金属-氧化物结点三次谐波特性分析与实验研究

基于金属与金属氧化物接触的势垒模型和整流理论,从金属-氧化物结点的非线性伏安特性出发,分析了金属-氧化物结点在微波照射下的谐波再辐射特性及结点上产生的三次谐波电流分量的表达式。此外,从金属-氧化物自身的角度出发,经过详细的理论推导,讨论了金属-氧化物结点再辐射特性中影响三次谐波电流分量强弱的因素。理论结果表明,其它条件相同时,当金属与氧化物的接触面积较小,或者金属与氧化物接触面的势垒高度较大时,金属-氧化物结点上再辐射的三次谐波电流分量较弱。最后,通过实验测试验证,当金属与氧化物的接触面积减小或者金属与氧化物接触面的势垒高度增大时,金属-氧化物结点上的三次谐波分量明显减弱。     

带电粒子的准沟道辐射

引入新的相互作用势——正弦平方势,并从运动方程的旋转周期解出发,解析地处理了带电粒子的准沟道辐射。讨论了这种辐射与沟道辐射的区别,计算了它对总辐射强度的贡献。     

金属结的三次谐波特性分析

基于金属结的势垒模型, 分析了金属结的再辐射过程, 详细分析了金属结上直流偏置电压的动态平衡过程.给出了到达平衡状态之后, 金属结上的三次谐波电流分量的表达式.此外, 从金属结的角度出发, 经过详细的数值分析, 讨论了金属结的再辐射特性中影响三次谐波电流分量大小的因素.理论和仿真结果表明:当金属结的势垒宽度较大、金属与氧化层的接触面积较小、或金属与氧化层接触面的势垒高度较大时, 能够获得较小的三次谐波电流分量.最后, 通过实验测试验证, 金属与氧化层的接触面积较小或金属与氧化物接触面的势垒高度较大时, 三次谐波明显减弱.     

超强激光驱动薄膜靶谐波辐射的模拟研究

为了研究超强激光与薄膜靶相互作用在入射光反射方向引起的高次谐波辐射,基于在入射激光的透射方向,相干同步辐射机制会导致高次谐波的产生,采用粒子模拟方法研究了超强激光驱动固体密度薄膜靶（即高密度薄膜靶）高次谐波辐射在入射激光透射和反射方向的空间分布。结果表明,当靶厚小于激光趋肤深度、靶等离子体密度远大于临界密度（800N_c）时,在透射方向,相干同步辐射机制会导致高次谐波辐射,同时在反射方向,存在相对论镜面振荡机制驱动的谐波场辐射,证明了在超强激光-薄膜靶相互作用过程中两种谐波会产生共存机制;讨论了在两种产生机制下,靶厚度对谐波辐射阶次的影响,发现靶厚度超过200nm,透射方向谐波阶次达到65阶以上。该研究对深入理解超强激光-薄膜靶驱动高次谐波的产生及阿秒X射线光源的未来发展具有一定的理论意义。     

啁啾激光调控谐波截止能量及强度的研究

为了调控谐波辐射过程,采用数值求解3维薛定谔方程的方法,进行了啁啾激光对调控谐波辐射截止能量及强度的理论分析。通过分析激光包络图、电子电离几率、谐波辐射时频分析图,给出了谐波截止能量延伸以及谐波强度增强的原因。结果表明,在负向啁啾场下,谐波截止能量附近的强度与无啁啾参量相比增强了1个数量级;当引入半周期调控激光场后,谐波截止能量得到有效延伸;适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46as的脉冲;该脉冲强度比无啁啾参量下获得的脉冲强1个数量级。该研究对调控谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的。     

希尔伯特-黄变换在谐波和间谐波检测中的应用

提出了一种检测电力谐波和间谐波的方法。将Hilbert-Huang变换（Hilbert—Huang Transform,HHT）用于谐波检测中,应用该方法可以提取任意频次的谐波信号。首先,运用经验模态分解处理含谐波的信号,得到一组平稳的固有模态函数分量。然后,对每个固有模态函数分量进行希尔伯特变换,得到每个模态分量的瞬时幅值和瞬时频率,从而检测出各种分量的谐波和间谐波的参数。仿真研究表明该方法的可行性与有效性,并且可以准确地确定谐波的幅值、频率和时间。     

红外激光与远紫外激光场驱动H2+辐射谐波

为了了解H₂+谐波辐射的过程,采用数值求解非玻恩-奥本海默近似薛定谔方程的方法,理论研究了H₂+在10fs/800nm红外激光与6fs/30nm远紫外激光驱动下谐波辐射的特点。结果表明,谐波辐射的贡献主要来源于拉比振荡、多光子共振电离、电荷共振增强电离以及离解态电离;随着远紫外光的加入,谐波光谱呈现能量间隔为远紫外光子能量的多重谐波截止结构;当远紫外光与红外激光的延迟时间大于零或小于零时,谐波光谱呈现红移和蓝移的现象。该研究对理解分子谐波辐射过程是有帮助的。     

极高阶谐波的产生

极高阶谐波的产生由亚皮秒强激光脉冲（＞１０“ｗ／ｃｎ。门和稠密气体相互作用产生的极高次谐波为科学家提供了一种相干软Ｘ射线辐射的新光源。１９８９年首次报导１０６４ｕｒｎ激光的３３次谐波辐射“’。但该非线性光学新领域的最惊人发展是在１９９３年，几个组报导...     

考虑回旋共振增强效应的平面单栅注波互作用线性分析

基于电子注纵横运动与电磁场纵横分量同时同步相互作用,该文从麦克斯韦方程和线性伏拉索夫方程出发,推导出将回旋共振和契伦科夫共振同时考虑在内的平面单栅注波互作用热色散方程。在合理选择几何参数和电参数的基础上,通过热色散方程数值计算和分析,发现具有回旋共振增强效应下的注波互作用增益和频带都高于只有契伦科夫共振辐射下的结果。     

彩电电视机谐波分量分析

通过对彩色电视机谐波分量的测试,分析了谐波产生的原因,推导出了谐波分量与功率因数的关系,并提出了降低谐波分量的措施。     

固定四角薄型平板扬声器单点激励在远声场的辐射分析

推导了固定四角薄型平板扬声器在单点激励下的振动方程,分析了在受激情况下的简正频率,并由简正频率方程导出其受力方程.并且用ANSYS分析了某些特定频率的振动情况以及在远声场的声辐射特性.分析结果表明固定四角薄型平板的振动是不规则的,在远声场振动辐射是元指向性的.     

Tomographic reconstruction of vector fields

The application of tomography to the reconstruction of vector fields is considered. Two different types of interaction between the radiation used for measurement and the investigated vector fields are discussed. A complete reconstruction of a vector field can only be obtained if measurements based on both types of interaction are available. Otherwise, only curl-free or source-free components of the field can be reconstructed. In the case of nonhomogeneous boundary conditions, additional harmonic field components occur. Some experimental results are presented showing the reconstruction of flow velocity fields based on ultrasonic time-of-flight measurements     

小张角环加载波纹喇叭中表面波的传播及辐射特性

本文利用空间谐波法导出了小张角环加载波纹圆锥喇叭中表面的传播文程，利用数值方法求解该方程，并分析了表面波在喇叭内的传播及辐射特性。数值计算结果与实测值吻合一致。结果表明，喇叭内激励的表面波主要影响喇叭的Ｅ面辐射场和交叉极化辐射场。     

A modified beam propagation method to model second harmonicgeneration in optical fibers

A finite-difference implementation of the beam propagation method (BPM) is used to solve the paraxial, scalar wave equation with a nonlinear source term. A transparent boundary condition capable of handling asymmetric modes is incorporated in the finite-difference algorithm. This nonlinear BPM is used to model the generation and propagation of second harmonic light in an optical fiber which has been prepared for second harmonic generation (SHG) by the formation of a _χ⁽²⁾ grating. This method can be used to predict the guided mode in which the generated second harmonic light propagates based on the modes of the writing (fundamental and second harmonic) and reading (fundamental only) light. The effects of self-phase modulation (SPM) and cross-phase modulation (XPM) are included in the model     

利用非均匀抽运探测激光增强阿秒脉冲强度

为了增强高次谐波光谱及阿秒脉冲的强度，采用数值求解薛定谔方程的方法，理论研究了H₂+在抽运探测激光驱动下高次谐波辐射特点。结果表明，在抽运激光驱动下，H₂+首先被激发到多光子共振电离区间，进而增大电离几率; 随后在探测激光驱动下，谐波辐射强度得到增强; 当采用不对称非均匀激光场时，谐波截止频率可以进一步延伸，并且谐波平台区只由单一谐波辐射能量峰贡献; 最后通过叠加傅里叶变换后的谐波可获得脉宽在32as的脉冲。该研究对单个阿秒脉冲的产生是有帮助的。     

Large-signal analysis of semiconductor circuits with multifrequency excitation

A nonlinear device characterized by a noninteger power-law equation is considered. Amplitudes and phases of output harmonic and mixing components are determined for the case where the device is driven by several arbitrarily phased frequency components. The resulting expressions are shown to have close ties with the Gaussian hypergeometric function.     

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.     

太赫兹行波管级联倍频器

太赫兹行波管(TWT)级联倍频器基于行波管非线性互作用后电子注中的谐波电流,利用行波管和级联谐波系统组成的倍频器获得电磁波倍频放大。以 W 波段行波管二倍频器为例,对器件的正确性和可行性进行验证。利用微波管模拟器套装(MTSS)软件对设计的倍频器进行三维非线性互作用模拟,结果显示,级联了二次谐波系统的 W 波段行波管倍频器与其他工作在140 GHz~220 GHz 波段的小型太赫兹辐射源相比较,具有优越的性能：谐波输出功率在8 GHz 范围内大于2 W,转换增益大于37 dB。利用 CST公司的粒子工作室软件进行三维粒子注波互作用模拟,结果显示,太赫兹行波管级联倍频器作为潜在的太赫兹源具有高功率、宽频带和高实用化的特点。     

Harmonic and Intermodulation Performance of the Semiconductor Bolometer

A mathematical model for the temperature dependence of the bolometer semiconductor resistance is presented. The model, basically a sine-series function, can easily yield closed-form expressions for the harmonic and intermodulation performance of the acquired interferogram voltage with large-amplitude multisinusoidal variations in the incident radiation. The special case of two-tone equal-amplitude incident radiation is considered in detail. The results show that the intermodulation components are always higher than the harmonic components of the same order. The results also show that the second-order intermodulation is always dominant and is higher than the second-harmonic component by about 6 dB. Moreover, the results show that for relatively small incident amplitudes of the incident radiation the ratio between the second- and third-harmonic components is almost equal to the ratio between the second-harmonic component and the fundamental. The results also show that the ratio between the amplitudes of the second- and third-order intermodulation components is almost equal to the ratio between the amplitudes of the second-order intermodulation component and the fundamental.