光电子学

一、电子的量子机制 1引言 2量子机制的假设 3与时间无关的薛定谔方程 3.1稳态 3.2一维电势中稳态的计算 4量子阱 4.1普通情况 4.2无穷大方阱 5与时间无关的扰动理论 6与时间有关的扰动和跃迁概率     

真空零点场对原子稳定性的贡献

通常认为量子力学回答了原子的稳定性问题,因为定态薛定谔方程有一个取最低能量的基态解。但定态薛定谔方程只考虑了电子与原子核间的库仑相互作用,没有考虑运动带电体的辐射问题。即使对处于基态的电子,它也有交变电偶极矩。利用交变电偶极矩与外场的相互作用,我们才能处理电子由基态到较高能态的跃迁问题。按照电磁理论,有交变电偶极矩就会有电磁辐射,因此原子基态的稳定性问题仍需进一步的说明。本文利用真空零点场与原子的相互作用来说明基态原子的稳定性。     

《权力的游戏》角色动画特效制作解析

文章结合对《权利的游戏》特效制作团队特效执行制片人Jan Fiedler的访谈,就热播美剧《权利的游戏》中角色动画及数字绘景的多重应用进行了解析.     

薛定谔方程中包络孤子运动及相互作用的辛算法模拟

给出并证明了薛定谔方程中高斯包络孤子的表达式.针对该高斯包络孤子进一步提出了薛定谔方程中存在高斯包络孤子相互作用的情况;针对薛定谔方程提出其辛算法.通过分离波函数实部和虚部把薛定谔方程变换成标准的哈密顿正则方程组,对正则方程进行欧拉中心差分离散实现辛算法.给出了辛算法的守恒量,并证明了其稳定性.对薛定谔方程中的高斯包络孤子运动及多孤子相互作用过程进行了数值仿真,实验结果证明了所提观点的正确性及辛算法的有效性.     

强场高次谐波的一维短程势模拟

通过数值求解一维短程势含时薛定谔方程,研究了不同频率激光作用下,原子的电离几率,束缚态粒子数布居和谐波辐射随激光强度的变化.结果表明,谐波次数和强度随原子电离几率的增大而增加,基态粒子数布居与电离几率之间具有反比关系,都吴现出强烈振荡的性质.结果表明,高次谐波主要是从连续态到基态的跃迁产生的.     

耦合二能级原子与压缩真空场相互作用过程中原子布居态几率的动力学性质

采用相互作用绘景，用完全量子化的方法研究了两个耦合二能级原子与压缩真空场相互作用过程中，原子能级布居几率的量子动力学性质，讨论了原子间耦合系数、原子场模间的耦合系数、压缩参数对原子布居态几率的影响。     

耦合二能级双原子与压缩光场相互作用平均光子数的演化

采用相互作用绘景,利用全量子化方法研究了压缩相干态光场与两个耦合二能级原子相互作用过程中,光子统计演化的规律;讨论了光场的压缩因子γ,相干振幅分量模平方|α|2、原子-场的耦合系数λ和原子间的耦合系数g对受激辐射场的平均光子数〈n(t)〉的影响,并揭示了它们之间的联系.     

PMD的统计特性及其对光脉冲传播的影响

由耦合非线性薛定谔方程可以得出与光纤参数有关的琼斯矩阵。文章采用此法得到的琼斯矩阵法研究了一阶偏振模色散(PMD)的统计特性,并通过求解耦合非线性薛定谔方程仿真了PMD对于光脉冲传输的影响。     

广义变系数(3+1)-维非线性薛定谔方程的有限对称群解

基于推广的对称群方法和符号计算,研究了变系数非线性薛定谔方程的有限对称群解。 我们构造了标准的(3+1)-维非线性薛定谔方程和带色散项、非线性项和增益或损耗项的(3+1)-维非线性薛定谔方程的对称变换。 利用该变换,我们从标准的(3+1)-维非线性薛定谔方程中得到了(3+1)-维变系数非线性薛定谔方程丰富的精确解。     

极坐标系和椭圆坐标系下薛定谔方程及其解的研究

给出极坐标系和椭圆坐标系下薛定谔方程的表达式后,分别在这两种坐标下对特定的薛定谔方程进行求解,然后利用计算机模拟功能,得出了电子的基态能量和概率密度分布。最后对其结果进行了分析。     

长波量子阱红外探测器材料技术研究

针对红外探测应用开展了长波GaAs/AlGaAs量子阱材料技术研究。系统地介绍了量子阱红外探测器材料的材料设计、生长和表征。基于一维薛定谔方程的求解获得量子阱材料的能带结构,进行量子阱材料的设计。采用分子束外延技术进行量子阱材料的生长研究。对量子阱材料的室温光荧光谱和高分辨率X射线衍射测试结果表现出材料高度晶格完整性以及平整界面。基于布鲁斯特角配置的傅立叶红外光谱测试获得了量子阱材料子带间跃迁吸收产生的红外吸收谱。采用该材料制备出高性能的量子阱红外焦平面探测器。     

I_(2)^(+)离子低能电子态的计算和光谱研究北大核心CSCD

采用高精度从头算方法对I_(2)^(+)离子最小的四个Ω子态(X^(2)Π_(3/2,g),X^(2)Π_(1/2,g),A^(2)Π_(3/2,u)和A^(2)Π_(1/2,u))进行了研究,并与实验获得的高分辨率吸收光谱进行了比较。首先利用多参考组态相互作用(MRCI)方法计算了四个Ω电子态的势能曲线,求解了一维径向薛定谔方程,并推导出各电子态的振动-转动能级。随后利用拟合获得的相应光谱参数和计算得到的跃迁偶极矩矩阵元,计算了A^(2)Π_(3/2,u)-X^(2)Π_(3/2,g)系统的υ′=11−19和υ″=1−5的45个带的跃迁强度,并计算了A^(2)Π_(3/2,u)态的υ′=11−19振动能级的辐射寿命。最后,计算给出了I_(2)^(+)的A^(2)Π_(1/2,u)Ω子态的较高振动能级的预解离寿命,并讨论了其预离解机理。     

高速光纤通信系统中偏振模色散的研究方法分析

目前偏振模色散(PMD)已成为长距离高速率数据和模拟系统的主要限制因素。主要分析讨论了PMD的几种研究方法:琼斯矩阵法、斯托克斯空间法和耦合非线性薛定谔方程。耦合非线性薛定谔方程多用于PMD对光纤传输系统性能的影响分析,文中对分步傅里叶法数值解非线性方程进行了详细的分析。     

银蒸汽中的紫外激光作用

科罗伦多州立大学和国家标准局研究组共同发现了银的种新的可见激光跃迁，并进而寻求类似的紫外跃迁。J. R. McNeil等用空心银阴极中氖或氦的放电激发扩展了这一研究。他们在氖放电中发现了处于286和386毫微米之间的6条新的银激光跃迁，当使用氦时，又有另2种220毫微米范围的电离银跃迁。后两种跃迁，即224.3和227.8毫微米，是迄今报道的最短的连续波激光跃迁。最强的跃迁在318.1毫微米、使用特殊的反射镜产生360毫瓦以上的功率。     

测温技术中CARS谱的模拟计算

详细地介绍了N_2CARS光谱的模拟计算过程以及在公式推导和计算中的近似。给出了激光线宽对CARS光谱展宽的简化卷积公式,并拟合给出了0～1振动跃迁基带和1～2振动跃迁热带带头的波数值。     

Cd1—xMnxTe／CdTe多量子阱的光反射研究

本文首次报道用光调制光谱（ＰＲ）研究了Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ／ＣｄＴｅ半磁半导体多量子阱的能带结构和带间跃迁，观察到多量子阱的各子能级激子跃迁１１Ｈ，１１Ｌ，２２Ｈ，３３Ｈ等，并得到轻重空穴分裂为１８ｍｅＶ。当能带偏移Ｑｃ＝０．９０时，理论计算的子带跃迁能量与调制光谱结果符合很好。发现低温时第二子能级跃迁比第一子能级跃迁更强，并给出了初步解释，通过变温测量，测得各子能级的温度系数并与纯ＣｄＴｅ及Ｃｄ     

THz量子级联激光器跃迁速率的数值求解及验证

THz量子级联激光器(QCL,quantum cascade laser )有源区载流子的跃迁速率是研究激光器内部输运特性,模拟激光器特性和优化设计的关键 参数。本文针对跃迁速率的计算问题,在连续介质模型下提出了一种运用自洽方法和费米黄 金法则计算THz QCL有源区载流子跃迁速率的方法。方法考虑了包括电子-纵向光声子散射 、电子-电子散射机制以及电子-光子散射对跃迁速率的影响。利用本文方法对已报道的TH z QCL进行了数值模拟,讨论了温度参数和注入掺杂浓度参数对跃迁速率的影响并进行了模 拟分析,分析结果与已报道的理论和实验结果一致,验证了方法的适用性和准确性。本文方 法的提出为运用速率方程法进行THz QCL有源层的建模和优化设计提供了基础。     

类锂铝离子“纯原子”弛豫及粒子数布居的数值计算

本文运用碰撞—辐射模型,在给定的等离子体参数条件下,计算了“纯原子”弛豫过程及各能级的粒子数布居,并对计算结果进行了讨论。模型所需的能级结构、跃迁波长、振子强度及跃迁几率等原子参数,用Hartree-Fock自洽场方法计算得到。     

镁对2155.0和4310.0波长激光的共振跃迁研究

镁3 s~(21)S—3 S3d~1D双光子共振跃迁波长为4310.0A,本文报导实验中不仅观察到4310.0。A波长激光的双光子共振跃迁信号,还观察到了其信频光2155.0A波长激光的单光子共振跃迁信号,此跃迁在原子光谱中是禁戒的。通过对共振电离信号及侧向荧光辐射的分析比较,我们认为2155.0A激光的共振跃迁与镁蒸气甲Mg_2准分子的形式有关。     

非线性光孤子传输方程的研究

本文在从描述光孤子在单模光纤中的非线性传输方程（ＮＬＳ，即非线性薛定谔方程）出发，利用Ｍａｘｗｅｌｌ方程和慢变包络近似性，导出ｐｓ量级光孤子高阶修正的非线性薛定谔方程（ＨＭＮＬＳ）可进一步研究色散，损耗等高价效应对孤子传输造成的影响。