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。     

超晶格量子阱的沟道效应与光学双稳态效应

构造了一种高阶非线性"抛物线"量子阱,并提出了一种获得光学双稳态的新概念.指出了只需在超晶格量子阱的两端加上一个直流电场和交变电场,便可用它作为光学双稳态器件.引入高阶非线性"抛物线"势,并考虑到粒子运动阻尼和外场作用,在经典力学框架内和弱偏置下,粒子运动方程化为了具有硬弹簧特性的Duffing方程.用摄动法找到了系统的近似解,并分析了共振线附近粒子的运动行为与系统的稳定性.结果表明,粒子的振幅平方与外场振幅平方的关系曲线出现了后弯现象,正是这个后弯现象决定了系统存在双稳态,也正是这个双稳态决定了具有四阶非线性抛物线势阱的超晶格量子阱可望作为光子或光电子技术中新的记忆元件或存储元件.     

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.     

掺杂超晶格量子阱作为光学双稳态器件的可能性

引入正弦平方势来描述掺杂超晶格由于交替掺杂引起的导带周期性调制,并提出了一种获得光学双稳态的新概念.指出了只须在超晶格量子阱的两端加上一个直流电场和交变电场,便可以用它作为光学双稳态器件.在经典力学框架内和小振幅近似下,考虑到运动阻尼和外场作用,粒子运动方程化为了具有硬弹簧特性的Duffing方程.用摄动法找到了系统的近似解,并分析了共振线附近粒子的运动行为与系统的稳定性.结果表明,粒子的振幅平方与外场振幅平方的关系曲线出现了后弯现象,正是这个后弯现象决定了系统存在双稳态,也正是这个双稳态效应决定了掺杂超晶格可望作为光子或光电子技术中新的记忆元件或存储元件.     

超晶格量子阱异宿轨道的混沌行为

在经典力学框架内和小振幅近似下,把超晶格量子阱的粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项的广义Duffing方程,并用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和粒子运动周期;用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并利用Poincare映射分析了异宿轨道在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参数有关,只需适当调节系统参数就可以避免或控制混沌发生,从而保证系统的稳定性.     

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.     

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.     

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.     

超晶格量子阱二阶非线性系统的动力学稳定性

在经典力学框架内和小振幅近似下,引入正弦平方势,把粒子的运动方程化为广义Duffing方程。在二次非线性情况下,把Duffing方程化为外尔斯特拉斯方程,并用外尔斯特拉斯函数分析了系统的相平面特征。用李雅普诺夫方法讨论了系统二次超谐共振,以及系统的稳定与临界条件。结果表明,适当调整参数就可以保证系统状态是稳定的。     

双曲正割平方势与量子阱的电子跃迁

引入了双曲正割平方势来描述超晶格量子阱中的电子运动, 利用这个相互作用势把电子的Schrdinger方程化为了超几何方程, 并以Ga1-xAlxAs/GaAs/Ga1-xAlxAs量子阱为例计算了电子的带间跃迁.结果表明,阱内的能级数目和跃迁能量与系统参数有关.于是,可望通过对势阱参数的控制来得到不同光电特性的量子阱材料.     

具有超晶格缓冲层的量子阱激光器的研制

在衬底表面制作超晶格缓冲层可以有效地掩埋体材料的缺陷，使阈值电流大幅度降低，光功率成倍增长。所研制出的量子阱激光器室温脉冲平均线性光功率大于２０ｍＷ（未镀反射膜），波长为７７８ｎｍ，最低阈值电流为３０ｍＡ，阈值电流密度为４００～６００Ａ／ｃｍ２，谱线宽度为５ｎｍ。     

小振幅近似与形变超晶格系统的动力学稳定性

假设超晶格的"锯齿形"沟道对粒子的作用可等效为形状相似的周期调制,引入正弦平方势,并在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程.利用多尺度方法分析了共振线附近的粒子运动行为,讨论了系统的主共振、子共振和超共振.计算了超晶格"锯齿形"沟道的临界斜率与系统参数之间的关系,为能带工程或超晶格光磁电效应的进一步研究提供了理论分析.     

小振幅近似与形变超晶格系统的动力学稳定性

假设超晶格的"锯齿形"沟道对粒子的作用可等效为形状相似的周期调制,引入正弦平方势,并在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程.利用多尺度方法分析了共振线附近的粒子运动行为,讨论了系统的主共振、子共振和超共振.计算了超晶格"锯齿形"沟道的临界斜率与系统参数之间的关系,为能带工程或超晶格光磁电效应的进一步研究提供了理论分析.