探地雷达探测不同物性异常体响应特征研究

从麦克斯韦方程组出发,利用探地雷达技术和Yee氏空间网格模型理论的时域有限差分法,分别对空洞、金属、含水层等异常体响应特征进行了研究,采用Matlab软件编程进行数值模拟,对比不同物性异常体的响应特征,同时,进行物理模拟和野外实测实验,其结果与数值模拟相吻合.研究结果为探地雷达探测不同物性异常提供了理论依据.     

双模纠缠相干光场与∧型原子耦合系统中光场反聚束效应

利用数值计算的方法，研究了双模纠缠相干光场与∧型三能级原子相互作用系统中光场的反聚柬效应，讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的平均光子数对光场反聚束效应的影响．数值计算结果表明：随着双模纠缠相干光场纠缠程度的增大，反聚束效应增强，光场处于最大纠缠态时，反聚束效应最强；另一方面，随着双模纠缠相干光场平均光子数的增大，光场的反聚束效应减弱，当光场平均光子数大于一定值后，反聚束效应消失．     

多模奇与偶相干态光场可分辨性的证明

构造了一般形式的多模相干态光场，并由一般形式的多模相干态光场及其相反态光场构造出一般形式的多模奇相干态光场和多模偶相干态光场；运用L．Knoell等人提出的两个量子态之间的距离函数，从理论上严格证明了多模奇相干态光场与多模偶相干态光场是完全可以分辨的量子态光场．     

克尔介质中"耦合双原子-相干态光场"系统的光场相位概率分布

应用Pegg-Barnett相位理论，研究了克尔介质中相干态光场与两个耦合二能级原子相互作用系统的光场相位概率分布特性．研究了含克尔介质和不含克尔介质的系统中原子间耦合系数、原子与光场耦合系数及光场初始平均光子数对相位概率分布函数的影响，以及光场相位概率分布随时间的演化特性．     

三维各向异性光子晶体的快速仿真算法

为获得三维各向异性光子晶体的带隙，基于Lebdev网格设计了一套求解其能带结构的快速仿真算法.首先，采用有限差分方法对Maxwell方程组进行离散，通过结合早期在Yee氏网格上的工作，对离散所得的Maxwell特征值问题的系数矩阵结构进行分析，给出其显式奇异值分解，并利用零空间压缩方法给出无零空间的标准特征值问题形式；在结合求逆Lanczos方法和共轭梯度法以及利用快速傅里叶变换大幅加速系数矩阵与向量乘法的基础上，设计出针对三维各向异性光子晶体能带结构的快速数值仿真算法.数值实验表明，相比于商业软件COMSOL,该套算法不仅数值结果准确，迭代算法所需的平均次数低于360次，且总计算时间少于1.25 h,展现了算法在结合图形处理单元(GPU)高性能计算技术后的有效性与高效性.     

并行FDTD算法初步研究

1966年Yee首次提出时域有限差分（FDTD）法,在时域中对麦克斯韦方程组进行求解．目前,FDTD法已在天线分析、雷达截面计算、电磁兼容分析等众多领域得到了广泛应用．FDTD法的稳定性要求空间步长应小于波长的十分之一,而计算时间和计算所需的内存总是与网格总数成正比．由于受到计算机存储空间和计算时间的限制,许多复杂电磁问题无法用FDTD法进行模拟．为了适应日益复杂的实际应用问题,构造并行计算机采用并行算法来满足计算需求成为必然趋势,     

基于凸面几何学的凸体Yee元胞建模

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的Yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的Yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点和凸体每一个体元之间的位置关系,进而可以判断此点与整个凸体的位置关系,由此建立了凸体的Yee元胞建模方法,此种方法称为凸体的凸面几何学Yee元胞建模(convex geometry Yee cells model building of convexobject,CGYCMBCO)方法。CGYCMBCO方法给出了4个凸体的Yee元胞建模的实验结果,实验结果表明CGYCMBCO方法适用于任意凸体,能给出任意凸体的Yee元胞。     

基于凸面几何学的凸体Yee元胞建模

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的Yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的Yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点和凸体每一个体元之间的位置关系,进而可以判断此点与整个凸体的位置关系,由此建立了凸体的Yee元胞建模方法。此种方法称为凸体的凸面几何学Yee元胞建模(convex geometry Yee cells model building of convexobject,CGYCMBCO)方法。CGYCMBCO方法给出了4个凸体的Yee元胞建模的实验结果,实验结果表明CGYCMBCO方法适用于任意凸体,能给出任意凸体的Yee元胞。     

玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统中的压缩特性

根据二能级原子玻色一爱因斯坦凝聚体与二项式光场耦合系统的相互作用特点，研究了二项式光场和玻色一爱因斯坦凝聚系统的耦合输出相干原子束的压缩性质．结果表明：光场的两正交分量的涨落均可压缩．压缩程度受系统参数的影响，并且随时间呈周期性变化；原子激光的两正交分量的涨落也均可压缩．改变光场与原子间的相互作用强度时．原子间的相互作用不利于原子激光压缩效应的产生，若考虑存在外场作用，则外场对压缩效应将产生明显的影响．     

二项式光场和原子相互作用模型中的保真度

运用全量子理论对二项式光场和二能级原子相互作用模型中保真度的演化特性进行了研究，发现二项式光场的初始光子数和失谐量对保真度有明显的影响．结果表明，初始时刻二项式光场的平均光子数越大，保真度就越小；失谐量越大，保真度就越大．