局域微场增强的高次谐波产生及其电子动力学

本文使用最简单的双原子分子模型H_2~+研究局域微场增强中的高次谐波产生过程.通过选择H_2~+的初始态为基态与第一激发态的相干叠加,构造初始局域波包.通过使用分裂算符法求解大核间距H_2~+对应的含时薛定谔方程和使用空间不对称的吸收函数,分辨出了不同路径对高次谐波谱的贡献并验证了通过调节激光场的载波相位可对路径加以调控.计算发现电子不经过典型隧穿电离直接从一个核迁移到邻近核的路径主要贡献较低阶的谐波谱,这些较低阶谐波的强度会随着局域微场的增强而显著增加,这一机制可能会对局域掺杂的固体高次谐波产生研究有所启发.     

激光驱动拉伸氢分子产生阈下谐波中拉比振荡特征的取向依赖

通过数值求解二维模型分子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了拉伸氢分子产生阈下谐波中拉比振荡特征的取向依赖.结果表明,三次谐波附近展现出精细次峰结构,借助于两态模型,将这些次峰结构归因于基态和第一激发态之间强耦合引起的拉比振荡.文中还发现这些次峰结构对分子取向角有很强的依赖,且次峰结构随着取向角(0°～90°)的增大而逐渐消失,这是由两态间的耦合强度随取向角增大而减小所引起.     

理论分析振动态H2+偶次谐波的辐射机制

理论研究和认证了振动态H_2~+偶次谐波的辐射机制.结果表明,偶次谐波是由于谐波辐射在激光上升和下降区间的不对称效应所产生的.具体来说,在低振动态下,偶次谐波主要来源于激光下降区间.随着振动态增大,来源于激光下降区间的偶次谐波强度减弱;但是,一些来源于激光上升区间的偶次谐波逐渐增强.     

分子取向对H2+谐波分布的影响

理论研究了H2+分子取向对谐波空间分布的影响. 结果表明：当激光偏振方向与分子轴方向一致时, 谐波辐射满足激光场正向时, 负向H核谐波辐射强度大于正向H核;激光场反向时, 正向H核谐波辐射强度大于负向H核. 随着分子取向角增大, 谐波辐射强度减弱, 尤其正向H核对谐波辐射的贡献明显减小, 因此导致正负向H核的谐波辐射强度差逐渐增大. 最后, 通过研究谐波辐射的时频分析以及电子波包随时间的演化给出了电子在双H核之间运动以及谐波空间分布的原因.     

He^＋离子在啁啾激光和高频脉冲组合场中产生的单个阿秒脉冲

利用数值求解含时薛定谔方程的方法,从理论上研究了一维模型He＋离子在波长为1064nm的线性啁啾激光和高频脉冲形成的组合场中产生的高次谐波以及由这种高次谐波构造的阿秒脉冲特征.发现在组合场中,由于啁啾脉冲的作用和在适当的时刻加入了高频脉冲,不仅使高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,而且谐波转化效率也得到有效地提高,当对第二平台区域的不同范围内高次谐波迭加都可得到单个阿秒脉冲,最短可达21阿秒.最后通过经典分析和时频分析解释了这种高次谐波展宽与阿秒脉冲发射过程的特点.     

半花菁LB多层膜的光学非线性性质研究

利用紫外-可见吸收谱和旋转光学二次谐波产生方法研究了光学活性分子半花菁和光学非活性分子花生酸交替Y型多层LB膜中活性分子由于拉膜和“基板”增强的分子取向。我们首次发现并说明了由于平面内附加的极化导致二次谐波强度随LB层数大于平方增长关系。     

调节X2+同位素分子电荷共振增强电离时刻获得高强度阿秒脉冲

利用X_2~+同位素分子(H_2~+、D_2~+、T_2~+)谐波辐射的特点,提出一种有效获得高强度谐波连续区和孤立阿秒脉冲的方法.研究表明,在不同脉宽激光作用下,H_2~+、D_2~+和T_2~+分子可分别进入电荷共振增强电离区域.当激光振幅区域的半个周期正好处于电荷共振增强电离区域时,具有最大辐射能量的谐波能量峰正好具有最佳的辐射强度.随后,在此区域引入半周期单极激光场,被选择出来的谐波能量峰可以继续延伸,进而获得一个仅由单一能量峰贡献而产生的高强度谐波连续区.通过叠加连续区上的谐波可以获得脉宽仅为42 as的孤立阿秒脉冲.     

正交双色场中氦原子体系高次谐波产生的理论研究

通过求解二维含时薛定谔方程理论研究了氦原子体系在正交双色场中高次谐波的产生.数值结果表明调节x方向激光的强度谐波的效率并不会有明显的改变但是可以拓宽谐波谱,此时主要由长量子轨道控制谐波的发射.     

原子发射高次谐波的优化控制和动力学分析

原子分子在强激光场中发射的高次谐波是一种新型的便捷型光源,目前已在众多研究领域展现出了非常诱人的应用前景.本文综述了针对高次谐波转换效率低而对其进行优化控制的常用方法和结果,结合波形整形技术和遗传算法等演化算法,人们可以对高次谐波进行各种目的性的控制,特别是利用近年发展成熟的波形合成技术,可将谐波场的强度提高1个数量级以上,或者在不降低强度的基础上将谐波截止位置扩展2倍以上.最后介绍了一种全新的用于高次谐波分析的时频变换方法——同步压缩技术(Synchrosqueezing Transform,SST),该变换技术为理解和探索电离阈值附近及以下高次谐波发射的动力学过程提供了强有力的工具.     

解除方程组中n_0个变量为一组线性约束条件的数学处理方法

应用有限元方法数值求解流体力学或其他工程技术问题,通常所得n阶代数方程组具有线性和对称的性质.当方程组中有任意n_0(2≤n_0≤n)个待定变量为一组线性约束时,为解除这一约束,则可使用本文提供的数学处理方法,使原先n阶线性、对称的方程组在解除上述线性约束条件后,方程组的阶次不变,而且仍具有线性、对称的性质.     

H_2~+分子阈下谐波极化起源的理论研究

近来人们已经研究了H_2~+分子较低阶阈下谐波的极化,研究表明基态和激发态之间的共振对这些较低阶谐波的极化有重要影响。该文通过求解含时薛定谔方程的方法研究了较高阶阈下谐波的极化。结果表明:激发态仅对较小取向角下的较高阶阈下谐波的极化有影响;此外,长短电子轨道之间的干涉也对较高阶阈下谐波的极化有重要影响。该文的结果可对分子阈下谐波极化的复杂起源提供参考。     

非对称法拉弟效应

应用单电子模型讨论了法拉弟效应的不对称性质。发现:只有当分子无反射对称性,因而电子波函数没有确定的宇称时,介质才有可能呈现不对称法拉弟效应,而且,偏振面的转角对外场的响应将是非线性的。然而,如果介质分子的取向的完全随机的,则不对称项将被平均掉而只剩下线性项(对称项)。     

考虑物料对称滞回性质的振动压路机振动轮响应特性分析

针对智能振动压路机在水平激振下恢复力与物料之间的对称滞回特性,采用双线性对称滞回模型,建立压实系统的二自由度动力学模型,一次近似的前提下,利用谐波线性法将非线性作用力线性化为等效刚度和等效阻尼.通过数值仿真方法,研究压实进程中土壤参数、激振力幅和激振频率对振动轮动响应的影响特性.结果表明:压实进程中应根据土壤实际压实状况,合理调整激振参数,从而减小压实力,抑制打滑现象,保证压实质量和提高压实效率.     

利用啁啾场与单极场的组合场驱动He+发射高次谐波

数值研究了He~+在啁啾场与单极场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当He~+的初始波函数布局在基态与激发态的叠加态时,其谐波强度比单基态时增强7个数量级.随后在啁啾场及单极控制场的作用下,谐波发射的截止能量明显增强,谐波的干涉结构也明显减小.引入空间非均匀效应,谐波截止能量得到进一步延伸,形成一个320eV的平台区.通过叠加谐波,可获得3个持续时间在45~48as的X射线脉冲.其强度比单基态输出的脉冲增强5~6个数量级.     

基于TMS320F2812的变压变频电源设计

基于TMS320F2812 DSP的智能化特点,设计了一种新型变压变频中频电源.该电源采用斩波调压和逆变调频相结合的方法实现变压变频功能,具有电压、频率独立调节的优点.利用面积中心等效法原理产生SPWM信号,与传统SPWM方式相比,输出波形具有更好的对称度,显著减小高次谐波分量.为验证理论分析,设计了一台1KW/2KH...     

双色反向旋转椭圆偏振激光场下氩原子的高次谐波发射的选择定则的验证

通过数值求解二维含时薛定谔方程,研究了氩原子在双色反向旋转椭圆偏振激光场作用下的高次谐波发射,双色反向旋转椭圆偏振激光场是由2个共面的频率为rω和sω(r=1,s=2,3,4,ω是圆偏振的基频)时的激光脉冲组成.通过理论计算我们发现在不同椭偏率下的氩原子的高次谐波谱的特性与2015年Milosevic[26]提出的选择定则一致.倍频场为2倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的3q阶次谐波被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱中被抑制的3q阶次谐波增强;倍频场为3倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振和椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的偶数阶次谐波被抑制;倍频场为4倍频,高次谐波谱中与5q阶次相邻的谐波阶次产生,其余谐波阶次被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,被抑制的谐波阶次增强.我们计算了相对应激光场下的Lissajou's图形,从图中可以看到随着椭偏率的变化,Lissajou's图形的对称性被破坏,相应的高次谐波谱的特性发生变化;Lissajou's图形的对称性不变化,相应的高次谐波谱的特性不发生改变.     

轨道对称性在分子高次谐波取向依赖中的作用

分子高次谐波的研究结果表明,由于分子的各向异性,分子表现出的谐波特征决定于分子的最高占据轨道,分子产生高次谐波的特征可以通过分子轴取向和激光极化方向的角度依赖关系来进行研究。分子轨道对称性在分子的强场现象中具有很重要的作用,谐波的强度由分子最高占据轨道对称性影响下的电离几率振幅而决定,这一结果将来可以更好的控制高次谐波的产生。     

化学反应体系中温度场Hopf分支与Turing分支的竞争

运用线性稳定性分析、分支分析和计算机数值模拟手段研究了小尺度空间展布、伴有扩散和热传导的Lindemann单分子化学反应体系的温度场时空对称破缺.研究结果表明,该模型体系在一定的参数值条件下会产生温度场Hopf分支和Turing分支的竞争现象,究竟产生何种分支则依赖于初始条件或边界条件.图4,参11.     

利用啁啾场与单极场的组合场驱动He~+发射高次谐

数值研究了He~+在啁啾场与单极场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当He~+的初始波函数布局在基态与激发态的叠加态时,其谐波强度比单基态时增强7个数量级.随后在啁啾场及单极控制场的作用下,谐波发射的截止能量明显增强,谐波的干涉结构也明显减小.引入空间非均匀效应,谐波截止能量得到进一步延伸,形成一个320eV的平台区.通过叠加谐波,可获得3个持续时间在45~48as的X射线脉冲.其强度比单基态输出的脉冲增强5~6个数量级.     

稀土离子掺杂硼铝酸盐玻璃的发光性能

用高温熔融法制备了Eu2+单掺和Dy3+-Eu3+、Tb3+-Eu3+共掺的硼铝酸盐玻璃,研究了其激发和发射光谱性能.结果表明:Eu2+单掺的玻璃在蓝光区域能够产生有效激发,并且发射峰呈现黄绿色发光,随着B2O3含量的增加,玻璃的配位场强度降低,Eu2+的发射峰发生蓝移.Dy3+-Eu3+共掺玻璃中Dy3+在451 nm处呈现最强激发峰,在其激发下Dy3+向Eu3+产生能量传递,并发出蓝、黄和红光.Tb3+-Eu3+共掺玻璃在482 nm蓝光的激发下,Tb3+向Eu3+产生能量转移,并发出绿、黄和红发光.这些发射带与蓝光发光二极管(LED)复合可产生白光.