短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象.首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据.结果表明:对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少.     

厄米-高斯光束倾斜入射类透镜介质的近轴传输

将描述光在类透镜介质中传播的Helmholtz方程化为具有线性谐振子势的Schr dinger方程形式,借助于量子力学中的"含时"么正变换技术,解析求解光束倾斜入射到类透镜介质中传输时的场分布,得到场传输的传播核因子,研究任意倾斜入射光束位形的传输问题,并对厄米 高斯光束的传输进行计算.研究结果表明:厄米 高斯光束倾斜入射进类透镜介质束宽度的演变与光束正入射的情况一样,随传输距离作周期性变化,但因光束倾斜入射,厄米 高斯光束的传输出现了新效应,即光强分布中心不再沿直线,传播方向也不断变化,出现与横坐标相关的附加局域相因子.     

拉曼光谱在离子注入科学中的应用

拉曼散射光谱作为分析和研究物质结构的一个强有力的工具,已经有50年的历史了,曾经经历了一个兴衰过程,而60年代激光技术的发展才使拉曼光谱获得了强大的生命力,形成了激光拉曼技术. 对于某些由分子组成的介质,当外界一定频率的单色光入射后,在散射光中,除了与入射波长     

斜入射激光脉冲与稠密等离子体相互作用产生的阿秒脉冲

利用一维粒子模拟程序研究和比较了斜入射和垂直入射激光脉冲与稠密等离子体相互作用得到的阿秒脉冲以及激光强度对阿秒脉冲转换比率的影响.同样参数下,斜入射的阿秒脉冲转换比率明显高于垂直入射的情况,滤波后得到的阿秒脉冲振幅比较大,而脉冲串中阿秒脉冲的个数则是垂直入射时的一半.根据振荡镜面模型对两种情况进行了分析,由镜面振荡方程可以对结果给出解释.保持等离子体密度不变,增大入射激光强度时,随着滤波次数的增加,斜入射与垂直入射的阿秒脉冲的转换比率逐渐趋于相同.300次以上高通滤波后我们得到了处于X射线范围的阿秒脉冲.     

环型激光器双模激光方程的推导和噪声分析

研究了固体介质环型激光器中两束沿相反方向平行传播的双模激光．获得了双模激光场的一个不同于通常立方模型的新Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程，并利用Ｌａｍｂ量子库理论，对该方程中各个系数、各种噪声的来源及噪声之间的关联（如：加法与乘法噪声之间的关联及两模加法噪声之间的关联）进行了讨论．     

环型激光器双模激光方程的推导和噪声分析

研究了固体介质环型激光器中两束沿相反方向平行传播的双模激光，获得了双模激光场的一个不同于通常立方模型的新Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程，并利用Ｌａｍｂ量子库理论，对该系统中各个系数、各种噪声的来源及噪声之间的关系进行了讨论。     

一种矩量法精度分析验证方法研究

提出一种针对任意形状目标散射矩量法计算的精度验证方法.根据等效原理,建立介质目标积分方程.令介质分界面两侧的介质参数相同,推导出入射等效源在介质体外产生的场为0.利用这种性质,对任意形状目标散射问题矩量法计算精度进行验证.对球和正8面体等算例进行的数值实验,验证了不同奇异点处理方法下介质目标积分方程的精度.数值实验证明了转移法和坐标变换法的精度优于提取法.结果同时表明所提出验证方法的有效性和通用性.      

二维粗糙面激光波束散射场量均方及相关函数的二阶统计特征

在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式．数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射角度的变化情况．详细讨论了特殊材料表面介电常数、粗糙度、相干长度,入射／散射角分别对散射场相关函数的影响．散射场量均方值函数作为粗糙面散射的相干分量,针对不同材料单、双站探测条件下,定量分析其在相关函数中的比重及随散射角的分布特征．散射场量的均方和相关函数是统计数学本质数字特征,本文所做的工作将为研究激光波束入射下粗糙面散射场量其他高阶矩统计特征奠定基础,并通过定量分析统计均方在相关函数比值关系,为开展目标激光探测中与“散斑”有关的光学特征研究提供有效技术支持．     

中红外激光产生宏观高次谐波的理论研究

通过求解Maxwell方程模拟了中红外1 500nm强激光产生的宏观Xe气高次谐波谱.研究结果表明,气体靶位置对谐波场的强度具有非常重要的影响,与通常将气体靶放在激光焦斑之后相比,位于激光焦斑之前的气体靶产生高能光子的强度得到了很大程度的提高.分析表明,产生这种现象除了与激光场在介质中的演化有关外,还来源于谐波场在自由空间的传播性质,理论模拟与实验结果具有很好的一致性.     

颗粒复合介质界面的反射率

本文应用局域场近似和Maxwell方程及相应的边界条件,给出了光在由具有一定厚度界面层的非线性颗粒组成的复合介质界面上的反射率。     

激光辐射弥散介质的质热转移势(英文)

本文利用不可逆过程热力学Onsager方程,在二阶偏微分方程第一类边界条件下,研究了在激光作用下弥散介质的质热转移势。得到了转移势场分布函数的分析表达式,并能较好的符合实验结果。     

强激光场高次谐波的二级级原子理论

利用二能级原子模型,通过直接求解含时薛定谔方程得到了强激光场中的高次谐波,和实验中观察到的谐波相似,并用这种模型研究了激光强度,激光频率以及介质的电离能等因素对高次谐波的影响。     

强激光场高次谐波的二能级原子理论

利用二能级原子模型,通过直接求解含时薛定谔方程得到了强激光场中的高次谐波,和实验中观察到的谐波相似．并用这种模型研究了激光强度,激光频率以及介质的电离能等因素对高次谐波的影响．     

三能级原子系统中的单模激光运转

本文推广运用Lamb的激光量子理论来处理均匀辰宽激活介质中的单模激光运转。该介质由共上能级三能级原子组成。在弱场或大偏调近似下,讨论了阈值条件、峰值光子数和光子统计特性。     

声光调制的光学双稳态实验研究

本文论述了双声-光调制,位相延迟等构成的一种新的双稳态系统,并对声-光调制及光信号的接收、调制的相位延迟和利用副载波调制激光光强载波的机制进行了实验。声-光调制器:某些晶体和液体由于机械形变会显出折射率的改变,声波和超声波通过此种介质时,会使介质密度呈疏密交替变化,从而引起折射率相应变化。某一时刻的折射率分布决定于该时刻的声场分布,但对从侧面入射而通过介质的光束而言,由于光速很大,在光通过声束的时间间隔内,声波场变动极小,可视为不变。因此,介质成为一位相光栅,光束通过后发生衍射现象。当超声频率较低,光束垂直于声波传播方向入射,并且通过声束程长较     

外推技术及其在金属衬底介质片对平面波反射分析中的应用

基于Richardson外推技术结合有限元法快速计算均匀平面波入射到一个金属衬底的非均匀介质片上的反射系数．首先把分析区域剖分为2组，分别采用有限元法求解标量亥姆霍兹方程，得到平面入射波在某一给定角度照射下的场量，然后通过外推技术获得金属衬底非均匀介质片在这一给定角度入射波照射下的场量，并由此确定反射系数．计算结果表明Richardson外推技术结合有限元法能提高计算精度，且计算速度可加快。     

弹性介质Hamilton正则方程与声波方程辛几何算法

建立弹性介质的Hamilton正则方程,把声波介质视为特殊的弹性介质,由弹性介质Hamilton方程导出声波介质地震波方程,对声波方程Hamilton化后给出其蛙跳格式的辛差分算法。将声波方程辛算法应用于二维情况下的地震波场正演数值模拟计算,并与常规的有限差分算法进行比较。结果表明,在地震波场正演数值模拟计算中辛几何算法比常规有限差分算法更具优越性。     

受激拉曼散射中的激光“耗尽”

用染料调Q红宝石激光器激发了苯、硝基苯、二硫化碳等六种有机液体的受激拉曼散射.在特定的条件下观察到拉曼光谱强度分布出现I_(s_1)(z)>I_l(z)以及I_(s_2)(z)>I_(s_1)(z)>I_l(z)的现象,这是由入射激光场与拉曼辐射场之间强烈的非线性耦合造成的入射激光场的“耗尽”现象,它导致受激拉曼散射的高转换效率。对所观察现象进行了讨论.     

一种介质加载型表面等离激元透镜的研究

提出一种由金属圆盘和圆锥形介质薄膜组成的表面等离激元透镜结构, 该结构能将正入射的电磁波汇聚成束缚于介质表面的圆弧形聚焦斑。这些聚焦斑的尺寸随着介质薄膜中心厚度的减小而减小, 并在薄膜厚度等于某个值时汇聚成一个焦点。该结构还能实现较好的局域场增强。     

氦原子在复合场中高次谐波产生的理论研究

本文通过求解一维含时薛定谔方程理论研究了氦原子在不同激光场中高次谐波的产生,计算结果表明:使用单色场与静电场及半周期场的合成场可有效拓宽谐波谱并实现对量子路径的操控,最终由短量子路径贡献于谐波的高阶部分.