激光脉冲放大器传输波的计算

研究了一个非线性激光脉冲放大器传输系统，利用广义泛函-变分迭代理论和方法，得到了相应系统的近似解.从而为设计激光脉冲放大器提供了便利. 关键词： 激光 放大器 非线性     

非共线相位匹配LBO晶体飞秒光参变放大器的研究

对非共线相位匹配LBO晶体飞秒光参变放大器进行了系统地分析和理论研究，用数值方法得出了非共线角、相位匹配角、增益和增益带宽之间的关系，给出了放大器设计的各种最优化参量。研究结果表明，这种参变放大器不仅可以实现较高的参变增益和获得极宽的增益带宽，还具有较大的参变允许角、较小的走离角和小的群速色散。因此这种参变放大器对于以纳秒级高功率激光作为抽运光，利用光参变啁啾脉冲放大（OPCPA）技术高效率参变放大飞秒脉冲产生10^12W甚至10^15W级的超强超短激光脉冲具有重要的意义。建立的理论模型具有普遍意义，也为其他类似的参变过程提供了重要的理论依据。     

一类非线性尘埃等离子体孤波解

研究了一类非线性尘埃等离子体孤波解. 首先构造一个变分迭代, 其次决定系统的初始近似, 最后通过变分迭代方法得到了对应模型的各次近似解. 关键词： 等离子体 变分迭代 近似解     

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的理论模型和数值分析

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器在非线性频率变换、遥感探测和量子信息等领域有广泛的应用前景.综合考虑受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)、受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering,SBS)、自相位调制(self-phase modulation)和交叉相位调制(cross-phase modulation)等非线性效应,建立了窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的非线性动力学模型.仿真分析了放大器中脉冲激光的时频演化特性,对比研究了抽运脉冲宽度、光纤长度和信号光功率等因素对放大器性能的影响.研究发现,上述因素会影响放大器的SRS阈值、SBS阈值、输出激光线宽、激光转换效率等.例如,当脉冲宽度为800 ns时,SBS随着抽运功率的增加而发生,限制了激光功率的提升;减短抽运脉宽可以抑制SBS,但是输出激光的线宽易于展宽到数百MHz以上;增加光纤长度可以获得更低的SRS阈值和更高的转换效率,但是SBS效应和光谱展宽程度也随之增强.系统搭建中需要平衡各非线性效应,选择合适的系统参数.研究内容可以为窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的设计搭建提供参考.     

一个全球气候赤道海气振子模型的变分迭代解法

研究了一个三维赤道海气振子Kelvin波的方程.利用变分迭代解法,得到了对应模型的近似解.变分迭代方法是一个解析方法,得到的解还能够继续进行解析运算. 关键词： 变分迭代 近似解 Kelvin波     

一类扰动洛伦兹系统的解法

研究了一个大气物理中洛伦兹系统的求解问题.首先利用广义变分原理构造一组变分迭代,其次决定系统的初始近似,最后通过变分迭代方法得到了对应模型的各次近似解.广义变分迭代方法是一个解析方法,得到的解还能够继续进行解析运算. 关键词： 洛伦兹方程 变分原理 近似解     

高峰值功率大模场全光纤脉冲放大器

报道了一种由纤芯直径分别为15μm和25μm的大模场光纤组成的全光纤脉冲放大器模块.当注入脉冲宽度为10 ns,重复频率为1 Hz.光谱宽度为0.3 nm,脉冲能量为80 nJ的激光脉冲时,经过两级放大输出的激光脉冲峰值功率为30 kW,单脉冲能量为300μJ.此外,实验研究了该放大器模块输出的时间特性.研究发现:由于受激布里渊散射(SBS)效应,限制了单纵模光纤激光在光纤中的高能量放大,采用宽带激光脉冲可以有效地抑制SBS效应,提高光纤放大器的SBS阈值.     

用于激光聚变驱动器的全光纤、全固化光脉冲产生系统

报道一种全固化、全光纤的用于高功率激光驱动的惯性约束聚变驱动器的光脉冲产生系统,采用单纵模振荡器输出连续激光信号,经过相位调制器和振幅调制器,得到一个时间波形上已整形且具有一定带宽(约0.1 nm)的激光脉冲,经光纤放大器放大并经光纤分束器分束后同时输出四路激光脉冲,各路激光脉冲先通过时间同步调整单元精确控制时间同步关系后,经可编程光纤衰减器调节各路之间的功率平衡后再通过光纤放大器做进一步放大并通过150 m光纤传输输出至预放系统.该光纤系统可输出0.3—20 ns、带宽0.1 nm、能量数纳焦的几乎任意 关键词： 激光聚变驱动器 前端 光纤激光系统     

模拟短脉冲激光在介质中传输的扩散综合有限元法

建立有限元模型,通过求解瞬态辐射传输方程模拟短脉冲激光在半透明介质中的传输.针对散射占优性半透明介质内辐射传输求解效率较差的问题,采用扩散综合加速迭代算法,提高计算效率,缩短计算时间.结果表明:采用精确解析式描述脉冲激光散射源项的求解策略可以获得准确的计算结果,精确地模拟快速变化的波前,不会产生数值扩散和数值振荡.此外,扩散综合迭代算法的计算时间仅为源项迭代的50%~60%.     

高功率超短脉冲激光系统中用AOPDF实现增益窄化补偿的实验研究

超短脉冲激光系统中，足够宽的带宽是获得超短脉冲的先决条件.高增益放大器，特别是再 生放大器的增益窄化效应严重制约着输出激光脉冲的时间特性.将可编程声光色散滤波器(AO PDF)应用到高功率激光系统中，能有效地克服增益窄化效应.实验表明，再生放大器的光谱 宽度由未应用前的27?nm增加到了44?nm，压缩脉冲的宽度减小了一半，从而也使峰值功率 提高了一倍. 关键词： 超短脉冲 增益窄化 光谱整形 可编程声光色散滤波器     

赤道东太平洋SST的海-气振子模型

研究了一个海-气振子的非线性耦合系统的模型.利用变分迭代原理，首先构造了相应的一组泛函.其次选取其Lagrange乘子.再用广义变分迭代方法得到了海-气振子模型一组解的近似序列. 关键词： 海-气振子 非线性 耦合系统 厄尔尼诺模型     

(3+1)维Burgers扰动系统孤波的解法

研究了在物理模型中的一类扰动高维非线性Burgers系统. 利用经过改进的广义变分迭代方法, 构造了相应迭代关系式. 得到了扰动系统的孤波近似解.     

一种碳纳米管场效应管半经典模型计算方法

基于弹道输运的碳纳米管场效应管半经典模型求解自洽电势通常采用牛顿-拉夫逊迭代法,每次迭代都需要对态密度方程积分计算,运算量巨大.我们用支持向量回归机近似表达自洽电势与载流子密度之间的关系,不需要反复迭代积分,并用梯度下降法求解自洽电势.仿真结果表明,与牛顿-拉夫逊迭代法比较,该方法精度较高,有效降低了运算量,为今后大规模集成电路中碳纳米管器件的设计和应用奠定理论基础.     

厄尔尼诺大气物理机理的变分迭代解法

研究了一个厄尔尼诺大气物理机理振荡.利用变分迭代理论，简捷地得到了该模型解的近似展开式.通过与特殊情形下模型的精确解的比较，得到的一次近似解具有完全符合的精确度. 关键词： 非线性 变分迭代 厄尔尼诺现象     

Pair approximation for polarization interaction and adiabatic nuclear and electronic sampling method for fluids with dipole polarizability

The adiabatic nuclear and electronic sampling method (ANES), originally formulated as an efficient Monte Carlo algorithm for systems with fluctuating charges, is applied to the simulation of a polarizable water model with induced dipole moments. Structural, thermodynamic and dipolar properties obtained by ANES and a newer algorithm, the pair approximation for polarization interaction (PAPI), are compared with full iteration. With the best parameters, the inaccuracy of both approximate methods was found to be comparable with the uncertainty of the full iteration. The PAPI method with iteration radius equal to the second minimum of the oxygen—oxygen correlation function is, depending on the convergence tolerance, 10–15 times faster than the full iteration for 256 molecules, and yields very accurate structure and thermodynamics with deviation about 0.3%. When the iteration radius is increased to the cutoff distance, exact results are recovered at the cost of decreased efficiency. The ANES method with small nuclear displacements proved to inefficiently sample the configurational space. Simulations at low electronic temperatures with large nuclear displacements are inaccurate for up to 100 electronic moves, and increasing this number would make the simulations as slow as the full iteration. The most accurate and efficient adiabatic ANES simulations are those with infinite electronic temperature, large nuclear displacements and 1–10 electronic moves. The extra freedom of induced dipoles in the ANES method at high electronic temperatures modifies the observed dipolar properties; however, the question of whether the dielectric constant is also modified needs further consideration.     

Variational iteration method for solving perturbed mechanism of western boundary undercurrents in the Pacific

A class of perturbed mechanisms for the western boundary undercurrents in the Pacific is considered. The model of generalized governing equations is studied. Employing the method of variational iteration, an approximate solution of corresponding model is obtained. It is proved from the results that the solution for the variational iteration method can be used for analysing operation of the perturbed mechanism of western boundary undercurrents in the Pacific.     

The use of iteration factors in the solution of the NLTE line transfer problem—II. Multilevel atom

The iteration factors method (IFM) developed in Paper I [1] (Atanackovi?-Vukmanovi? and Simonneau, 1994) to solve the NLTE line transfer problem for a two-level atom model, is extended here to deal with a multilevel atom case. At the beginning of each iteration step, for each line transition, angle and frequency averaged depth-dependent iteration factors are computed from the formal solution of radiative transfer (RT) equation and used to close the system of the RT equation moments, non-linearly coupled with the statistical equilibrium (SE) equations. Non-linear coupling of the atomic level populations and the corresponding line radiation field intensities is tackled in two ways. One is based on the linearization of the equations with respect to the relevant variables, and the other on the use of the old (known from the previous iteration) level populations in the line-opacity-like terms of the SE equations. In both cases the use of quasi-invariant iteration factors provided very fast and accurate solution. The properties of the proposed procedures are investigated in detail by applying them to the solution of the prototype multilevel RT problem of Avrett and Loeser [2], and compared with the properties of some other methods.