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多通道耗散周期结构中共振增强的理论分析及数值计算

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多通道耗散周期结构中共振增强的理论分析及数值计算

作者：谭令重庆工商大学

学位级别：硕士

共振增强现象是指,在共振结构中,若入射波的频率靠近共振频率,共振结构中的局域场振幅会远远大于入射波的振幅。此现象在超低阈值激光器,超敏传感器等领域有重要应用。共振结构中局域场与入射波最大振幅的比值定义为共振增强倍数,是研... 详细信息

共振增强现象是指,在共振结构中,若入射波的频率靠近共振频率,共振结构中的局域场振幅会远远大于入射波的振幅。此现象在超低阈值激光器,超敏传感器等领域有重要应用。共振结构中局域场与入射波最大振幅的比值定义为共振增强倍数,是研究共振增强现象的一个重要指标。共振增强倍数与共振模式的品质因子、入射波频率和系数有关。在无耗散的光学周期结构中存在连续谱束缚态,即品质因子为无穷大的共振模式。由于共振增强倍数与品质因子的平方根成正比,因此共振增强倍数可以是任意大小。实际生活中,任何介质材料都是耗散的。此时在耗散周期结构中品质因子含有两部分,由耗散引起的品质因子Qdis与辐射引起的品质因子Qrad,因此无耗散周期结构中的结果不成立。此时研究耗散周期结构中共振增强倍数与品质因子、入射波频率和系数的关系十分重要。本文利用摄动理论,推导出了耗散周期结构中的共振增强倍数的近似表达式。首先用摄动理论给出了耗散周期结构中Qdis与Qrad的严格表达式。此时Qdis与共振模式场的分布有关,其值为共振频率的实部与材料耗散有关的共振频率虚部的两倍的比值。而Qrad与共振模式远场辐射有关,值为共振频率的实部与辐射损失有关的共振频率虚部的两倍的比值。在耗散结构中,具有复连续谱束缚态,即存在由辐射引起趋于无穷大的品质因子的共振模式,其具有与连续谱束缚态类似的性质。在复连续谱束缚态附近,Qdis几乎为常数,而Qrad关于布洛赫波数快速变化。其次利用摄动理论分析了入射波与共振模式的耦合,得到共振增强倍数的近似表达式。我们的结论对多辐射通道的情况也适用。利用近似表达式,分析了共振增强倍数取得最大值时,入射波需要满足的条件。在复连续谱束缚态附近,当入射波的入射角度满足临界耦合条件,即Qdis=Qrad时,共振增强倍数取最大值。此时共振增强倍数正比于(?)。最后本文用数值实验对上述结果进行验证,直观的展示了共振增强倍数与品质因子、入射波频率和系数之间的渐进关系。本文的工作为分析耗散光学结构中的共振增强现象及其应用提供理论分析方法。

关键词：耗散周期结构品质因子共振增强复连续谱束缚态

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二阶非线性光学聚氨酯对电光效应的共振增强

高等学校化学学报 2003年第9期24卷 1683-1685页

作者：李旭华袁荞龙王得宁曹庄琪沈启舜华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 上海交通大学分子光学实验室上海200030

二阶非线性光学聚合物是最有希望实现在电光器件方面应用的材料之一.该类材料的非线性光学系数很高, 响应速度快, 与半导体材料的相容性较好, 且比有机和无机晶体的制备更方便[1,2].

关键词：二阶非线性光学聚氨酯电光效应共振增强折射率

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限制环境下类氢体系的共振增强现象

物理学报 2005年第8期54卷 3530-3534页

作者：王晓峰乔豪学刘海林于国萍武汉大学物理系武汉430072

采用B样条方法,以囚禁于巴基球内的Be3+为例,计算了限制环境下类氢体系在不同外阱形状和位置下2s—3p振子强度随外阱深度的变化.2s,3p态都被限制在外阱时出现共振增强,在坍塌点发现共振增强峰.计算结果表明,共振增强现象对外阱形状不敏... 详细信息

采用B样条方法,以囚禁于巴基球内的Be3+为例,计算了限制环境下类氢体系在不同外阱形状和位置下2s—3p振子强度随外阱深度的变化.2s,3p态都被限制在外阱时出现共振增强,在坍塌点发现共振增强峰.计算结果表明,共振增强现象对外阱形状不敏感,但是对外阱的限制能力有要求,同时还受到外阱位置的影响.

关键词：共振增强限制环境氢振子强度计算结果巴基球形状样条囚禁

243—263nm S原子Rydberg态的(2+1)共振增强多光子电离

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物理学报 1999年第7期48卷 1204-1209页

作者：张立敏陈军徐海峰戴静华刘世林陈从香马兴孝中国科学技术大学化学物理系

在２４３—２６３ｎｍ波长范围，测量了Ｓ＋分质量激发谱，得到ＳＯ２分子光解产生的Ｓ原子近５０条（２＋１）共振增强多光子电离谱线．除了来自Ｓ原子基态３ｐ４３Ｐ２，１，０直至ｎ＝１０的Ｒｙｄｂｅｒｇ态３Ｐ，３Ｄ，３Ｆ的许... 详细信息

在２４３—２６３ｎｍ波长范围，测量了Ｓ＋分质量激发谱，得到ＳＯ２分子光解产生的Ｓ原子近５０条（２＋１）共振增强多光子电离谱线．除了来自Ｓ原子基态３ｐ４３Ｐ２，１，０直至ｎ＝１０的Ｒｙｄｂｅｒｇ态３Ｐ，３Ｄ，３Ｆ的许多双光子跃迁谱线外，观察到若干新的１Ｐ０，５Ｓ０←３Ｐ自旋禁戒跃迁和从Ｓ的１Ｄ２激发态到偶宇称自电离Ｒｙｄｂｅｒｇ态ｎｐ１，３Ｄ，１，３Ｆ的双光子跃迁谱线．对若干跃迁的相对线强度进行了计算。

关键词：硫原子 R-态多光子电离共振增强跃迁谱线

有机分子第一超极化率色散效应和双光子共振增强理论研究

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物理学报 2006年第4期55卷 1827-1831页

作者：李海鹏韩奎逯振平沈晓鹏黄志敏张文涛白磊中国矿业大学理学院徐州221008

采用含时Hartree-Fock和多态求和方法计算了半花菁衍生物生色团的第一超极化率色散效应.采用二能级模型研究了第一超极化率的双光子共振增强特征.研究发现,第一激发态对半花菁非线性光学性质起决定性作用,随着入射光波长向短波方向移动... 详细信息

采用含时Hartree-Fock和多态求和方法计算了半花菁衍生物生色团的第一超极化率色散效应.采用二能级模型研究了第一超极化率的双光子共振增强特征.研究发现,第一激发态对半花菁非线性光学性质起决定性作用,随着入射光波长向短波方向移动,二次谐波产生β(-2ω;ω,ω)不断增大并且在950nm附近出现双光子共振效应,理论结果与实验结果较好相符.此外,共振条件下的二能级模型需要考虑激发态弛豫效应.研究结果为实验测量和实际应用提供了理论参考.

关键词：分子非线性光学超极化率色散效应共振增强

掺Er^(3+)石英光纤中的共振增强受激四光子混频

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光学学报 1992年第4期12卷 382-384页

作者：华一敏李劬陈英礼陈益新上海交通大学应用物理系上海200030

首次实验观察到在1064nm激光泵浦下掺Er^(3+)石英光纤中的共振增强受激四光子混频现象和光学自由感应衰减过程.在频域和时域上实验证明了Er^(3+)的~4I_(11/2)激发态能级对受激四光子混频产生的反斯托克斯谱线的增强效应.

关键词：光纤掺铒光纤混频共振增强频域

若丹明6G共振增强苯(C_6H_6)的受激拉曼散射实验研究

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光子学报 2005年第3期34卷 379-381页

作者：程娟贺应红左浩毅杨经国四川大学物理系

报道了若丹明6G乙醇溶液中苯的受激拉曼散射Stokes波共振放大的实验研究在特定的染料溶液浓度下,1阶、2阶Stokes波得到有效放大,放大倍数分别为3.81和6.

关键词：若丹明6G(R6G) 苯(C6H6) 受激拉曼散射(SRS) 共振增强

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NO(D^2Σ)共振增强的多光子离化谱

光谱学与光谱分析 2004年第10期24卷 1185-1187页

作者：张贵银张连水杨晓冬孙博赵晓辉河北大学物理科学与技术学院

利用皮秒Nd :YAG激光器泵浦的光学参量发生 /放大器作激发源 ,获得了NO分子在 4 6 0～ 5 70nm波长范围内的多光子离化谱 ,测量了离化信号随激光强度的关系 ,其近五次方关系表明在 4 6 0～ 5 70nm波长范围内NO分子吸收 5个光子而离化。... 详细信息

利用皮秒Nd :YAG激光器泵浦的光学参量发生 /放大器作激发源 ,获得了NO分子在 4 6 0～ 5 70nm波长范围内的多光子离化谱 ,测量了离化信号随激光强度的关系 ,其近五次方关系表明在 4 6 0～ 5 70nm波长范围内NO分子吸收 5个光子而离化。通过对谱线的归属 ,确认在此波长范围内 ,NO分子的离化过程是通过高激发态D2 Σ的共振增强的多光子离化过程。用最小二乘法拟合 ,获得了D2

关键词：一氧化氮共振增强多光子离化谱 D^2∑态基振动频率力常数

332-362nm范围内CF_2Cl自由基的共振增强多光子电离研究

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物理学报 1998年第9期47卷 1470-1476页

作者：李全新束继年张群徐海峰俞书勤陈从香马兴孝中国科学技术大学化学物理系

用ＣＦ２Ｃｌ２分子直流脉冲放电的方法产生ＣＦ２Ｃｌ自由基，结合共振增强多光子电离（ＲＥＭＰＩ）技术，测量了３３２—３６２ｎｍ波长范围内ＣＦ２Ｃｌ自由基的（２＋１）ＲＥＭＰＩ光谱，分析并标识了４ｓＲｙｄｂｅｒｇ态带源位... 详细信息

用ＣＦ２Ｃｌ２分子直流脉冲放电的方法产生ＣＦ２Ｃｌ自由基，结合共振增强多光子电离（ＲＥＭＰＩ）技术，测量了３３２—３６２ｎｍ波长范围内ＣＦ２Ｃｌ自由基的（２＋１）ＲＥＭＰＩ光谱，分析并标识了４ｓＲｙｄｂｅｒｇ态带源位于（ν０—０＝５５３７１ｃｍ－１），两个被激活振动模ω′３（ＣＦ２剪式振动模）和ω４′（ＯＰＬＡ振动模）的频率分别为５２３±７ｃｍ－１和７３４±４ｃｍ－１；４ｐＲｙｄｂｅｒｇ位于ν０—０＝５７６０１３ｃｍ－１，ω′３和ω′１分别为５５２±１０ｃｍ－１和７６２±１２ｃｍ－１．估算了４ｓ和４ｐＲｙｄｂｅｒｇ态量子亏损值．

关键词：共振增强自由基激光多光子电离 CF2Cl