弱光场下电子与库仑势散射的微扰解

外光场下电子与库仑势散射的Schr?dinger方程可用Floquet分波法分离变量,径向波动方程是一组无限耦合的二次线性微分方程组,当弱外光场可视为微扰,方程组将近似为二次常微分方程并且可积,由此可得径向波函数、S矩阵、截面。无论何种极化或是否作偶极近似,共振谱线是普遍存在的,并给出共振能量和强度的计算公式。     

弱光场下电子与库仑势散射的微扰解

外光场下电子与库仑势散射的schrodinger 方程可用Floque 分波法分离变量. 径向波动方程是一组无限祸合的二次线性微分方程组, 当弱外光场可视为微扰, 方程组将近似为二次常微分方程并且可积, 由此可得径向波函数、s 矩阵、截面. 无论何种极化或是否作偶极近似,共振谱线是普遍存在的, 井给出共振能量和强度的计算公式. 关键词：     

弱光场下电子与库仑势散射问题的弱耦合解法

电子与库仑势散射,在圆极化、偶极近似的外光场作用下,其Schr?dinger方程可通过么正变换并引入修饰势来讨论。对修饰势选取恰当的公式展开,并用Floquet分波法,可分离出径向波动方程组,它在弱耦合近似下是可积的,并且近似的波函数,S矩阵和截面可解析表示,其结果与数值迭代解作了比较。 关键词：     

激光场中类氢原子的电离本征值

光场下类氢原子的Schrdinger方程可用缀饰势方法求解.波动方程展开为Floquet分波后,可以得到弱光场或强光场下近似的径向波函数和复的电离本征值,然后计算了共振能量和半宽度.     

阶梯圆环压电超声换能器径向振动性能的理论研究*

提出了一种阶梯圆环径向振动压电超声换能器,根据力电类比原理建立了阶梯圆环及阶梯圆环换能器的径向振动等效电路,推导了阶梯圆环的径向共振频率方程和位移放大系数,在此基础上进一步推导了换能器的径向共振和反共振频率方程。通过理论推导和有限元仿真模拟分析了阶梯圆环压电超声换能器的径向振动性能。结果表明,增大阶梯圆环中内外环的径向厚度之比K1或减小轴向厚度之比K2,阶梯圆环的一阶径向共振频率减小,二阶径向共振频率增大;在二阶径向共振模式下,K1、K2值在一定范围内阶梯圆环可实现由内向外的径向位移振幅放大;随着压电陶瓷圆环的内半径增大,阶梯圆环压电超声换能器的一阶、二阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振下的有效机电转换系数趋于零;增大阶梯圆环内环的外半径,换能器的一阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振和反共振频率先增大后减小,理论推导与仿真模拟结果符合良好。本文研究结果为阶梯圆环压电超声换能器的工程应用提供理论参考。     

远程控制光场的量子统计性质

考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,总系统在腔量子电动力学演化过程中,对原子作选择性的测量,通过操纵参加相互作用的时间以及选择适当的光场参量可控制未参加相互作用光场的量子统计性质,在一定条件下可产生反聚束、压缩态等非经典光场,并且通过适当的控制和调整这些参量可以改变未参加相互作用光场的反聚束和压缩特性的强弱。这样,通过利用腔与原子之间简单的共振相互作用和相干光场之间的纠缠关联,实现了远程的、无直接量子测量的控制或改变相干光场的非经典性质这一目的。     

氢原子的多光子共振电离

线极化光场下氢原子Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，可以迭代方法求解，并用电离问题边界条件，求复本征值，由此可得到多光子共振电离公式，并与实验比较     

光束三阶非线性效应的混沌理论研究

介质的三阶非线性性质会引起光场的非线性相移,而这类介质中当光强及介质的特性参数满足一定条件时,可以使光场的演化进入混沌的状态。从麦克斯韦方程组出发,推导了基于介质三阶非线性效应的麦克斯韦-布洛赫方程,并将其转化为归一化的洛伦兹方程形式。利用此方程,数值模拟了光场稳态及混沌态的演化过程。研究结果表明,三阶非线性介质中光场的演化可以进入混沌状态,这种状态对于控制材料中如自聚焦等有害的三阶非线性效应是不利的。     

级联倍频过程中谐波场量子噪声压缩的增强

压缩态光场是连续变量量子信息科学研究的重要资源。本文提出了一种利用级联的单共振倍频系统提高压缩度的方案,研究表明两次倍频分别产生的二次谐波与四次谐波场为压缩态光场,且四次谐波场的压缩度比二次谐波场提高了大约3dB。我们还研究了两个谐波场的压缩度随泵浦场衰减率、泵浦功率的变化关系。该系统不仅可以增强压缩态光场的压缩度,而且能将压缩光拓展到更短的波长区域。此外,通过对波长1 014.8nm的基频光进行四倍频获得与汞原子吸收线波长相对应的压缩光场,对量子存储、光谱测量和光频标具有实用价值。     

选择原子测量对光场量子特性的影响

考虑双模纠缠相干光场中,其中一束光场注入腔中与一个级联型三能级原子发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法,研究了另一束腔外光场的压缩效应,反聚束效应以及描述双模场相关性的Cauchy-Schwartz不等式等量子特性的演化规律。讨论了采用选择原子测量方法和纠缠光中参与原子相互作用的光场的强度对另一束腔外光场量子特性的影响。研究结果表明,采用选择原子测量方法和选择参与相互作用的光场的强度,可导致未参加相互作用的光场量子特性的明显增强。     

基于光强传输方程相位成像的宽场相干反斯托克斯拉曼散射显微背景抑制

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微能够对样品的特殊化学组分进行选择性成像,无需荧光标记,在生物医学领域被广泛应用.然而,传统的CARS图像往往存在非共振背景信号.本文将基于光强传输方程的单光束相位成像技术用于CARS显微成像,来抑制CARS的非共振背景信号.该方法通过记录样品在三个相邻平面上的CARS图像,然后利用光强传输方程获取CARS光场的相位分布,最后利用共振CARS信号和非共振背景信号在相位上的差异,实现了对背景噪声的抑制.该方法无需参考光,通过三次测量可完成CARS的背景噪声抑制,具有良好的应用前景.     

W态纠缠实现双腔远程控制原子的非经典特性

考虑将双模纠缠相干光场的两模场同时分别注入两个腔中,初态处于W态的三体纠缠二能级原子中的两个分别在这两个腔内,并且都与光场发生共振相互作用,经腔QED演化之后,对纠缠相干光场进行光子探测和对纠缠原子进行选择性测量,通过操纵相互作用的时间和光场的参数可控制W态中处于腔外的第三个原子的非经典效应,如粒子数布居差的崩塌一回复现象和偶极压缩现象,从而实现了更强地远程控制原子的非经典特性.     

幂函数型环形聚能器径向振动的等效电路

基于机电类比原理和变厚度薄圆环的平面应力方程,推导了幂函数型环形聚能器径向振动的等效电路、共振频率方程和位移放大系数。讨论了第一、二阶径向共振频率及相应的位移放大系数随圆环半径比的变化关系。结果表明,幂函数型环形聚能器径向振动的等效电路是一种非互易二端口等效网络;一阶和二阶共振频率随圆环内外半径比的增大而增大;一阶径向共振模式下位移放大系数随圆环半径比的增大先降低后升高,二阶径向共振模式下位移放大系数随圆环半径比的增大而降低,但二阶时的位移放大系数整体大于一阶,因此二阶径向共振模式具有更好的径向振动性能。用COMSOL有限元软件对解析理论分析结果进行了验证,仿真模拟结果与解析理论符合良好。根据幂函数型环形聚能器的等效电路模型,进一步设计了一种压电环形换能器,计算了第一、二阶径向共振频率、反共振频率及有效机电耦合系数,通过与COMSOL有限元软件模拟结果对比,符合良好。本文研究结果为幂函数型环形聚能器及压电环形换能器的工程应用提供了简明设计理论,文中研究结论可作为一种径向超声切割刀在超声工程中获得重要应用。      

原子的选择测量对原子纠缠特性和场熵的影响*

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法,通过对是否进行原子态选择性测量情况下,腔内原子间的纠缠性质和场熵的比较,讨论了对腔外原子的态选择性测量对腔内原子间的纠缠性质和场熵演化的影响。研究结果表明：对腔外原子的选择性测量,可增强腔内原子间的纠缠,但会减弱腔內原子与光场的关联。     

矩形槽光栅的矢量模式理论

本文引进满足均匀矢量Helmholtz方程的矢量波函数作为基矢,对矩形槽光栅的槽内和槽外的光场分别进行矢量平面波展开和矢量模式展开,并由耦合条件导出了求解展开系数的方程组,可进行数值计算.该方法可研究入射场的方向和偏振任意时的衍射效率、偏振特性变化等问题.在p偏振和s偏振的特殊情况下所得到的公式与用标量模式理论得到的结果一致.     

GHZ类态原子体系与相干态光场相互作用的光场压缩特性

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的光场压缩特性,结果表明:光场压缩量随时间的演化关系与三原子体系纠缠度和相干态光场的光场强度相关.在光场较弱、纠缠度较小时,可出现光场压缩现象;光场的增强或纠缠度的增加,都会使光场压缩现象消失.     

基于Tavis-Cummings模型实现非定域三原子系统量子特性的远程控制

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了三个二能级原子系统的量子特性。初始三原子处于W纠缠态,让其中的两原子A、B与相干态光腔场发生共振作用,经腔QED演化以后,对原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极相互作用,来控制腔外原子C的布居差演化;对相干态光场进行光子探测,通过改变探测到的光子数、相干光场参量和原子间偶极相互作用,来控制腔外原子C的偶极压缩,最终实现了远程操纵腔外原子非经典特性的目的。     

矩孔光栅的矢量模式理论

本文引入满足均匀矢量亥姆霍兹（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）方程的矢量波函数作为基矢，对矩孔光栅的孔内外光场分别进行矢量模式展开和矢量平面波展开，并由耦合条件导出了求解展开系数的方程组，从方程组中求解出相应的振幅系数，可研究光栅的衍射场分布，该方法可研究入入射扬方向和偏振任意时的衍射效率和偏振特性等问题。     

劣腔内二能级原子的双光子共振荧光光谱

研究了劣腔内二能级原子与单模腔场的双光子相互作用，腔内原子受外加固相干光场驱动，并向一般真空态自发辐射，通过腔镜内腔内注入压缩真空态光场，使腔模向压缩真空态光场衰减，本文利用劣腔近似条件得到原子约化密度算符主方程，在此基础上讨论了二能级原子的双光子共振荧光光谱。     

连续变量二类倍频过程中的量子信息操控

从Ⅱ类匹配倍频过程的半经典运动方程出发,讨论了阈值以下三共振Ⅱ类倍频过程中两个非简并基频光模为振幅压缩光场时产生的谐振倍频光场的量子起伏特性。通过对输入基频光场的振幅压缩调节来实现对倍频光场压缩度的控制。结果表明在这个系统中基频光场的量子起伏直接控制着倍频光场的量子起伏。这种以非线性过程实现的量子信息调控在量子通讯及量子网络中具有重要的意义。