等离子体中大幅波与低频振荡粒子非线性相互作用效应

本文从Vlasov-Maxwell方程组出发,保留高频场到四级项,导得了纵、横波大幅高频场与低频振荡粒子拍频作用的动力学方程组。结果表明,在空间一维情况下,对亚声波,高阶大幅高频场的存在使形成Soliton的有质动力凝聚作用削弱,而对超声波则更不存在Soliton解;在三维情况下,似乎使Caviton形成变慢。 关键词：     

高杂共振层中静电波的非线性相互作用

本文使用全力途径，解析研究了发生在高杂共振层中的两个参量不稳定性。一个是以高杂波为泵浦波所引起的电子伯恩斯坦边带波的能参量激发，另一个是以电子伯恩斯坦波为泵浦波所引起的高杂边带波的参量激发。研究结果表明，这两种参量不稳定性都会产生一频率上移边带波，第一个不稳定性阈值比第二个要高。另外，我们的结果也表明，激发电子伯恩斯坦波所需阈理非常高的，除非电子回旋谐数ｌ相当低和组合参数β０相当大，这与电离电动     

弹性介质包围的球形液体腔中气泡和粒子的相互作用

为探究外层弹性介质对液体腔内气泡和粒子相互作用的影响,从速度势分布理论出发,结合拉格朗日方程得到了腔内气泡和粒子的运动方程,分析了气泡的共振频率及声波作用下粒子和气泡间的相互作用对其平动行为的影响.结果表明,介质弹性和密度等特性均可改变腔内气泡的共振频率,表现为气泡的共振频率随着球腔的半径增大有先减小后增大的变化趋势,且逐渐趋于无界液体中单泡的共振频率.气泡和粒子在球形液体腔中的平动受到声场参数、外层弹性介质特性、气泡和粒子本身特征等因素的影响,总体特征表现为粒子有向腔壁运动的趋势,气泡的平动与气泡和粒子间相互作用特征密切相关.     

铁磁体中导电电子与自旋波的相互作用

利用双时格林函数计算了s电子发射和吸收自旋波,以及s电子和自旋波相互散射引起之自旋波衰减。结果发现:在低温下,只有波矢在10⁶至10⁸范围内的自旋波才被s电子发射或吸收,由此引起之自旋波衰减比自旋波相互作用引起之衰减大得多。s电子散射自旋波引起之衰减小于自旋波相互散射引起之衰减,因而预测在10⁶至10⁸间将存在一个吸收带。     

各向同性介质中任意偏振光的简并四波混频

在各向同性介质的简并四波混频中,就共线(探测光波矢平行于泵浦光的波矢)和非共线装置,线偏振和圆偏振等情况,推导出反射波的复振幅(包括偏振)与探测光和泵浦光的振幅、偏振、介质的三阶非线性张量元之间的关系式。在非共线装置中,泵浦光为平行的线偏振光时,可利用探测波与反射波的偏振方向间的关系求出x₁₁₁₁与x₁₂₂₁的比值;泵浦光为同旋性的圆偏振光时,可获得理想的复共轭波。在共线装置中,在反射波中总含有一定的非共扼的成分,振幅反射系数与样品厚度的关系可能是正切、双曲正切或线性函数关系;泵浦光为平行的线偏振光时,若|x₁₂₂₁|>|x₁₁₂₂|,可产生自振荡现象;在泵浦光为旋性相反的圆偏振光时,对圆偏振的探测光可产生理想的平面镜反射的效果,等等。结果可用来解释一些已知的实验结果,并对新的实验设计具有一定的指导作用。 关键词：     

不均匀等离子体中电磁波与Langmuir波的相互作用

通过理论研究与数值计算,不均匀等离子体中Langmuir波与电磁波的相互作用及其线性模式转换规律得到了充分的展示.导出了不均匀等离子体中的电磁色散关系,研究了入射电磁波或Langmuir波在通过不均匀等离子体的过程中发生转换的物理过程,以及波的传播矢量随空间坐标变化的关系,并对电磁波与Langmuir波相互作用的机理进行了讨论.研究结果对密度梯度所驱动的等离子体波产生电磁辐射的研究具有重要意义. 关键词： 电磁波 Langmuir波 不均匀等离子体 线性模式转换     

大尺度浅水波方程中相互调制的非线性波

基于一般的浅水波方程, 根据大尺度正压大气的特点, 得到无量纲的控制大尺度大气的动力学非线性方程组. 利用多尺度法, 由无量纲的动力学方程组导出了扰动位势的非线性控制方程. 采用椭圆方程构造该扰动位势控制方程的解, 获得了扰动位势和速度的多周期波与冲击波(爆炸波) 并存的解析解. 扰动位势的解表明经向和纬向具有不同周期和波长的周期波, 且都受纬向孤波的调制; 速度的解表明大尺度大气流动存在气旋和反气旋周期性分布的现象. 关键词： 浅水波方程 大尺度正压大气 解析解 非线性波     

自由电子激光器中电子与波的相互作用及其增益分析

分析了自由电子激光器中电子与波的相互作用过程，导出了相应的增益表达式。结果表明，它不仅能很好地反映自由电子激光器中相干辐射，而且表明了具有激光输出饱和特性。分析结果更加符合实验情况。 关键词：     

非线性振动、非线性波与Jacobi椭圆函数

介绍用较易懂且简捷的Jacobi椭圆函数解法求非线性振动与非线性波的解析解,并以单摆,达芬(Duffing)振子,KdV方程,正弦戈登(Gordon)方程(SG方程),非线性薛定谔方程(NLS方程)的椭圆函数解,钟形孤立波解,扭结与反扭结波解,呼吸子解,扭结波与反扭结波迎头碰撞及包络型孤立子波解等重要实例,给出了说明．     

各向同性固体界面非线性反射的实验研究

实验测量了SV波入射到玻璃-空气,玻璃-铁、铜、铝界面上时反射的二次谐波SV波,研究了非线性反射效率与入射角以及材料的线性和非线性特性的关系,发现在某些入射角下,反射的二次谐波会有较大的振幅,报道了实验结果并和理论进行了比较。     

负折射介质中孤波间相互作用

以描述负折射介质中超短脉冲传输的归一化非线性薛定谔方程为模型,采用对称分步傅里叶算法研究了负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.数值模拟发现:当孤波的初始频移为零时,亮孤波间的相互作用与常规介质中类似;当孤波的初始频移不为零时,其传输速度和相互作用明显受三阶色散和自陡峭效应的影响,主要表现为相互排斥.而负折射介质中暗孤波间的相互作用与常规介质中的相互作用类似,无论暗孤波是否存在初始频移,暗孤波间的相互作用在三阶色散和自陡峭的影响下都表现为相互排斥.结果表明,通过调节三阶色散和自陡峭系数可以在一定程度上抑制负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.该研究结果为负折射介质在未来高速通信中的应用提供了理论依据.     

负折射介质中孤波间相互作用

以描述负折射介质中超短脉冲传输的归一化非线性薛定谔方程为模型,采用对称分步傅里叶算法研究了负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.数值模拟发现:当孤波的初始频移为零时,亮孤波间的相互作用与常规介质中类似;当孤波的初始频移不为零时,其传输速度和相互作用明显受三阶色散和自陡峭效应的影响,主要表现为相互排斥.而负折射介质中暗孤波间的相互作用与常规介质中的相互作用类似,无论暗孤波是否存在初始频移,暗孤波间的相互作用在三阶色散和自陡峭的影响下都表现为相互排斥.结果表明,通过调节三阶色散和自陡峭系数可以在一定程度上抑制负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.该研究结果为负折射介质在未来高速通信中的应用提供了理论依据.     

暗怪波的相互作用

以耦合非线性薛定谔方程为理论模型,数值研究了两个一阶暗怪波在正常色散单模光纤中的相互作用.基于一阶暗怪波精确解,采用分步傅里叶数值模拟法,从间距、相位差和振幅系数比方面讨论相邻两个一阶暗怪波之间的相互作用.基于二阶暗怪波精确解,讨论了两个一阶暗怪波的非线性相互作用.研究结果表明:同相位情况下,间距参数T1为0、5、20时,相邻两个一阶暗怪波相互作用激发产生“扭结型”暗怪波.相比较于单个暗怪波发生能量的弥散,“扭结型”暗怪波分裂形成多个次暗怪波.反相位情况下,间距参数T1为2、7、12时,相邻两个一阶暗怪波相互作用也可以激发产生“扭结型”暗怪波.并且“扭结型”暗怪波初始激发的空间位置偏离原始单个暗怪波的位置5.振幅系数比越大,该空间位置越接近5.二阶暗怪波可以看作是两个一阶暗怪波的非线性叠加,复合型和三组分型二阶暗怪波与相邻两个一阶暗怪波的相互作用略有相似.     

非线性单模光纤中源啁啾孤子相互作用

本文采用分步傅氏变换法对非线性单模光纤中源啁啾孤子相互作用进行了详细的数值研究.所得结果揭示了先源啁啾对孤子相互作用影响的本质,为设计光源啁啾情况下的孤子传转系统提供了依据.     

基于Z-FDTD的THz波与等离子体相互作用

利用Z变换时域有限差分法(Z-FDTD)计算等离子体鞘层中太赫兹(THz)波的传输特性,得出太赫兹波的功率反射和透射系数在等离子鞘层中随电磁波频率的变化曲线图,分析了太赫兹波的传输特性与等离子体结构参数(鞘层厚度、碰撞频率以及电子密度)的关系,对利用太赫兹波缓解等离子体鞘层通信中出现的“黑障”现象做了探讨。结果表明：太赫兹波能改善等离子体鞘层通信,为解决“黑障”问题提供了有效途径。     

自由电子激光中电子与辐射波相互作用有效时间的分析

利用已获得的大信号自由电子激光增益公式,导出了激光平均增长率表达式,分析了自由电子激光中电子与辐射波相互作用的有效时间,讨论了其主要物理参量对相互作用有效时间的影响 关键词：     

横向各向同性固体中圆柱状散射体对水平偏振剪切波的散射

给出横向各向同性介质中SH波的标量波动方程,并通过简单的坐标变换,将其化为标准的Helmholtz方程.建立了求解散射问题的积分方程,利用边界单元方法数值计算了横向各向同性固体中圆柱状空洞及刚性散射体对SH波的散射场分布。重点分析了各向异性对空洞散射体散射场指向性的影响.     

激光与蛋白质孤子的非线性相互作用研究

在蛋白质分子一维分子链模型的基础上,引入了激光与蛋白质的相互作用项.讨论了激光对蛋白质分子孤立子的作用.表明在弱激光作用下蛋白质分子的集体振荡可能进入浑沌状态.     

非线性平板光波导中TM波的网络分析

用横向等效网络方法分析了非线性平板波导中TM的色散关系和场分布.这种方法基于传输线理论,把非线性介质波导中复杂的电磁场问题等效于电路网络问题,用横向谐振技术得到色散方程.用数值方法计算了不同非线性机制下三层平板非线性波导中的TM波传输特性.     

等离子体中电波传播的三波非线性效应

利用等离子体非线性效应的三波法是解决黑障问题的一种可能的解决方案。从三波非线性理论出发,详细介绍了转化效率的计算方法,进而对不同等离子体电子密度模型下的非线性效应进行分析。数值仿真结果表明:存在一个最优的信号入射角度,当信号以该角度入射时转化效率最大;等离子体厚度会对最佳入射角产生一定影响,当厚度减小时,最佳入射角变大;等离子体电子密度变化范围、厚度、入射波及泵源参数都相同时,共振点处电子密度导数值越大,非线性效应越强。