摄动法讨论系统在1/2和1/3超共振附近的运动行为,发现了共振曲线的后弯和跳跃现象。临界条件的分析表明,系统的稳定性与它的参数有关,适当调节系统参数,就可以保证系统是稳定的。     

1.5 μm DFB半导体激光器HCN吸收稳频技术

在远距离相干测量系统中,分布反馈式半导体激光器（DFB-LD）以其直接高速调制特性、低成本、可批量生产等优势成为精密遥测系统的核心光源,因此对DFB-LD的窄线宽和短时频率稳定性提出了更高的要求。为了实现DFB-LD的频率稳定,通过边频锁定与光电反馈回路的方法将激光频率锁定在H13C14N气体吸收谱线1548.956 nm的一侧。将光电探测模块、后续误差信号生成与处理模块和激光器驱动模块集成在一块模拟电路板上,从而有效地降低了系统的噪声;使用除法器代替减法器来产生鉴频信号,大大提高了系统灵敏度和稳频精度;通过这两项技术的改进,将DFB-LD的秒级频率稳定度提高了两个数量级,从稳频前的秒级频率稳定度3.67 × 10?8提高到稳频后的秒级频率稳定度2.34×10?10。实验结果表明,该DFB-LD稳频方案具有高的稳频精度,且系统结构简单、体积小、可批量生产,适合于无人机机载应用场景,是远距离相干测量系统的理想光源。     

水平大气传输中部分相干光的光强分布及 相干特性

利用光束的交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强分布和相干长度的表达式, 并基于该表达式就光源不同 相干参数、不同湍流强度对部分相干光在水平大气传输中的光强分布和相干长度的影响效应进行了数值模拟, 且与 完全相干光进行了比较分析。研究结果表明: 在自由空间传输过程中光强分布主要受衍射引起的展宽影响, 光源相干 参数越大光束的相干长度值越大。在湍流大气中, 光源相干参数越大光强分布和相干长度受湍流大气强度变化影响 越小。随着湍流强度和传输距离的增加, 光束展宽效应增加, 同时由于湍流叠加效应导致光束的相干长度下降。     

部分相干成像系统分辨极限研究

部分相干理论的引入丰富了光学成像分辨领域的研究,相较于理想情况下的完全相干和完全非相干光照明两点成像系统,部分相干成像系统的分辨率显著提升。本文设计了部分相干光照明两点成像系统,建立像面光强分布的数学模型,利用MATLAB仿真模拟不同空间相干性光源产生的辐射特性和两点间距对成像分辨的影响;并给出部分相干成像系统分辨极限的判定方法:当且仅当像面光强分布的峰值和谷值相等时可判定两点光源恰可分辨;以及不同相干度的光源照明成像系统分辨率的计算方法和差异。同时设计并搭建实验平台,实验结果验证了相干度分别为0、0.9和1.0时,成像分辨极限分别为1.0 mm、1.4 mm和1.5 mm,误差范围小于5%,说明实验结果与理论结果吻合。     

部分相干光经色差透镜聚焦后的光谱开关现象

实验研究了宽带部分相干光被会聚透镜聚焦，着重研究了聚焦透镜的色差效应对在透镜几何成像面的聚焦光场光谱的影响。结果表明，与入射光的光谱相比，在几何成像面的某些点部分相干光的归一化光谱呈现蓝移，而另一些点则呈现了红移；特别是某些点处光归一化光谱分裂为2个波峰，在临界点处光谱位移发生突变，即出现了光谱开关现象；归一化光谱的2个波峰在一些点处还可以继续分裂，且在临界点处的归一化光谱短波长区域再次出现光谱开关现象。这一结果对光谱的高精度测量以及新型的光谱开关的研究具有较重要的意义。     

晶体摆动场与周期弯晶作为γ-速调管的可能性

 寻找新光源,特别是短波长相干光源一直是人们努力追求的目标.将晶体摆动场同速调管技术相结合可望获得短波长相干光源,特别是相干的γ-光源.文章通过晶体摆动场莱塞效应分析,讨论了周期弯晶作为γ-速调管的可能性.在经典力学框架内和小增益近似下,把晶体摆动场中的粒子纵向运动方程化为经典的摆方程,并用摄动法导出了系统的能量增益.结果表明,当弯晶作为放大器模式工作时,要求的束流强度比较高,在级联速调管工作模式下束流强度要求可降低3-4个量级,完全位于当今加速器技术能力范围内.     

Effect of phase shift position on spectral linewidth of the π/2distributed feedback laser diode

The dependence of the spectral linewidth on the phase shift position (PSP) of a phase-shifted distributed-feedback (DFB) laser diode is investigated theoretically, using the coupled wave model. In particular, the analysis is performed to find an optimum PSP so as to minimize the spectral linewidth of the laser diode. This optimum PSP is compared to that obtained by maximizing the stability of the laser oscillation. Since both narrow spectral linewidth and good stability are essential for the light source in coherent optical communications, the analysis revealed the suitability of using phase-shifted DFB laser diodes in coherent transmissions     

Introduction a l’optique métaxiale

Metaxial optics appear first as a continuation of classical paraxial optics by studying the light transfer operated by an optical system, but here for any position of the screen. This is done in a higher order approximation where transfer surfaces are represented by their osculating spheres. In opposition to geometrical axiomatics, only diffractionprocesses are used to describe light transfer; this is done with the help of spacetime operators acting on an essentially polychromatic random electromagnetic field and simultaneously on its statistical properties, mainly coherence. A discontinuity in the medium does not affect the essential aspect of diffraction in homogeneous medium concerning the general transfer, as represented by the trilogy: Fourier transform, spatial filtering and curvature transparency, wich appear successively. It’s specificity consist in inserting in addition a coherent image of the object in the output medium. Such an image behaves like a secondary source for any screen located in this medium. An undiaphragmed centered system shows the same properties: coherent and aplanetic imaging on an image sphere, structural trilogy for any screen. Those different aspects, as well as their implications for fieldcoherence duality, are studied in detail in the general framework of a partially coherent object and emphasized for the specific case of spatial incoherence. At last, it is consequent to note that the metaxial theory keeps his validity strictly, when applied to any electromagnetic systems, especially radioelectrical ones, and even to acoustical systems.