外腔多量子阱激光器混沌双劈双反馈多参数控制方法研究

提出外腔多量子阱激光器混沌双劈双反馈多参数控制方法, 建立双劈控制下激光双反馈动力学物理模型, 理论上给出控制系统稳定时频率失谐及稳定范围等. 通过平移或滑动激光器外腔光路中的光器件劈来调节控制反馈光的光程, 能够改变二反馈光的延时时间和反馈强度, 在物理上可实现二个反馈光的多参数混沌控制. 数值结果证明该方法可以控制激光混沌到稳定态、单周期态以及多周期态等, 能使激光器输出周期光脉冲平均功率增加.     

光学双稳性和双稳态光学器件

光学双稳性的发现导致了双稳态光学器件的诞生。该器件具有光逻辑功能,在未来的光数字计算机中,有可能成为一种基础逻辑元件。《光学双稳性和双稳态光学器件》一文对咨询技术作了介绍。     

倍周期序列吸引子稳定性转变中的普适结构

非线性耗散动力学系统吸引子轨道的稳定性由李雅普诺夫指数表征。规则吸引子的李雅普诺夫指数呈现平台的结构及关于平台的严格对称性我们对于一般的均匀耗散二维映射,给出了这种平台及对称性结构存在性的解析证明,对于Henon映射:     

环形腔光学双稳性临界合作参量的数值计算

充以非线性介质的光学环形腔,光学双稳性的临界合作参量,在平均场近似下的结果为     

双光注入分布反馈半导体激光器的非线性动力学态实验研究

实验研究了分布反馈半导体激光器(DFB-SLs)在双光注入下的非线性动力学行为.研究结果表明:与单光注入相比,双光注入将使DFB-SLs呈现更丰富、更复杂的非线性动力学行为.固定两注入光的波长,获得了双光注入强度取不同值时DFB-SLs输出的光谱和功率谱信息.基于这些信息,对处于A,B和C三种不同情形下双光注入DFB-SLs所呈现的一些典型的动力学状态进行了判定.最后,给出了双光注入DFB-SLs输出的动力学状态在由两注入光的注入强度构成的参数空间的分布图,并确定了A,B和C情形所在的区域范围.     

ZnSe-ZnS双层结构的非线性光波导

ZnSe是受重视的光学非线性材料,尤其是ZnSe-ZnS应变超晶格由于其室温激子效应,可望成为激子型,快响应速度的光双稳器件的理想材料。1989年我们在77K温度下首次观测到无腔的ZnSe-ZnS/CaF_2应变超品格的光双稳,随后又在室温观测到具有ps响应的     

双光注入分布反馈半导体激光器的非线性动力学态实验研究简

实验研究了分布反馈半导体激光器（DFB-SLs）在双光注入下的非线性动力学行为. 研究结果表明：与单光注入相比,双光注入将使DFB-SLs呈现更丰富、更复杂的非线性动力学行为. 固定两注入光的波长,获得了双光注入强度取不同值时DFB-SLs输出的光谱和功率谱信息. 基于这些信息,对处于A,B和C三种不同情形下双光注入DFB-SLs所呈现的一些典型的动力学状态进行了判定. 最后,给出了双光注入DFB-SLs输出的动力学状态在由两注入光的注入强度构成的参数空间的分布图,并确定了A,B和C情形所在的区域范围.     

虚拟空间和吸引子

当我们能够在从三维空间表面上去观察吸引子时，我们会比较容易地理解数学的过程。尽管我们还不能真正视察到这些吸引子存在的所有维数，它们仍然会使我们一饱眼福。我们中间有些人能自如地把握住（或仅仅只能适当地把握住）数学程序被想象为空间过程的时刻，对于他们，混沌系统的图像绘制方法是作为一种令人欣慰的某些东西而出现的，它开拓了自笛卡儿时代以来对符号运算的逻辑学家已经失去的视觉颌地。混浊的代数用图像的方式在计算机屏幕背后的虚拟空间里结出了丰硕成果，共产生出为电子调色板的新艺术品鉴赏家所惊讶的混饨吸引子和分形自…     

光折变振荡器中光场的横向分布及时空不稳定

在时间域上,对于光学非线性系统中一定条件下所出现的不稳定与混沌现象人们已作了大量的工作.近几年,随着不断对光学系统横向效应的注意,这一方面的工作也有单纯研究系统的时间行为向时空方向深入.这些非线性系统不仅包括熟知的激光放大系统,还包括近年来人们越来越感兴趣的光折变振荡器 在实验中,这种振荡器同样表现出丰富的时空行为,例如光场横向空间上相位奇点的出现、横模巡游及时空混沌现象等等.而且与激光振荡器相比时空现象更容易观察,从而为研究非线性系统的时空动力学行为提供了较好的物理模型.两束光通过光折变介质时,干涉强度花样所感应出的折射率光栅,在一定条件下将引起两束光之间能量的转移,从而使得一束光在通过介质后得到放大.由此可构成以光折变材料为增益介质的振荡器,1986年这种振荡器首先在BasiO_3晶体上得到了实现.在理论方面,虽然已给出了光折变振荡器的一些输出特性,其中包括多模的竟争现象,但却未能完全反映     

光栅耦合波导模共振实现GaAs/GaAlAs多量子阱室温反射型光学双稳

一、概述 多量子阱(MQW)及超晶格(SL)等人工材料的问世使半导体非线性光学效应从低温扩展到了室温,为高速度、低阈值及室温工作的光学逻辑元件提供了可能。 对于GaAs/GaAlAs MQW及SL材料,其室温三阶非线性系数X_csu~(3)约为6×10~(-2),比CS_2大10~9倍,比Si大10~4倍,预示着它具有很低的本征光学双稳(OB)阈值.80年代初,Gibbs等人利用这种材料制成超薄的F-P光学腔,在室温首次观测到OB,其开阈～1mW/     

高激发密度CdS晶体中的激子与电子散射的研究

七十年代以来,对Cds等Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的受激发射的研究,推动了高激发密度半导体研究的发展,已经从实验和理论上认识到激子-电子散射发光是在100K以上温度时一种主要的复合过程,可以产生较高的增益。以往的工作多是偏重于受激发射研究,以获得激光的输出,讨论结果偏重于发射带随温度的变化关系,对于散射发光的动力学过程研究很少。 近年来,由于快速光学信息处理的研究发展,人们对这类材料的光学非线性及双稳态现象很感兴趣。这是因为激子等元激发态产生的光学非线的弛豫时间短,有良好的响应特性。 本文中,我们研究了CdS单晶中高激发密度下的激子-电子散射发光过程。从发光带的     

关于“三维弱同宿吸引子的判别准则”一文的反例

同宿环的稳定性在研究同宿分支时起很重要的作用.对于平面系统,这一问题已有不少结果(见冯贝叶,中国科学,A辑,1991,(7):673—684);嗣后《科学通报》(1992,37(21):1935—1937)发表了孙建华的“三维弱同宿吸引子的判别准则”,其中研究三维系统x=F(X),X∈R~3,F∈C~2.假设此系统有同宿环L.孙建华首先定义了“弱吸引子”的概念:定义1 弱吸引子(弱排斥子)是一个不可分解的闭不变集L,满足如下性质:给定ε>0,在L的ε-邻域中存在Lebesgue测度为正的集合U,使得只要X∈U,则X的ω(α)极限集就包含在L中,且X的前向(后向)轨道O~ (X)(O~-(X))就包含在U中.     

基于DNA自组装的手性等离子体纳米结构研究进展

自然界中的手性现象广泛存在.近年来,具有在可见光波段手性光学响应特性的等离子体金属纳米结构吸引了越来越多的关注.DNA自组装技术以DNA分子为基元构筑纳米材料,具有根据实际需求精准调控并组装得到复杂纳米结构的优点,可以用来构建从静态到动态的各种手性等离子纳米结构.本文综述了基于DNA自组装的手性等离子体纳米结构的研究历程和最新进展,并对相关研究做进一步展望.     

吸引和排斥与生命物质运动：吸引和排斥是遗传和变异的动力

从染色体,分子,原子水平探讨了吸引和排斥与生命物质的关系。遗传和变异是生物界最基本的运动形式,它们的运动与吸引相互作用密切相关。吸引和排斥的相互作用生物大分子存在的基石,是细胞分裂,维持细胞结构和细胞内各种运动所必需的。同时,吸引排斥的作用还有基因调控,ＤＮＡ重组,突变和修复以及遗传工程中得到体现。     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

吸引费米体系中微扰级数的收敛性

一引言具有吸引相互作用的二体问题已为不少作者所研究,在二体问题中束缚态和下列Born级数的行为已有所了解。 T(E)=_I+_I 1/(E-_0)_I++_I 1/(E-_0)_I 1/(E-_0_I+… (1)这里_0是哈密顿的自由部分,_I是相互作用部分,E是能量参量。然而,迄今在多体问题中微扰级数的收敛性问题还没有详细的研究。Cooper和Fukuda研究过这个问题,但他们的方法只能适用于一特殊的强偶合体系,那里哈密顿的自由部分被忽略掉。在多体问题中,我们总碰到下列哈密顿 =_0+_I==-sum from i=1 to N ~2/2m _i~2+1/2 sum i≠j V_(ij) (2)这里N是粒子数。令ρ(=N/Ω)是常数,N和体积Ω可以很大。本文仅讨论一纯吸引的     

具有松动约束悬臂输液管的三维非线性振动

输液管动力学是流固耦合振动力学研究的重要问题之一.悬臂输液管的二维平面振动已经得到较多的研究,但其三维非平面振动,特别是在非线性碰撞约束力下的动力学问题,已有的工作还很少.考虑松动约束及其摩擦力对悬臂输液管的三维非线性振动的影响,建立了系统的非平面动力学控制方程.基于Galerkin法离散后的动力学方程组,研究了内流激励下悬臂管与松动约束的碰撞振动问题,着重分析了输液管在两个垂直坐标方向上的非线性振动行为,以及摩擦系数的大小对管道动力学行为的影响.研究结果表明,松动约束产生的碰撞力可使管道的动态响应行为发生很大变化,在某些流速情形下管道可出现三维概周期运动,流速对管道发生二维周期运动所在平面的方位也有较大影响.对较小的内流速度,管道与约束间的摩擦力对其动力学响应影响较小;对较大的内流速度,摩擦力对管道平面运动的轨迹有一定影响.     

一个用于检测微弱复信号的新Duffing型复混沌振子

针对数字通信和雷达等系统数字处理过程中经常使用的复信号,提出一个新的复Duffing方程,分析了其动力学行为.通过计算最大李氏指数和功率谱,证明该系统在不同参数下经暂态到达稳态后存在混沌行为和大尺度周期行为.基于此方程提出一种Duffing型复混沌振子检测系统,它利用混沌系统在临界混沌状态下对参数的敏感性及对一定功率范围内的噪声具有免疫力的特性来检测湮没在复高斯白噪声中的微弱复信号.Monte-Carlo仿真实验表明,在保证较低虚警率的条件下,该检测系统对复单频信号和复线性调频信号都有较好的检测效果.     

圆柱壳层中自驱动微丝超簇形成

生命物质一般通过能量消耗过程自组装成功能结构,组装过程往往在受限环境中发生.理解受限状态下活性链结构和动力学对理解生命系统的行为具有重要意义.本文采用朗之万动力学模拟,研究了自驱动微丝在圆柱壳层内的结构和动力学,发现微丝呈现两态:熔态和超簇态.超簇态的形成依赖于微丝的面积分数、自驱动力大小和微丝刚度.适当的刚性和自驱动力是超簇形成的必要条件,体积排斥效应和自驱动力产生的有效吸引作用是超簇形成的物理机制.超簇形成后在壳层内可能呈现沿圆柱轴向的匀速平动和垂直于轴向的匀速转动.在固定微丝面积分数的条件下,半柔性微丝随着自驱动力的增加呈现熔态的重入现象;固定驱动力大小而改变刚性大小,同样会导致熔态的重入,表明链的刚性过大或过小都不利于超簇的形成.     

气候系统全局分析理论及应用

简要概述了气候系统全局分析理论的思想和主要理论结果, 给出气候系统全局行为定理, 即气候动力学方程组存在全局吸引子, 随着时间的增长气候系统演化到全局吸引子上, 说明气候系统具有向外源强迫的非线性适应过程, 并指出强迫、耗散和非线性对系统长期行为的不同影响, 总结了全局分析理论现有的主要应用, 重点阐述了该理论在气候适应和演变过程、数值模式设计原则及最优数值计算三方面的应用成果.