掺杂超晶格光学双稳态系统的混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。利用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并根据Melnikov函数有简单零点的条件,找到了系统进入Smale马蹄变换意义上的混沌临界值。结果表明,系统进入Smale马蹄意义下的混沌临界条件与它的具体参数有关,只需适当调节参数,混沌便可以原则上控制或避免,为掺杂超晶格作为光学双稳态器件的可能性提供了理论分析。     

周期弯晶摆动场辐射的混沌振荡

周期弯曲晶体中做沟道运动的带电粒子,在沟道辐射的同时,还将产生摆动场辐射.引入正弦平方势,并考虑运动阻尼和非线性影响,在经典力学框架内和偶极近似下,把粒子的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的摆方程.利用梅利尼科夫(Melnikov)方法分析了异宿轨道的分叉与系统进入斯梅耳(Smale)马蹄意义下的混沌行为.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的具体参数有关,只需适当调节这些参数就可以原则上避免或控制混沌,从而进一步保证系统有效输出x-激光或γ-激光.     

混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.     

超晶格量子阱光学双稳态系统的全局分叉与混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析.     

多频激励下超晶格系统的全局分叉性质

引入正弦平方势,在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有多频激励的Duffing方程.并用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与混沌行为.结果表明,当外场为双频激励时,系统将存在不同的次谐和超次谐分叉序列.由于系统的混沌行为与系统参数有关,只需控制材料组分或掺杂浓度,就可望达到避免或控制混沌的目的,为半导体超晶格的制备及其光磁电效应的物理学描述提供了理论分析.     

正弦平方势与形变超晶格系统的混沌行为

假设超晶格"折沟道"对粒子的作用等效为形状相似的周期调制,利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有阻尼力和周期调制的非线性微分方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和它的混沌行为.指出了超晶格沟道效应的无规现象与系统混沌的相关性.     

带电粒子面沟道辐射的混沌行为

考虑了带电粒子沟道辐射的衰减和晶格场的周期性,把粒子运动方程化为具有弱阻尼和弱激励的摆方程。讨论了带电粒子面沟道辐射的混沌(Chaos)行为,计算了系统的Melnikov函数,导出了系统的阈值和通向混沌的可能途径。     

非谐激励与周期弯晶中粒子运动的混沌行为

利用Melnikov方法讨论了非谐激励系统的混沌行为,并在极限情况κ→0下,把非谐激励转化为谐波激励,而运动方程化为倒置摆方程.倒置摆方程描写了带电粒子在周期弯晶中翻越势垒的横向运动行为.结果表明:系统的稳定性与参数有关,适当调整参数就能保证系统是稳定的;即使保持参数不变,调整系统初始状态也可以使系统完成从无序向有序,或者从有序向无序转换.     

正弦平方势与形变超晶格系统的混沌行为

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制,利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有阻尼力和周期调制的非线性微分方程．利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和它的混沌行为．指出了超晶格沟道效应的无规现象与系统混沌的相关性．     

非线性抛物线势与量子阱双稳态系统的稳定性

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的经典Duffing方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统进入混沌的临界条件值.结果表明,只要参数满足临界务件,系统就是"数学"稳定的.考虑到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数,混沌就可以得以避免或控制,这为光学双稳态器件的制备和稳定工作提供理论依据.

Abstract：

Based on the bistable effect of the superlattice quantum well, the particle motion equation is reduced to the classical Dulling equation in the classical mechanics frame. The chaotic behaviors with the Smale horseshoe are analyzed by Melnikov method. The critical condition approaching to chaos is found. It is shown that the system is stable if the critical condition is satisfied, because the critical condition entered in a chaos is related to the parameters of the system, provided regulating a parameters of the system, the chaos can be avoided or controlled. The theoretical analysis is provided to the design of optical bistable stable cells.     

正电子面沟道辐射的经典描述

本文利用经典方法,将粒子运动方程化为二阶非线性常微分方程,并用Jacobian椭圆函数和椭圆积分,解析地得到了方程的解和粒子振动周期;讨论了沟道辐射的一些主要特征,计算了正电子的最大辐射能量和谱分布,并同实验进行了比较,发现二者基本一致。     

Non-relativistic particle higher-order harmonic radiation based short-wavelength laser and the operation stability

Under classical mechanics,the general equation of particle motion in the periodic field is derived.In the dampless case,the existence possibility of the higher-order harmonic radiation is explored by using Bessel function expansion of a generalized trigonometrical function and the multi-scale method.In the damping case,the critical properties and a chaotic behavior are discussed by the Melnikov method.The results show that the use of a higher-order harmonic radiation of non-relativistic particles as a short-wavelength laser source is perfectly possible,and the system critical condition is related to its parameters.only by adjusting parameters suitablely,the stable higher-order harmonic radiation with bigger intensity can be obtained.     

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.     

带电粒子在超品格量子阱沟道中的准沟道辐射

引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为标准的摆方程.用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,并从方程的旋转周期解出发讨论了带电粒子的准沟道辐射.将准沟道辐射和沟道辐射进行了比较,发现二者的主要差别在于准沟道粒子的横向速度的平均值不为零,而它的辐射能量在k~c=0.5时,比沟道辐射大2.4倍.

Abstract：

In the frame of the classical mechanics the motion equation of particles is reduced to the pendulum equation by using the sine-squared potential. The solution of the equation and the period of the particle motion are expressed exactly by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The quasi-channeling radiation of the charged particles is discussed based on the rotational periodic solution. From the comparison between quasi-channeling radiation and channeling radiation, it is found that their main difference is that the average transverse velocity of the quasi-channeling particles is not zero,and its radiation energy is 2.4 times more than that of the channeling radiation if k~c =0.5.     

含外力项的广义变系数KdV方程的精确解

运用截断展开法和Jacobi椭圆函数展开法,求得了含外力项的广义变系数KdV方程的精确孤立波解、有理形式函数解、三角函数解和椭圆周期解.     

面沟道粒子的正弦平方势及其带电粒子的库马霍夫辐射

提出一种新的正弦平方势来描写面沟道粒子运动行为,并将粒子运动方程化为熟知的摆方程,用Jacobi椭圆函数和第一类全椭圆积分严格求解了运动方程和振动周期,讨论了库马霍夫辐射的强度和光谱特征。结果表明,这一辐射颇有希望作为新的γ—光源。