频率调制强吸收光谱中残余幅度调制的理论分析

由电光调制器(EOM)中双折射效应及线偏光不完全沿EOM调制方向诱发的残余幅度调制(RAM)使频率调制(FM)光谱技术在微量气体检测中的应用受到极大的限制。基于光场与晶体相互作用及光学干涉原理推导出存在RAM时FM光谱的线型表达式,确定出输入线偏光角度、EOM中双折射效应、FM系数等是影响线型的主要因素,且当入射EOM光的偏振角度偏离调制方向越大,双折射效应引起的特征偏振方向相位差越大,线型扭曲越严重;同时在FM色散光谱中存在一个受两者影响的直流偏置;最后给出通过伺服控制这两过程可以达到抑制RAM的目的。这些现象及线型的分析将为基于光纤器件的FM光谱提供必要的理论支持。     

速度调制激光光谱线型的研究

考虑了速度调制光谱实验中气体分子碰撞所引起的压力增宽对谱线线型的影响,对已有的速度调制光谱的理论进行了修正,并用新的理论对所得到的实验谱线进行了精密仿真.结果表明,修正后的理论与实验结果完全符合,在研究分子离子的碰撞动力学以及进行谱线的高精细分辨等方面将具有广阔的应用前景     

速度调制激光光谱线型的研究

考虑了速度调制光谱实验中气体分子碰撞所引起的压力增宽对谱线线型的影响,对已有的速度调制光谱的理论进行了修正,并用新的理论对所得到的实验谱线进行了精密仿真.结果表明,修正后的理论与实验结果完全符合,在研究分子离子的碰撞动力学以及进行谱线的高精细分辨等方面将具有广阔的应用前景.     

差分速度调制分子离子激光光谱技术

从理论上分析了速度调制激光光谱技术的技术特点及谱线线型,并在实验上采用差分速度调制激光光谱技术在可见光波段测量得到N⁺₂,CO⁺的光谱信号． 关键词：     

基于吸收光谱的光程长度测量方法研究

基于吸收光谱的基本原理,通过计算比尔-朗伯定律数学表达式中的参数实现了光程长度的测量。分析了高斯线型、洛伦兹线型和Voigt线型,采用了Voigt线型对光谱信号进行拟合。研究了Voigt线型峰值计算方法、洛伦兹线宽计算和误差函数求解三个内容。利用可调谐半导体激光吸收谱技术(TDLAS)中的直接吸收谱技术测量了氧气的吸收光谱,得到拟合的光谱峰值数据。将峰值数据带入比尔-朗伯定律数学表达式中,计算出实验光程长度为66.55 cm。对比测量值66.04 cm,测量精度为0.78%,该方法用于光程长度测量是可行的。     

偏振风成像干涉仪多波长探测理论研究

简述了偏振风成像干涉仪(PAMI)探测高层大气风场的基本原理;研究得出了多波长探测时偏振风成像干涉仪干涉强度、仪器调制度与位相延迟片的延迟位相之间的理论表达式;得出了偏振风成像干涉仪的干涉强度和仪器调制度受所探测谱线波长调制的重要结论;采用计算机模拟分析了使用偏振风成像干涉仪(设计谱线为高层大气氧原子跃迁时辐射的630nm的极光谱线)探测高层大气时各目标谱线的干涉强度和仪器调制度,给出了干涉强度和仪器调制度与探测谱线波长之间的关系,得出了732nm的极光谱线不适合用作探测目标的结论. 本文为高层大气风场探 关键词： 高层大气风场探测 偏振风成像干涉仪 调制度 多波长探测     

塞曼调制磁旋转分子光谱特征的研究

以Ｎ２第一正带（Ｂ３Πｇ－Ａ３Σ＋ｕ）为对象，研究塞曼调制磁旋转光谱技术的主要特征，对谱线的线型和位相做了详细的分析，同时，还提出并解释了谱线强度分布中的塞曼选态效应，结果均与实验相符合。     

电光调制器低频控制对受残余幅度调制影响的频率调制光谱线型优化研究

频率调制(FM)光谱技术中由于激光偏振态变化产生的残余幅度调制(RAM)使其在微量气体检测中的应用受到极大的限制。理论上详细分析了这一过程产生的原因,获得了存在RAM时FM光谱线型的表达式,同时给出N.C.Wong和J.L.Hall(W-H)方案抑制RAM后的FM光谱线型表达式;在实验上通过对乙炔气体的测量获得了存在RAM时的光谱线型,同时采用W-H方案对RAM进行了抑制,并获得了优化的光谱线型;最后基于理论结果对实验线型进行了拟合,两者差值小于信号峰峰值的4%。     

偏振内调制激励光谱中原子速度变化的碰撞问题(Ⅱ)

在前文“偏振内调制激励(POLINEX)光谱中原子速度变化的碰撞”中,应用速率方程分析了POLINEX光谱消除碰撞引起的多普勒本底,使谱线呈洛仑茨线型的机理。在本文中我们进一步用拉姆的半经典理论来分析光谱的这种机理,得到了更普遍、更深刻的结果.     

SPECTRAL SIMULATION TECHNIQUE AND ITS APPLICATION TO HIGH-RESOLUTION LMR SPECTRA OF NITRIC OXIDE

LMR(Laser Magnetic Resonance)光谱技术采用磁场扫描及磁场调制获得顺磁分子吸收谱线，其谱线具有Voigt线型及各不相同的磁场线宽.本文考虑线型理论模型和实验条件，提出了一种实现LMR谱精密仿真的方法，并设计了相应仿真计算程序.对     

谱有限元数值分析各向异性复合板中导波色散特性

提出谱有限元方法研究层状各向异性复合板中导波的色散特性和波结构。基于三维弹性动力学方程,用有限元方法离散波导截面,波传播方向的位移用简谐波表示,得到了导波色散的特征方程。分析了单层和双层复合板中导波沿不同方向传播的色散特性和波结构,讨论了双层复合板中层厚比对相速度的影响。数值研究结果表明:导波的对称模态沿纤维方向传播时在较宽的频率范围内保持弱色散状态。双层复合板中导波基本模态的相速度在低频时受层厚比的影响较明显,随着频率的增加趋向于相速度较低的材料。数值模拟结果为导波用于复合材料定量无损检测和性能评价提供理论依据。      

带电粒子同超晶格的相互作用与系统的混沌行为

把超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的弱周期调制. 利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有外周期弱调制的非线性微分方程，并利用Melnikov 方法分析了系统出现Smale 马蹄的临界条件. 预言了带电粒子同超晶格相互作用过程中, 系统可能出现的混沌行为, 为半导体超晶格材料的制备和半导体超晶格光磁电效应的研究提供了基本的理论分析. 关键词： 超晶格 非线性 微分方程 混沌     

Gradient-based PIV using neural networks

This paper proposes a new gradient-based PIV using an artificial neural network for acquiring the characteristics of a two-dimensional flow field. The neural network can effectively realize an accurate approximation of the vector field by introducing some knowledge on the characteristic property. The neural network is trained by using spatial and temporal image gradients so that the basic equation of the gradient-based method is satisfied. Since the neural network itself learns the stream function, the continuity equation of flow is consequently satisfied in the measured velocity vector field. The new gradient-based PIV can be applied to even partly lacking visualized images.     

光导纤维中光速的实验测定

介绍了光导纤维中光速测定的基本原理。采用调制信号，应用门电路测量了两路输入信号的相差，计算出调制信号在光导纤维中的传输时间，从而得到光速。     

线性啁啾光脉冲在具有纵向增益光纤中的自相似传播研究

非线性薛定谔方程是光脉冲在光纤中传播时所遵循的基本方程.本文利用分步傅里叶方法从数值结算的角度研究了具有线性啁啾的光脉冲在具有横向增益光纤中的自相似传播特性.研究表明:当群速度色散系数和光脉冲的啁啾系数符号相同时,由于在传播过程中自相位调制和群速度色散分别起主要作用,不论何种形式的光脉冲在传输过程中均会受到压缩,但随着传播距离的增加压缩的光脉冲会展宽;埃尔米特高斯输入和正弦输入在传播过程中的光强分布是对称的,拉盖尔高斯输入在传播过程中会发生能量交换而表现出明显的偏转;当群速度色散系数和光脉冲的啁啾系数符号不相同时,在传播过程中群速度色散始终起主要作用,脉冲一直展宽.这些研究结论可能为未来光纤压缩器、光纤放大器以及新型THz调制波源的制备提供新的理论基础和方法.     

线性啁啾光脉冲在具有纵向增益光纤中的自相似传播研究

非线性薛定谔方程是光脉冲在光纤中传播时所遵循的基本方程.本文利用分步傅里叶方法从数值结算的角度研究了具有线性啁啾的光脉冲在具有横向增益光纤中的自相似传播特性.研究表明:当群速度色散系数和光脉冲的啁啾系数符号相同时,由于在传播过程中自相位调制和群速度色散分别起主要作用,不论何种形式的光脉冲在传输过程中均会受到压缩,但随着传播距离的增加压缩的光脉冲会展宽;埃尔米特高斯输入和正弦输入在传播过程中的光强分布是对称的,拉盖尔高斯输入在传播过程中会发生能量交换而表现出明显的偏转;当群速度色散系数和光脉冲的啁啾系数符号不相同时,在传播过程中群速度色散始终起主要作用,脉冲一直展宽.这些研究结论可能为未来光纤压缩器、光纤放大器以及新型THz调制波源的制备提供新的理论基础和方法.     

HL-1M装置弹丸和分子束加料的粒子输运研究

研究了IL-1M装置上弹丸和分子束加料的粒子输运。在研究粒子输运时拟合了粒子源分布，利用调制送气模型研究了分子束送气时的粒子输运。由弹丸注入后较长时间内密度的自然衰减研究了粒子输运，给出了一种简单的研究弹丸注入后粒子输运的方法。计算表明，分子束和弹丸注入改善了等离子体的粒子输运特性。将计算结果与实验测量进行了比较。     

Traffic Flow Models Considering an Internal Degree of Freedom

We solve numerically the integrodifferential equation for the equilibrium case of Paveri–Fontana's Boltzmann-like traffic equation. Beside space and actual velocity, Paveri–Fontana used an additional phase space variable, the desired velocity, to distinguish between the various driver characters. We refine his kinetic equation by introducing a modified cross section in order to incorporate finite vehicle length. We then calculate from the equilibrium solution the mean-velocity–density relation and investigate its dependence on the imposed desired velocity distribution. A further modification is made by modeling the interaction as an imperfect showing-down process. We find that the velocity cumulants of the stationary homogeneous solution essentially only depend on the first two cumulants, but not on the exact shape of the imposed desired velocity distribution. The equilibrium solution can therefore be approximated by a bivariate Gaussian distribution which is in agreement with empirical velocity distributions. From the improved kinetic equation we then derive a macroscopic model by neglecting third and higher order cumulants. The equilibrium solution of the macroscopic model is compared with the cumulants of the kinetic equilibrium solution and shows good agreement, thus justifying the closure assumption.     

Dynamic sand dunes

When sand falling in the spacing between two plates goes past an obstacle, a dynamic dune with a parabolic shape and an inner triangular region of nonflowing or slowly creeping sand forms. The angle of the triangular zone increases with the height of the dune and saturates at a value determined by the geometry of the cell. The width of the dune, related to the radius of curvature at the tip, shows universal features versus its height rescaled by geometrical parameters. The velocity profile in the flowing part is determined and found to be nonlinear. The parabolic shape can be accounted for using a simple driven convection-diffusion equation for the interface.     

高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟

从非线性薛定谔方程出发，对SPM作用引起传输脉冲的相位作了合理近似，引入了频谱展宽因子，发现在存在增益时正色散光纤的SPM作用加剧了脉冲频谱展宽幅度，并且脉冲中心和两翼部分的频谱展宽差异很大.给出了存在增益的正色散光纤中高斯型脉冲自相似传输的时域演化，揭示了脉冲展宽的中心部分对边翼部分挤压和覆盖及最终形成自相似脉冲的过程，提出了自相似传输现象的一种合理解释.并通过数值模拟三种不同形状初始脉冲的自相似演化过程对提出的理论进行了验证.