激活杂质对光量子阱束缚态的影响

引入复介电常数并利用传输矩阵法研究了激活杂质对光量子阱束缚态的影响.计算结果表明:当在光量子阱结构的一种介质中掺入激活介质使得介质的介电常数具有一个负虚部时,束缚态出现了较强的增益,实现高效光放大.在光量子阱中的垒介质中掺入激活杂质和在阱介质中掺入激活杂质对束缚态的影响规律相似,但在阱介质中掺入激活杂质对光量子阱的放大更明显,光量子阱起放大作用时,阱介质中介电常数的负虚部较小,束缚态出现透射率的峰值也较大.但在光量子阱中掺入激活杂质时,透射波和反射波中的束缚态宽度都变化不大,且束缚态的频率也不变.这为掺激活杂质的光量子阱结构应用于光放大器提供了理论依据.     

Al-Mg-Si合金GP区的原子键络与强化作用

运用固体经验电子理论,对Al—Mg—Si合金GP区（L10型）价电子结构进行了计算,结果表明：L10型GP区的最强键与次强键比基体最强键强很多,其主键络骨架对合金键络起到增强作用;而其相邻的（111）晶面上的共价键络较强,使得该面滑移时较基体更困难,从而起到提高合金硬度的作用。     

定向退火条件下柱状晶形成及连续扩展的相场模拟

基于定向退火条件下的移动热区模型,采用相场法研究定向退火条件下热区宽度对多晶材料中柱状晶形成及连续扩展的影响。模拟结果表明:增加热区宽度有利于形成柱状晶结构,且所得柱状晶的长宽比随着热区宽度的增加而增大;当热区移动速率一定时,柱状晶连续扩展所需临界热区宽度小于形成柱状晶所需临界热区宽度;当热区宽度大于初始晶粒直径的1.5倍时,热区宽度对柱状晶连续扩展的热区移动临界速率的影响很小。     

相场方法研究变形镁合金的晶粒分布

结合多态相场(MSPF)模型与晶体畸变模型,获得变形镁合金初始变形晶粒组织以及合金内部的非均匀储存能分布,计算模拟不同退火温度条件下的再结晶形核和晶粒长大的微观演化过程,分析退火温度对再结晶晶粒长大和晶粒尺寸的影响,对比不同时刻的再结晶晶粒分布特征。结果表明:在相同的变形条件下,位错密度高的区域,如晶界附近,储存能较高,再结晶形核最先在高储存能区域出现,并通过合并与吞噬机制长大;而在变形晶粒内部,储存能较低且分布相对均匀,再结晶过程中形核长大较慢。不同退火温度下晶粒尺寸权重概率的分布表明:低温下会出现双峰结构和异常晶粒长大现象;高温下晶粒长大较快,晶粒尺寸分布向大尺寸方向变化且趋于均匀。     

Nb对铁基非晶合金的晶化影响

利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC)方法试验研究了Nb元素对Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)系合金非晶晶化的影响.结果表明:Fe73Nb1Al4Ga2P12B4Si4的晶化过程为α-Fe→α-Fe Fe5SiP Al0.7Fe3Si0.3 Fe3B 剩余非晶化相;替代元素Nb的加入提高了材料的晶化温度,改变了Fe74Al4Ga2P12B4Si4的晶化激活能,其中形核激活能(Eg)、晶化起始激活能(Ex)和第一晶化峰激活能(Ep1)都大大增加;另外,Nb的加入还使合金晶化后的晶粒尺寸大大减小.     

基元介质数对光子晶体光传输特性的调制

运用传输矩阵法理论,通过计算机计算模拟,研究基元介质数对光子晶体光传输特性的调制规律,结果表明:无论是标准结构还是对称结构光子晶体,透射谱中均出现一条带宽很宽的主禁带,而且不同基元介质数光子晶体的主禁带带宽不一样。对于标准周期结构光子晶体(AB)m、(ABC)m和(ABCD)m,主禁带中不出现透射峰,但随着基元介质数增加,主禁带的带宽发生变化,而且主禁带两侧会出现若干条分立透射峰。对于对称结构光子晶体(AB)m(BA)m、(ABC)m(CBA)m和(ABCD)m(DCBA)m,主禁带中恒定出现一条透射率为100 %的窄透射峰,随着基元介质数增加,主禁带中窄透射峰条数及其透射率保持不变,但主禁带及其中窄透射峰的带宽会变窄,同时主禁带两侧会出现若干条分立透射峰,而且分立透射峰的条数多于标准周期结构光子晶体主禁带两侧的透射峰条数。基元介质数对标准周期结构和对称结构光子晶体透射能带谱的调制规律,对新型光学滤波器、光学开关等器件的研究和设计具有一定的理论参考价值。     

复介电右手材料和左手材料构成的光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法矾究了复介电右手材料和左手材料构成的光子晶体的带隙结构和光传输特性。研究结果表明：一维右手材料和左手链料均成的光子晶体具有宽骜带的特点,禁带中出现多个共振透射峰。当组成该光子晶体的右手材料为复介电且其虚部为负时,各其振透射模式都出现了较强的增益,耳虚部的绝对值较小时,增益随着波长的增加呈指数减小。而虚部的绝对值较大时,增益与波长的关系近似呈倒“V”形状。随着复介电常量的虚部绝对值的增加,各透射增益先增加后减少,中间存在一极值点。而当组成该光子晶体的右手材料的复介电虑部为正时,表现为对各共振透射模式的吸收,且吸收随着波长的增加呈指数增加。这一结果为光子晶体同时实现多通道超窄带滤波器和光放大微器件提供了理论基础。     

含复介电常数一维光子晶体的滤波特性

利用传输矩阵法计算模拟了一维光子品体(ABCBA)m的透射谱,当介电常数为实数时,光子晶体透射谱出现有规律性的共振透射锋,具有多通道光滤波的特性;当C层介质中掺人增益特性的杂质时,透射峰出现多条合一现象,且当周期数m为奇数时,出现透射率恒为0.05ω/ω0的透射衰减现象,当周期数m为偶数时出现高达104数量级的透射增益现象,增益的强度与重复周期数m和C层折射率的虚部大小密切相关.这些现象为光子晶体实现单通道光滤波器、多通道光滤波器和光放大器提供理论指导.     

Al-Li-Zr合金的界面原子成键与力学性能

应用固体经验电子理论计算Al-Li-Zr合金中若干析出相与基体的界面原子成键强度和异相界面的界面能。结果表明,δ′相与基体之间的界面电子密度在较低的应力下保持连续,使得δ′相与基体界面的结合较好,起到界面增强的效果;δ相与基体间界面电子密度在一级近似下不连续,使得与基体间界面结合强度较弱,引起界面结合弱化。对于核壳结构的复合相δ′/β′,界面电子密度差较小,且界面能最低,使得δ′相容易在β′相上异质形核长大形成复合δ′/β′相。由此从界面原子成键角度揭示析出相对合金起强弱化作用的原因,及其对合金力学性能的影响。