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.     

超晶格量子阱沟道辐射的频率特征

预言了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,引入正弦平方势描述超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程.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,导出了量子阱沟道辐射能量与辐射谱的轨道特征.结果表明,对于能量为100MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级(X-能区).指出了用量子阱沟道辐射作为X-激光或γ-激光的可能性.     

倒置摆的有效势与晶体摆动场辐射的稳定性

在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为倒置摆方程.在线性近似下,分别用参数变易法和LP方法讨论了无阻尼情况下系统的一阶不稳定区.在非线性近似下,用有效势分析了系统的稳定性,并对普通摆和倒置摆进行了统一描述.结果表明,系统的稳定性与阻尼有关,阻尼越大稳定性越好;指出了普通摆描述的沟道粒子的运动行为,系统的平衡位置过支点垂直向下;倒置摆描述了带电粒子在周期弯晶中的准沟道行为,平衡状态过支点垂直向上.     

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。     

参数激励与大振幅近似下晶体摆动场的转动解

在经典力学框架内和偶极近似下,从势和场的观点出发,把晶体摆动场中的粒子运动方程化为了具有阻尼项和参数激励项的广义Mathieu方程,并对特殊情况下的Mathieu方程、摆方程和倒置摆方程进行了讨论.导出Mathieu方程的三种标准形式,分析了摆方程的三类轨道以及倒置摆的稳定区和不稳定区.用多尺度法找到了纯转动态的近似解和系统的临界曲线.指出了粒子的纯转动态就是准沟道态,准沟道粒子的电磁辐射就是准沟道辐射.     

相对论电子沟道辐射产生FEL的可行性分析

采用连续介质模型,研究了电子在晶片中的单粒子运动轨迹和稳定性条件.导出了晶片中相对论电子的自发辐射谱分布,证实了晶片中相对论沟道电子产生相干辐射的可能性.     

相对论电子沟道辐射产生FEL的可行性分析

采用连续介质模型,研究了电子在晶片中的单粒子运动轨迹和稳定性条件.导出了晶片中相对论电子的自发辐射谱分布,证实了晶片中相对论沟道电子产生相干辐射的可能性.     

基于电子的晶体摆动场辐射及其稳定性

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了具有阻尼项和受迫项的摆方程.用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性,并对系统的退道系数、退道长度进行了分析.结果表明,电子和正电子面沟道辐射除了能量适用范围不同外,二者非常类似.它们都可以利用声学方法、机械方法或梯度掺杂法等方法将晶体周期弯曲,而且可以利用现有的加速器提供所需要的粒子束.     

Mathieu方程的不稳定区及其晶体摆动场辐射的稳定性

从势和场的观点出发,在经典力学框架内和线性近似下,把粒子的运动方程化为Mathieu方程。利用多尺度方法求出了系统的周期解以及相应的过渡曲线,并讨论了系统的稳定性。结果表明,系统的稳定性与弯晶曲率有关,曲率越大稳定性越差。这就是说,试图利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源时,系统稳定性必须充分考虑。     

高度欠膨胀燃气流的辐射几何学方程

本文通过对喷气发动机燃气红外辐射的分析研究,介绍了高度欠膨胀燃气辐射几何学计算模型的确定,几何解析方程的建立和计算程序的设计,详细地介绍了燃气辐射研究的理论成果.     

基于不等频二步激发Ca蒸气产生的受激和串级受激辐射

由氮分子激光器同步泵浦的两台染料激光器二步激发Ca蒸气,产生位于红外和可见光波段的受激和串级受激辐射.文中对产生受激辐射的机制,包括单重态之间的碰撞能量转移等过程,作了分析和讨论.     

亚毫米波被动探测目标辐射方程与特性研究

目前亚毫米波系统正处于开拓和发展时期,在军事与民用中均具有重要应用.文中主要研究了目标物质的亚毫米波辐射传递方式,并给出目标物质的亚毫米波辐射传递方程新的求解方法.分析了天气现象影响亚毫米波辐射计的探测距离,以云(雾)衰减为例,对探测距离和温度,以及含水量的关系进行了分析.     

超相对论粒子的晶体摆动场辐射与同步辐射

注意到晶体摆动场辐射是基于沟道粒子的横向运动,而晶体的周期弯曲则等效为作用在粒子上的力。把晶体的周期弯曲视为相互作用势,并考虑在周期摆动场中粒子的"同步辐射"。在经典力学框架内和偶极近似下,把粒子的纵向运动方程化为摆方程,并在小振幅近似下,把它进一步化为Duffing方程。用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分严格地给出了粒子轨道和它的运动周期;讨论了沟道辐射、摆动场辐射和"同步辐射"能量(频率)。结果表明,三种辐射之间的频率差别比较大,在实验上很容易将他们分开。选择如下一组参数V0=0.5eV,波长λp=100nm,能量γ=104,计算结果表明,"同步辐射"频率Ω=8.83×1019,已进入X-能区。     

用于激光对靶冲量测试的悬摆运动方程研究

为研究激光与靶材相互作用过程中的冲量传递问题,提出了悬摆法和光电测速法相结合的测量方法,用于激光支持爆轰波对靶冲量耦合作用的实验测试研究.在考虑空气的影响后,建立空气阻力模型,并根据流体力学理论,得到了符合实际情况的悬摆运动方程,进而通过实验验证了摆运动方程的正确性.结果表明,该测试方法所得实验结果与M.Bass和Xijie Cai给出的实验结果基本一致.     

光子晶体中原子的受激辐射(英文)

受激辐射机制的研究是光子晶体激光器设计中的一个基本问题.采用全量子理论分析光子晶体中单个二能级原子的受激辐射.讨论的原子能级间跃迁频率在光子带隙内且接近带隙边缘.在光子晶体中初态光场影响着系统的行为,激发态粒子数布居出现了有趣的现象:反束缚、周期振荡和准周期振荡.受激辐射的性质明显与初始态的光场和原子激发态能级相对光子带隙的位置有关.     

光子晶体中原子的受激辐射(英文)

受激辐射机制的研究是光子晶体激光器设计中的一个基本问题。采用全量子理论 分析光子晶体中单个二能级原子的受激辐射。讨论的原子能级间跃迁频率在光子带隙内且接 近带隙边缘。在光子晶体中初态光场影响着系统的行为,激发态粒子数布居出现了有趣的现 象：反束缚、周期振荡和准周期振荡。受激辐射的性质明显与初始态的光场和原子激发态能级 相对光子带隙的位置有关。     

受激辐射耗尽荧光显微镜的原理与实验装置研究进展

介绍了四能级系统的受激辐射耗尽(STED)荧光显微镜的基本原理。按照时间顺序介绍了面包圈型耗尽光焦斑的实现方法。对于横向分辨率的改善,最初使用了光路偏移法,后来发展到均分相位板法,再到成熟的螺旋相位板法;另外还介绍了半波相位板法对轴向分辨率的改善。从宽带光源激发、连续光源激发、多色多通道、快速成像和双光子激发等方面综述了受激辐射耗尽荧光显微镜实验装置的逐步完善。最后展望了受激辐射耗尽荧光显微镜的发展前景。     

镱蒸气中由二步光泵和碰撞能量转移产生的受激辐射

用一台氮分子激光器同时泵浦两台染料激光器,以两步激发的方式,分别将稀土镱原子激发至高位单重态和三重态.由此获得了一系列范围从红外到紫外的受激辐射信号。这些受激辐射分别来自单重态的跃迁、三重态间的跃迁以及单-三重态间的辐射跃迁。文章对这些受激辐射的产生过程进行了详细的讨论。此外还测定了单重态和单-三重态间的吸收系数之比以及能级间的碰撞转移几率之比。     

量子通信中受激辐射下两原子有效量子纠缠问题的研究

区别量子力学与经典力学时,一个重要特征即为量子纠缠问题,量子纠缠不仅有利于量子信息处理的良好开展,而且在理解量子力学基本理论时,也可发挥辅助作用.本文在概述量子纠缠的基础上,以受激辐射相互作用为基础,分析了两原子体系中量子纠缠特性,旨在分析量子纠缠受到原子自发辐射、热环境的影响程度.     

简谐近似与晶体摆动场辐射的一般特征

晶体摆动场辐射的能量很高,是获得短波长激光的重要途径之一。关键问题是如何提高摆动场辐射强度,如何将摆动场辐射与沟道辐射分离,将摆动场辐射中的相干辐射与自发辐射分离。首先,在经典力学框架内和线性近似下,讨论了摆动场辐射的瞬时辐射强度和平均辐射强度;引入无量纲偏转角讨论了这两种辐射的强度比、频率比和相干性。结果表明,在无量纲偏转角大于大于1时,只需在束流方向上放置一个张角为Δθ≈γ-1的接受器就可以将相干的摆动场辐射成功收集,而这时两种辐射的频率比和强度比都很大。