含有不同惰性气体的气泡的声致发光的阈值声压

气泡内的气体成分对声致发光阈值有很大影响. 通过对不同气体成分气泡的声致发光阈值的研究, 揭示了声致发光的机制. 实验结果表明, 随着惰性气体原子质量的依次降低, 声致发光的阈值声压逐渐增加, 结合实验所得的不同惰性气体对应的阈值声压, 对气泡内产生的温度进行数值模拟, 发现不同惰性气体的气泡对应的阈值温度相等, 而当声致发光很强情况下, 气泡的发光满足轫致辐射机制. 由实验和数值模拟的结果可以推测, 在超声空化过程中, 气泡内的水分子首先裂解并放出光子, 随着温度的升高, 惰性气体被电离, 产生轫致辐射. 气泡的发光是一个由分子辐射向轫致辐射的变化过程.     

慢电子与高Z原子Xe、Rn碰撞总截面和动量转移截面的计算

本文采用Roothaan-Hartree-Fock波函数,运用等效势模型,并使用不含任意参数的交换势计算了0.1-30eV的慢电子与高Z原子Xe、Rn弹性碰撞的总截面和动量转移截面。对于Xe原子我们的计算结果与实验数据符合的比较好,对于Rn原子我们的计算结果和其他理论计算结果数据总的趋势是一致的。但至今尚未见有实验结果的报道,仍需以后实验来验证。     

医用高能电子在介质中轫致辐射研究

目的研究医用高能电子在介质中轫致辐射带来的影响．方法利用蒙特卡罗程序EGS4软件包中的新版本EGSnrc详细地研究了高能电子束在类人体介质中所产生的轫致辐射光子的剂量和通量分布.模拟的高能电子束能量是放射治疗中常用的电子束能量（4-22MeV）.结果1）在类人体介质中同一深度处,随着入射电子能量的增加,轫致辐射产生的剂量值也增加.2）对于相同入射能量的电子,在水中和肌肉组织中的同一深度,轫致辐射产生的剂量值非常相近,但是在骨中的剂量值明显增大.3）电子在人体介质（肌肉组织、骨）中轫致辐射的剂量约为总剂量的     

利用三维光晶格技术实现铯原子冷却的实验研究

激光冷却原子是超冷原子分子物理实验的基础,在精密测量、量子模拟等研究中具有重要的意义.为了获得温度更低,密度更高的超冷铯原子样品作为制备超冷基态铯分子的起点,本文实验展示了一种利用三维光晶格装载实现超冷铯原子温度进一步降低的方法,有效克服了磁光阱中超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题.在标准的磁光阱系统中获得超冷铯原子的基础上,利用压缩磁光阱技术提高超冷铯原子的密度.通过四束激光构建三维光晶格,实现超冷铯原子的高效装载,采用飞行时间法测量了原子的温度,观察到温度由~6 0.0μK降低至~1 1.6μK的冷却结果.同时研究了光晶格激光的频率与原子装载数目的关系,发现在负失谐1 5.5GHz时光晶格装载效率最高.同时,本文研究了利用光晶格减小超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题,对于进一步降低铯原子温度的研究具有深远的意义.     

阿秒科学前沿开拓与强场量子相干控制研究

该研究产生更短脉宽、更高光子能量与更高亮度的阿秒相干光源以及原子分子中阿秒电子波包的探测和控制,预期目标主要包括:(1)实现亚飞秒时间尺度和原子级空间尺度内实时观测和控制电子动力学行为;(2)在多电子弛豫过程中,电子重排、电子-电子碰撞动力学等多电子复杂动力学研究中取得若干突破;(3)揭示有重要意义的化学反应的电子动力学物理本质。探索阿秒脉冲作用下物质的电子动力学新规律及其应用。开展中红外激光与气体介质相互作用产生高次谐波的实验和理论研究,采用双色场方法获得高次谐波连续谱,为进一步将阿秒脉冲宽度测量和光子能量推进到"水窗"做准备。从理论上深入了解分子结构和反应通道和分子高次谐波之间的联系,以及和激光参数之间的关系,为实验研究做准备。获得了一些系列研究成果,包括发现太赫兹辐射波形可以通过改变驱动激光脉冲的CEP而实现控制,在光丝等离子体中太赫兹辐射发生极性反转,利用周期量级极端超快激光脉冲光场自身的不对称性获得增强的太赫兹辐射;发现基于独立电子近似的遂穿模型不能解释次序双电离中的许多现象等。     

PKS 0447-439的γ-射线辐射起源

利用单区的轻强子模型,在模型中假设质子和电子稳定的注入辐射区,并用一组自洽的包含了质子同步辐射、光子-光子相互作用、正/负电子对的同步辐射、逆康普顿散射以及同步自吸收的非线性方程描述质子、电子和光子随时间的演化,重建了PKS 0447-439的多波段能谱.计算结果表明,PKS 0447-439的能谱分布可由该模型很好的重建.在本文的模型参数下,γ-射线的辐射几乎全部来自质子的同步辐射,而逆康普顿过程产生的光子几乎可以忽略.     

用复合势模型研究电子对原子的散射

构造了一种简化的电子与原子碰撞的复合势原子模型,并结合势能独立性原理的思想,研究了中等能量电子对原子的散射,得出了电子受原子散射的各种截面的理论计算公式,探索性地将独立性原理方法应用于电子与原子的碰撞截面的计算.应用复合势模型编程计算了电子被氦原子散射的总散射截面,计算结果与实验数据较符合.     

光腔内一维扩展玻色-哈伯德模型的量子相变

光晶格为研究冷原子提供了一个非常纯净并且容易调节的实验平台.在光腔内的光晶格中载入冷原子,可以引入光子原子之间的耦合相互作用,有助于人们研究超辐射转变以及超流和超固体等量子相.除了最近邻格点之间原子排斥相互作用有助于形成超固体以外,原子光子耦合系数的正负符号随位置交替变化也有助于形成超固体.本文将这两种相互作用都考虑进光腔中扩展玻色-哈伯德模型,通过测量原子密度、光子密度、超流序参量、固体序参量和超固体序参量,用平均场方法得到系统的基态相图,发现与硬核系统相比,软核系统的超固体范围更大更容易被发现.此研究结果有助于指导光腔中冷原子实验寻找新的量子相.     

规则泵情况下激光的光子数分布

利用光子数表象推导了泵噪声被抑制情况下的激光的光子数分布．它表明,在以往利用光子数表象计算光子数分布产生负几率的原因并不在该表象本身,而是因为截断了主方程所造成的．并在不截断主方程的基础上,导出了规则泵及原子自发辐射被抑制的激光系统的光子数分布的特征函数及分布函数．特征函数可被用来很方便地求解光子数分布的各阶矩．这一方法可推广到不完全规则泵和考虑原子自发辐射的情况．     

TM偏振光子隧道效应

利用电子与光子隧道现象的相似性，我们证明：TM光子在全反射破坏结构中隧道问题，可以转变为具有不同有效质量的电子在一维夹势垒中隧道问题．通过这种方法，我们计算TM光子的隧道透射系数T．     

电子在水中产生Cherenkov辐射的Geant4模拟

用Geant4模拟能量分别为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 MeV入射电子在水中的Cherenkov辐射角和辐射光谱,分析电子产生Cherenkov辐射光子数与初级电子和次级电子的关系,并模拟Cherenkov辐射光在水中传输不同距离的吸收情况.结果表明:电子在水中产生的Cherenkov辐射角随入射电子能量的增加而增大;在Cherenkov辐射光传播过程中,水介质对紫外波段辐射光的吸收较大.     

用EGSnrc程序包对单能电子实验过程影响因素的研究

本文运用蒙特卡罗程序EGSinpRZ和EGSnrcMP模拟了不同能量的单能电子入射过程中与AL吸收物质的作用,得到了该过程产生的并且进入了灵敏区的轫致辐射光子和散射电子平均能量以及他们在相应情况下的百分比,结合两种计算方法(全峰面积法TPA和半峰面积法SPA)讨论了轫致辐射和散射对测量结果的影响;研究了实验所用放射源与其包装材料产生的轫致辐射光子对测量的影响;同时用EGSnrcMP程序模拟了吸收曲线,并与实验吸收曲线相比较,讨论了环境本底对计数的影响.     

选择定则的分类与计算

选择定则在原子物理、量子力学、原子光谱、量子化学等多门学科中都有涉及但都未能较细致地讨论。本文首先从四个方面把选择定则加以分类:从计算条件把它分为严格的与近似的选择定则;从等效模型把它分为电偶极、磁偶极与电四极跃迁选择定则;从参与一次跃迁的光子数分为单光子、双光子、多光子选择定则;从一次跃迁时原子单电子态改变数分为单电子、双电子选择定则。然后从光与物质相互作用出发,利用 SO(3)群的不可约张量算符特性及维格纳——爱卡特定理,根据微扰理论,计算了原子的单光子电偶极、磁偶极及电四极跃迁的选择定则,并作了必要的讨论。     

Kerr介质中双模相干场与原子多光子相互作用系统的光子统计

利用全量子理论并结合数值计算的方法,研究一个二能级原子与双模相干态光场相互作用系统的光子统计性质．讨论了初始平均光子数、克尔介质的作用强度、跃迁光子数对光子统计特性的影响．     

光子链图传播下Bhabha散射截面的严格计算

采用光子与电子（正电子）的最小电磁耦合模型，获得了光子链图传播子重整化的有限量。对其辐射修正作了相关的计算和讨论，从而得到了电子-正电子碰撞在链近似下的散射截面，并与最低阶的散射截面作了比较．     

双模腔场中原子的多光子辐射谱

研究了双模腔场中单个二能级原子的多光子辐射谱，分析了辐射谱的新特点．单模腔场中原子的多光子辐射谱和非简并观光子Ｊ—Ｃ模型中原子的辐射谱可做为特例得出．     

MOCVD制备GaAs/AlGaAs多量子阱的光致发光特性

对MOCVD生长的GaAs/A1_xGa_(1-x)As多量子阱结构进行了光致发光特性的测量,结果观察到三个发光峰:位于1.664eV处的峰是自由激子发光;峰值处于1.481eV的发光是GaAs中施主Si(Ga)原子上的电子向受主Si(As)跃迁引起的;而在1.529eV处的弱发光峰是GaAs阱层中Si(Ga)原子上的电子与价带量子阱中基态重空穴复合形成的。对三种发光峰的能量位置进行了理论计算,其计算结果与实验测量所得到的值符合较好。     

富纳米硅氮化硅薄膜光致发光机制

对于富纳米硅氮化硅薄膜的光致发光,其电子-空穴对存在3类光激发-光发射过程.通过对富纳米硅氮化硅薄膜光致发光模型的数值模拟对比分析,提出富纳米硅氮化硅薄膜光致发光是量子限制模型和能隙态模型发光机制共同作用的结果.利用得到的结论,讨论一些已报道的富纳米硅氮化硅薄膜光致发光实验结果.     

硅基低维结构的电子态和光学性质

Canham的文章发表以后，引起了世界范围的研究热潮，目的是实现硅基的集成光电子技术．其中一个主要的研究方向是多孔硅的发光机制．根据各自的实验结果提出了不同的模型：量子限制、表面态复合、硅氧烷及其衍生物、以及声子辅助跃迁等．同时开始了理论计算，方法包括：紧束缚、经验赝势、和基于局域密度泛函的第一原理方法等．大部分理论计算研究的是量子限制对多孔硅和纳米硅晶发光的效应．计算得到的辐射寿命比直接能隙GaAs中激子的长得多，说明量子限制不能完全解释多孔硅的高发光效率．提出了一个经验赝势的同质结模型来计算多孔硅和纳米硅晶的电子结构．多孔硅的波函数用一组体Si波函数展开，它们的波矢满足周期性边界条件．利用简并微扰论计算了S量子线、量子孔、量子阱层和棱柱晶粒的电子态和光跃迁几率(寿命)．用紧束缚集团模型研究了表面键饱和对Si纳米晶体发光的效应．取表面Si原子的悬键与吸附原子之间的相互作用能量Vs为不同的值，代表不同的吸附原子．发现当Vs的绝对值变小时，能隙减小，同时跃迁几率增加约2个数量级．     

光腔中光子数态的获取

利用激发态原子不断注入光腔中，可获取稳定的光子数态分布，给出了获得光子数态的一般性条件，证明了出射原子保持其入射时的状态。