检索结果-南通市图书馆

作者：李杰华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

强激光与物质(如气体、固体等)相互作用会产生一系列新奇的现象,其中包括高次谐波产生(HHG)。近几十年来,人们对高次谐波产生进行了广泛研究,高次谐波已被用于阿秒脉冲的合成,分子结构的成像等,已成为研究原子分子体系超快电子动力学的... 详细信息

强激光与物质(如气体、固体等)相互作用会产生一系列新奇的现象,其中包括高次谐波产生(HHG)。近几十年来,人们对高次谐波产生进行了广泛研究,高次谐波已被用于阿秒脉冲的合成,分子结构的成像等,已成为研究原子分子体系超快电子动力学的有力工具。晶体材料相较于气体具有很高的密度和周期性的结构,有望可以产生更为高效的高次谐波,而且固体高次谐波也可以用于探测材料的性质和内部结构,为凝聚态中的超快动力学研究提供了新的途径。本文基于能带理论,数值模拟了强激光驱动下一维周期性势场中的固体HHG。利用分裂算符法,在长度规范和偶极近似下求解单电子模型的含时薛定谔方程(TDSE)得到了固体高次谐波谱。我们比较四个不同激光脉冲包络产生的高次谐波谱,发现均呈现双平台结构。不同包络对应的较低阶次的固体HHG之间的区别不明显,但是较高阶次的HHG发射效率有着明显不同。在同一时域范围内,包络不同,激光电场的分布有明显区别,激光电场的幅值越大,对应谐波达到的频率(谐波阶次)越大。我们的结果表明选择合适的脉冲包络可以有效提升固体高次谐波第二个平台区的发射效率。改变每个包络对应激光电场的载波-包络相位(CEP),固体HHG第二个平台区的发射强度会发生变化,少周期激光场中CEP会影响HHG第二个平台区的截止位置,CEP为π/2时截止位置较大,CEP为0时截止位置较小,我们分析是由于激光电场的变化对较高导带上的电子跃迁影响较大,较高导带的电子跃迁过程对谐波的第二平台区的贡献较大,通过控制CEP的大小可以展宽谐波谱的第二个平台区。我们的研究为提高HHG第二个平台区的发射效率和拓宽平台区提供了新的思路。

关键词：周期性结构固体高次谐波脉冲包络载波-包络相位

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超高斯型激光脉冲的反饱和吸收光限幅效应

超高斯型激光脉冲的反饱和吸收光限幅效应

作者：张莹华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

本论文利用克兰克—尼科尔森差分法,求解激光场的傍轴波动方程和基态粒子数速率方程,研究了超高斯型激光脉冲（n=1、2、5和m=1、2、5）与富勒烯碳60（C60）分子的相互作用过程,模拟了不同阶次的纳秒强场超高斯型激光脉冲在介质中的传播... 详细信息

本论文利用克兰克—尼科尔森差分法,求解激光场的傍轴波动方程和基态粒子数速率方程,研究了超高斯型激光脉冲（n=1、2、5和m=1、2、5）与富勒烯碳60（C60）分子的相互作用过程,模拟了不同阶次的纳秒强场超高斯型激光脉冲在介质中的传播演化情况以及粒子数转移情况。数值模拟结果显示,当强场超高斯脉冲在C60分子介质中传播时表现出了明显的反饱和吸收光限幅行为。由于C60分子具有较强的反饱和吸收能力,入射的超高斯脉冲的时空包络形状在传播过程中被明显重塑,脉冲宽度减小。在传播过程中,脉冲的前沿部分略有减弱,主要是由基态的线性吸收引起,而脉冲的主体和后沿部分明显减弱,主要是由两步（单重态→单重态）×（三重态→三重态）非线性序列双光子吸收引起。入射的平顶型超高斯脉冲在C60分子介质的出射端几乎被整形成高斯型脉冲,同时脉冲持续时间由10ns缩短到1.0ns,降低了一个数量级。输入的超高斯脉冲的时空阶数越大,在传播过程中脉冲被吸收的越厉害,出射脉冲的宽度越小。在一定的光强范围内,入射激光脉冲的光强越强,出射脉冲的强度越小,光限幅特性越好,同时波长为650nm的激光脉冲要比波长为532nm的同阶次的超高斯型激光脉冲的光限幅特性好。介质近入射表面的粒子数占有率分布情况和入射超高斯型脉冲的时空包络有很大的关系,随着激发脉冲波形的变化而发生显著变化,因此可以通过调节激发脉冲波形来对体系的粒子数占有率分布情况进行相干控制。因为粒子从基态转移到最低三重态的速率与光场强度有关,光场强度越大,转移速率越大,在光场激发过程中从基态转移到最低三重态的粒子数越多,体系的反饱和吸收强度越大,对激光场的光限幅能力就越强。

关键词：超高斯型脉冲反饱和吸收光限幅效应五能级体系

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级联三能级原子体系中的光学偶极力研究

级联三能级原子体系中的光学偶极力研究

作者：郭芬芬华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

本论文利用中心差分法和预估校正法,数值求解布洛赫方程和光学偶极力,研究了不同阶次的拉盖尔—高斯光束与级联三能级原子体系的相互作用,模拟了在不同阶次的拉盖尔—高斯光束作用下产生的光学偶极力的分布情况、光学势的分布情况以及... 详细信息

本论文利用中心差分法和预估校正法,数值求解布洛赫方程和光学偶极力,研究了不同阶次的拉盖尔—高斯光束与级联三能级原子体系的相互作用,模拟了在不同阶次的拉盖尔—高斯光束作用下产生的光学偶极力的分布情况、光学势的分布情况以及粒子数转移情况。对基横模高斯光束LG00,在正失谐情况下,光学势为吸引势,偶极力为负值,指向光轴,在负向偶极力作用下,原子将向轴心处运动,发生聚焦;负失谐情况下,光学势为排斥势,偶极力为正值,方向垂直于光轴向外,在此正向偶极力作用下,原子会向远离光轴的方向运动,发生散焦。在LG0n模式的拉盖尔—高斯光束作用下,横向偶极力具有2n个径向节线圆,在节线圆的两侧偶极力方向相反,因此原子将发生分束,从而被俘获到不同的光势阱内。随着拉盖尔—高斯光束径向阶次n的增大,光学势阱/垒数目增多,势阱/垒数目等于n+1个,主势阱/垒的深度保持不变,但主势阱/垒的空间范围变窄,势的径向梯度增加,从而使得偶极力增大。在LGm0模式的拉盖尔—高斯光束作用下,光学偶极力和光学势都具有关于x轴、y轴以及中心点对称性分布的特性。横向偶极力具有1个径向节线圆和m个角向节线,在节线圆的两侧偶极力方向相反。光学势具有与光场相同的模式分布,具有0个节线圆和m个角向节线。随着角向阶次m的增大,势阱/垒的个数等于2m,单个势阱/垒的空间立体角范围减小,阱/垒的深度增加,因此采用高阶拉盖尔—高斯光束可以将粒子束缚在更深更窄的光学势内,更有利于粒子的俘获和精准操控。本论文的研究将为微观粒子的光学操控提供一定的理论指导。

关键词：光学偶极力拉盖尔—高斯脉冲光学势级联三能级体系

超高斯型强场激光脉冲的时间包络分布对介质双光子特性的影响

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超高斯型强场激光脉冲的时间包络分布对介质双光子特性的影响

作者：李兴哲华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

本论文利用预估校正法和时域有限差分法,求解三能级体系下的全波载频麦克斯韦方程和布洛赫方程,研究了强场超高斯型激光脉冲与级联三能级体系相互作用的双光子过程,同时研究了由强双光子吸收过程引起的不同阶次的超高斯型脉冲在传播过... 详细信息

本论文利用预估校正法和时域有限差分法,求解三能级体系下的全波载频麦克斯韦方程和布洛赫方程,研究了强场超高斯型激光脉冲与级联三能级体系相互作用的双光子过程,同时研究了由强双光子吸收过程引起的不同阶次的超高斯型脉冲在传播过程的光限幅效应。通过对传播过程中具有不同时间包络的超高斯型脉冲双光子面积的计算,发现不管是对于超短高斯型脉冲还是超短超高斯型脉冲,双光子面积都不再是脉冲传播动力学过程中的决定性因素,脉冲波形在强场共振双光子相互作用过程中也扮演了重要的角色。对具有相同初始脉宽和入射电场峰值的高斯型脉冲和超高斯型脉冲,脉冲阶次越低,即n的值越小,其初始的入射脉冲双光子面积就越大,而在相同传播距离处的出射脉冲双光子面积却越小,双光子吸收光限幅效应也就会更明显。脉冲传播过程中,介质各能级粒子数分布,以及由高阶非线性光学效应引起的新衍生场的强度及其时频分布也都依赖于入射超高斯型脉冲的波型、电场强度、脉宽等参量。此外,我们还研究了在入射脉冲半高全宽为定值时,不同波型的超高斯脉冲的出射光强随着入射光强增加的演化曲线,发现n越小时,随着入射光强的增加,光限幅效应失效出现的越早。

关键词：超高斯型脉冲双光子吸收光限幅效应级联三能级体系

Harnack不等式新证明及线性插值的新曲线流

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Harnack不等式新证明及线性插值的新曲线流

作者：朱晟温州大学

学位级别：硕士

曲线流是平面或者空间中的某种曲线按照一定的速度进行形变的研究.至今为止,有许许多多的学者去改变曲线流动的速度,从而得出许多良好的性质,并且利用曲线流的方式推导出了很多的不等式.在曲线流的研究过程中,熵的单调性和极大值原理有... 详细信息

曲线流是平面或者空间中的某种曲线按照一定的速度进行形变的研究.至今为止,有许许多多的学者去改变曲线流动的速度,从而得出许多良好的性质,并且利用曲线流的方式推导出了很多的不等式.在曲线流的研究过程中,熵的单调性和极大值原理有着重要的应用.本文的研究是在曲线收缩流的大背景下,主要的内容包括以下的几个部分:第一章介绍了曲线流的研究背景和国内外的研究现状,并且列出了一些曲线流相关的基本知识与基础公式.第二章简要概括了 Gage-Hamilton的Harnack不等式的证明方式.第三章利用Boltzmann熵的前两个导数,我们定义了一个新的单调性公式,它是严格递增的,除非在一个收缩的圆上.利用这个新的单调公式,我们给出了一个新的Gage-Hamilton的Harnack不等式的证明方法.第四章新定义了一族基于κα型保面积和保长度的线性插值的曲线流,证明了该族曲线流沿流动保持凸性,并且具有长度不增加而封闭面积不减少的性质.对所有t ∈[0,∞),曲线流的解都存在,且该曲线在C0范数意义下收敛为一个圆.

关键词：曲线收缩流极大值原理凸曲线 Harnack不等式熵单调性

拉盖尔-高斯型激光场中原子所受光学偶极力研究

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拉盖尔-高斯型激光场中原子所受光学偶极力研究

作者：成飞华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

利用光场和原子的偶极相互作用,可以实现对中性原子的导引、囚禁、分束等原子操控。目前,关于原子在激光场中所受光学偶极力的研究,大多采用具有单一空间结构的基横模高斯光束,而对具有复杂空间结构的拉盖尔-高斯光束与原子的相互作用... 详细信息

利用光场和原子的偶极相互作用,可以实现对中性原子的导引、囚禁、分束等原子操控。目前,关于原子在激光场中所受光学偶极力的研究,大多采用具有单一空间结构的基横模高斯光束,而对具有复杂空间结构的拉盖尔-高斯光束与原子的相互作用研究相对较少。高阶拉盖尔-高斯光束由于其空间结构的复杂性,在原子的激光操纵和控制方面具有独特的优势。本文主要研究了拉盖尔-高斯光束传播一定距离后的光强、光学势的分布情况,以及三能级原子在该光束中的径向、角向和传播方向的受力情况。利用角谱分析法求得了沿x方向偏振的拉盖尔—高斯光束远场中的电场分布,再利用布洛赫方程得到三能级原子的光学偶极力表达式。当光束传播距离越来越远,原子在垂直于传播轴的横向平面内的受力范围变大,受力的极值越来越小。对于不同径向阶模数（LG0n）的拉盖尔—高斯光束,随着径向阶模数的变大,径向力的极值也变大,同时不再是单一的正值和负值。当失谐量均为正值时,径向力主要指向中心轴,角向偶极力在第一象限和第三象限方向为顺时针,在第二象限和第四象限方向为逆时针。当失谐量均为负值时,径向力主要背离中心轴,角向偶极力在第一象限和第三象限方向为逆时针,在第二象限和第四象限方向为顺时针。径向力和角向偶极力在横向平面的分布当中,不包括圆心在内,出现的节线圆数目分别为2n和n。其中,角向偶极力的大小远小于径向力。不同角向阶模数（LGm0）拉盖尔—高斯光束下原子所受径向光学偶极力的横向平面二维分布是关于x轴和y轴对称的。径向光学偶极力在横向平面出现的节线数目等于m,而且还存在一个节线圆,这主要因为电场在该位置达到最大值,梯度为0。另外,当失谐量均为正值时,径向力先正后负,当失谐量均为负值时,径向力先负后正。角向偶极力在横向平面分布关于中心对称,且出现的节线数目是2m。

关键词：拉盖尔—高斯光束三能级原子体系光学偶极力激光远场

PN分子若干低能级电子激发态间吸收谱的振动结构分析

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PN分子若干低能级电子激发态间吸收谱的振动结构分析

作者：管文慧华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

分子光谱学是研究分子与光相互作用的学科,是了解分子本身结构、内部运动以及物理和化学性质最重要的方法之一。作为星际观测中最早发现的含磷(P)分子,PN分子的相关研究对星际探索具有重要意义。本文基于量子化学计算得到各电子态的势... 详细信息

分子光谱学是研究分子与光相互作用的学科,是了解分子本身结构、内部运动以及物理和化学性质最重要的方法之一。作为星际观测中最早发现的含磷(P)分子,PN分子的相关研究对星际探索具有重要意义。本文基于量子化学计算得到各电子态的势能曲线,进行核动力学研究。通过有限差分法求解体系初始波函数,并利用分裂算符法传播波函数。本文计算了 PN分子的五个低能级电子激发态(X1∑+、A1∏、C1∑-、D1Δ、21∏)之间跃迁产生的吸收谱,并分析了振动结构。通过对计算结果的分析,我们可以看出,跃迁前后势能曲线平衡核间距的偏移以及初态和末态解离极限的差值显著影响了吸收谱中振动结构的分布。当跃迁前后势能曲线平衡核间距的偏移非常小或两个电子态的解离能非常接近时,跃迁过程中振动量子数变化较小,振动结构塌陷为少数几个孤立的峰。反之,当跃迁前后势能曲线极小值的偏移较大或两个电子态的解离能相距较远时,跃迁过程中振动量子数变化明显,这使得振动结构有很高的态密度,能谱分布范围更宽。在Frank-Condon理论中,电子跃迁偶极矩近似等于常数,但在实际跃迁过程中,跃迁电偶极矩是核坐标的函数,需要考虑跃迁电偶极矩随核间距R分布对谱线的影响。为了便于分析跃迁电偶极矩分布对谱线的影响,我们将跃迁电偶极矩直接作用在振动基态波函数上,对其进行分布修正,修正前后波函数的变化与谱线分布变化直接相关。当电子跃迁偶极矩随核间距R的变化幅度较小时,跃迁电偶极矩修正后的振动波函数与初始振动波函数相比分布基本保持不变,相应的吸收谱分布未出现明显变化。当电子跃迁偶极矩的变化幅度较大时,跃迁电偶极矩修正后的振动波函数与初始振动波函数相比整体向左偏移且分布变化显著,能谱分布范围更宽。

关键词： PN分子吸收谱含时波包动力学电子跃迁偶极矩

拉盖尔-高斯型激光脉冲的反饱和吸收光限幅行为研究

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拉盖尔-高斯型激光脉冲的反饱和吸收光限幅行为研究

作者：赵亚男华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

光与物质相互作用过程中的光限幅现象是一种典型的非线性光学效应,光限幅机制和光限幅材料是当今非线性光学领域非常活跃的研究课题之一,在光敏器件防护、激光武器等领域具有非常广泛的应用。本论文利用克兰克—尼科尔森差分法,数值求... 详细信息

光与物质相互作用过程中的光限幅现象是一种典型的非线性光学效应,光限幅机制和光限幅材料是当今非线性光学领域非常活跃的研究课题之一,在光敏器件防护、激光武器等领域具有非常广泛的应用。本论文利用克兰克—尼科尔森差分法,数值求解二维傍轴波动方程和五能级原子体系的速率方程,研究了不同径向阶次的纳秒拉盖尔—高斯（LG）光束与C60分子的相互作用,模拟不同径向阶次的强场拉盖尔一高斯光束在介质中的光场演化、粒子数演化以及脉冲能量透射率分布情况。强场纳秒拉盖尔—高斯光束在C60分子介质中传播时,表现出明显的反饱和吸收光限幅行为,当脉冲传播到介质末端时,光场峰值强度减小了近两个数量级。脉冲的时空包络形状在传播期间被明显整形,最初入射的具有中心对称性的时间包络分布逐渐演化成了具有非中心对称的月牙形的激光脉冲分布;光束近轴处的脉冲持续时间比远离光轴处的脉冲持续时间更短;相对于入射脉冲来说,出射脉冲各个环的峰值光强时间点明显左移,入射峰值强度越高,时间移动量越大;当基态有效粒子数转移速率与系间交叉速率相等时,有效粒子数特征转移时间达到饱和极限值,此时的入射光强接近光限幅损伤阈值;之后,光限幅效应逐渐失效,随着光场强度的继续增加,脉冲能量透射率将随光场强度的增加而增大。通过对不同径向阶次LG光束传播过程的研究发现,脉冲径向阶次越低,轴心处光环的光强分布越集中,传播过程中脉冲被整形的越厉害,外层光环与内层光环之间的相对强度提高。此外,随着径向阶次的增加,传播过程中形成的月牙形光场时间分布的曲率增大。在脉冲能量透射率达到饱和值之前,径向阶次越低的入射脉冲,能量分布越集中,经过C60分子介质后脉冲透射率越低,光限幅效应越好;当脉冲能量透射率达到饱和值之后,径向阶次越高的脉冲,能量分布越分散,能量透射率越小。

关键词：拉盖尔—高斯型激光脉冲反饱和吸收光限幅五能级体系