单口径相干合成系统激光光束的M2因子研究

单口径相干合成系统激光光束的光束质量是一个亟待解决的重要问题.基于二阶矩定义, 文中给出了单口径TEM₀₀, TEM₀₁及TEM₁₀两两相干光束M²因子的解析表达式, 并比较分析了束腰宽度、传输距离、振幅之比,以及源场位置矢量对相干光束M²因子的影响, 得到了诸如源场位置参量d₁<100λ时,各相干光束M²因子恒定,反之, 其随位置参量d₁的增大而增大等一些结论.最后,文章对两TEM₀₀模相干光束M²因子的 部分理论进行了实验验证.     

轴向相干叠加高斯光束的M2传输因子

本文分别用标量叠加和矢量叠加的方法,对由两个束腰位置不同的高斯光束相干叠加而成的光束的传输特性进行了研究,结果表明,这种光束的传输因子M²不再是常数,而是随传输距离变化的.     

激光光束传输因子M2的一些问题

本文讨论与M²因子有关的一些问题,指出在近轴近似条件下由光束的二阶强度矩定义的M²因子满足M²≥1,其中只有对基模高斯光束等式才成立.由光束的功率通量值定义的M²因子(M_pc²)有可能小于1,M_pc²的大小取决于所定义的光斑半径内包含的光功率的百分数.通过计算光场的二阶矩,我们获得了轴向相干叠加的高斯光束的M²因子的解析解.     

中能重离子碰撞中的各向异性流标度

用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型, 研究了25MeV/A的⁸⁶Kr+¹²⁴Sn碰撞系统在较大碰撞参数下的轻碎片的各向异性流(v₂和v₄), 发现横向动量依赖的椭圆流(v₂)存在对轻碎片核子数的标度律(number-of-nucleon scaling)现象, 以及不同轻碎片的v₄/v₂²比值都近似等于一个常数0.5. 这种标度律现象可以用核子层次碎片形成的组合(coalescence)模型来解释.     

OCS经由F 31Π里德堡态生成CO(X1Σ+)+S(1D2)产物的波长相关性光解离

本文利用时间切片离子速度成像技术在134∽140 nm波段研究了OCS分子经由F 3¹Π里德堡态的真空紫外光解离动力学. 在选取的5个分别对应OCS(F 3¹Π, v₁=0∽4)的伸缩振动激发的光解波长，实验测得了来自CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物通道的SS(¹D₂))实验影像，并获得了总平动能谱和CO(X¹Σ⁺, v)共生产物的振动布居及角分布. 结果分析表明OCS分子解离生成CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物的过程经历了上态F 3¹Π 与C_?v和C_s构型的下电子态间非绝热耦合过程. 实验结果显示了很强的波长相关性：OCS (F 3¹Π, v₁)的较低转动激发态(v₁=0∽2)和较高转动激发态(v₁=3, 4)的CO(X¹Σ⁺)产物的振动布居和角分布具有显著差异，表明该解离过程中具有不同的解离机理. 本结果提供了振动耦合可能对真空紫外光解离动力学产生关键作用的相关证据.     

He-H2S复合物的六维从头算势能面和束缚态

采用[CCSD(T)]-F12a/aug-cc-pVTZ方法，同时在基组中引入中心键函数(3s3p2d1f1g)构建了He-H$_2$S复合物的高精度六维势能面. 除分子间振动坐标，同时考虑了H₂S分子内的v₁对称伸缩振动Q₁正则模、v₂弯曲振动Q₂正则模和v₃反对称伸缩振动Q₃正则模三种振动模式. 将计算得到的六维势能面在Q₁，Q₂和Q₃方向上分别做积分得到H₂S单体分别处于振动基态、v和v₃激发态下的He-H₂S的三个振动平均势能面. 计算结果表明，每个平均势能面都有一个T形全局极小值、一个平面局部极小值、两个平面内鞍点和一个平面外鞍点. 全局极小值的几何构型位于R=3.46 ?，θ=109.9°和φ=0.0°，势阱深度为35.301 ^-1. 在径向部分采用离散变量表象法和角度部分采用有限基组表象法并结合Lanczos循环算法计算了He-H₂S的振转能级和束缚态. 计算发现He-(para-H₂S)在H₂S的v₂和v₃区域的带心位移分别为0.025 cm^-1和0.031 cm^-1，而He-(ortho-H₂S)的带心位移分别为0.041 cm^-1和0.060 cm^-1，都表现为蓝移.     

48Ca无中微子双β衰变的寿命下限

本文报道国内首次开展的双β衰变实验研究工作.国产大尺寸CaF₂闪烁晶体既用来做为探测器,又做为双β衰变的放射源.数据采集总共7588.5小时.实验给出⁴⁸Ca无中微子双β衰变的寿命下限T_1/2>1.1×10²²年(68%C.L.);由理论推算相应的中微子质量v≤8eV;右手流混合参量η的限值η≤0.69×10^－5.     

大变形核中对力对内部激发的影响

本文提出了一个处理原子核中nn及pp对力的近似方法。这个方法避免了通常将BCS-Боголюбов方法应用于原子核所引起的困难,例如粒子数不守恒,假态的出现以及不同激发态波函数不正交等。但这个方法只有在所需考虑的粒子数n及能级数Ω不太大时(n≤10,Ω≤10)才能较方便地被应用,近似程度才比较好。在这个方法中,毋须引入准粒子的概念,激发的多体性质被明显地表示出来。系统的激发可分为两大类型。第一类型激发是一种以多体系为背景的单粒子跃迁,相应于一个准粒子的跃迁α_v⁺α_v,或两个准粒子的激发α_v⁺β_v′⁺,α_v⁺α_v′⁺(v≠v′)。第二类型激发是对激发,在这种激发中,各能级上共轭粒子对的填充几率改变了,相应于共轭的准粒子对的激发α_v⁺β_v⁺,α_v⁺β_v⁺α_μ⁺β_μ⁺,….本文还考察了对力在r及β跃迁中的影响。在β跃迁中,对力一般是使跃迁受阻。在r跃迁中,对力的效应随初末态间的相对激发类型不同而异,如相对激发属于第一类型,则跃迁受阻,受阻程度随跃迁的电磁性质不同而有所差别,如相对跃迁属于第二类型,则在无对力作用时跃迁是禁戒的,在对力作用下也只有由电荷电流所产生的电跃迁是允许的。最后本文以Hf¹⁷⁸为例,应用上述方法,初步分析了对力对偶偶核的内部激发能谱及β衰变的影响。     

平顶高斯光束和超高斯光束传输特性的相似性

 在直角坐标系下对平顶高斯光束和超高斯光束的传输特性的相似性问题作了讨论。研究表明,当有相同的M²因子但束宽不同的平顶高斯光束和超高斯光束通过光阑效应可忽略ABCD光学系统传输时,在广义菲涅尔数F相等处有相似的光强分布。对于有光阑和用球差透镜聚焦的情况,若平顶高斯光束和超高斯光束具有相同的M²因子和束腰宽度,则在相同传输距离处仍可得到相似的光强分布。     

Cl2+离子R支跃迁光谱的理论研究

从双原子分子能级的物理表达式出发进行多次微分,建立了预测双原子分子体系R支高振转跃迁谱线的新解析公式. 使用新解析公式预测双原子体系R支高阶跃迁谱线的数据时,最多只需15条精确的实验跃迁谱线和该跃迁带中对应的上下 振动态的转动光谱常数B′_v 和 B″_v.将该解析公式用于预测Cl₂⁺ 离子 A²∏_u---X²∏_g跃迁系(3,7)带和(4,8)带的跃迁谱线,不仅精确的重复了实验给出的较低阶的跃迁光谱数据值, 而且正确预言了所研究体系中缺失的振转跃迁谱线,尤其是高阶的跃迁谱线数据.     

非均匀拉盖尔-高斯关联光束及其传输特性

提出了一种新型特殊关联部分相干光束即非均匀拉盖尔-高斯关联光束,其在x和y方向上的关联结构函数分别为非均匀关联和拉盖尔-高斯关联函数.基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,推导了这种光束交叉谱密度函数在自由空间以及大气湍流中的传输式,并计算了该光束经过自由空间和湍流大气传输的光强分布和关联结构函数分布演化特性.研究发现,该光束光强分布在传输过程中展现出自聚焦、自偏移和自分裂等奇异特性,同时发现控制关联结构函数参数可以有效地降低湍流大气的影响.关联结构调控为操控光束传输行为提供了一种新颖而有效的手段,在大气激光通信、微粒操控等领域具有重要的应用前景.     

非均匀关联径向偏振部分相干光的产生

从理论和实验两方面对非均匀关联径向偏振部分相干光的产生进行了研究.理论上,基于相位关联与相干度的联系,推导出了非均匀关联径向偏振部分相干光的2×2阶交叉谱密度矩阵及相干度分布.实验上,利用一个相位型液晶空间光调制器的不同区域,对入射的完全相干的径向偏振光的两个正交偏振分量分别加载随机相位调制,并实验测量了这种光束的相干度分布及其对光强分布的影响.实验结果验证了光束相干度的非均匀关联结构,并且通过改变随机相位的高斯调制半宽可以改变光束的相干性分布.研究表明,随着随机相位的高斯调制半宽的增加,光束中两点间的相干度逐渐减小,其光强分布由圆环状逐渐变化为类平顶的光强分布.这种非均匀关联的径向偏振部分相干光在激光微操纵和材料加工等领域具有一定的潜在应用价值.     

Directionality of partially coherent annular flat-topped beams propagating through atmospheric turbulence

The closed-form expression for the angular spread of partially coherent annular flat-topped beams propagating through atmospheric turbulence is derived by using the integral transform technique. In comparison with previous work, the results obtained in this paper are more general. It is shown that, except for equivalent Gaussian Schell-model (GSM) beams as pointed out in Ref. [T. Shirai, A. Dogariu, E. Wolf, Opt. Lett. 28 (2003) 610], there also exist equivalent annular and non-annular beams which may generate the same directionality as the corresponding fully coherent Gaussian beam both in free space and in turbulence. The theoretical results are illustrated by numerical examples and interpreted physically.     

Characteristics of a partially coherent Gaussian Schell-model beam propagating in slanted atmospheric turbulence

On the basis of the extended Huygens-Fresnel principle and the model of the refractive-index structure constant in the atmospheric turbulence proposed by the International Telecommunication Union-Radio Communication Sector,the characteristics of the partially coherent Gaussian Schell-model(GSM) beams propagating in slanted atmospheric turbulence are studied.Using the cross-spectral density function(CSDF),we derive the expressions for the effective beam radius,the spreading angle,and the average intensity.The variance of the angle-of-arrival fluctuation and the wander effect of the GSM beam in the turbulence are calculated numerically.The influences of the coherence degree,the propagation distance,the propagation height,and the waist radius on the propagation characteristics of the partially coherent beams are discussed and compared with those of the fully coherent Gaussian beams.     

直流固态继电器电磁脉冲失效模式实验研究

采用电流注入法对某型直流固态继电器输入端与输出端的电磁脉冲损伤机制及失效模式进行了实验研究,结果表明:输入端注入电磁脉冲信号时,输出端会产生误动作,并可造成输入电路中三极管BE节产生短路损伤,导致输入端施加控制信号时输出端无法导通;输出端注入电磁脉冲信号时,可造成输出电路中MOSFET管的栅极和漏极产生短路损伤,导致输出端短路。     

部分相干光束通过硬边光阑的推广光束传输M2因子

给出部分相干光通过硬边光阑后的强度二阶矩的计算公式，由此可得到部分相干光通过硬边光阑后的推广光束传输M^2因子。以部分相干高斯－谢尔模型光束为例，推导出相应的M^2因子，并作了数值计算和分析讨论。     

Tensor ABCD law for partially coherent twisted anisotropic Gaussian-Schell model beams

A 4 x 4 complex curvature tensor M>(-1) is introduced to describe partially coherent anisotropic Gaussian-Schell model (GSM) beams. An analytical propagation formula for the cross-spectral density of partially coherent anisotropic GSM beams is derived. The propagation law of M(-1) that is also derived may be called partially coherent tensor ABCD law. The analytical formulas presented here are useful in treating the propagation and transformation of partially coherent anisotropic GSM beams, which include previous results for completely coherent Gaussian beams as special cases.     

Effects of extremely strong turbulent medium on scintillations of partially coherent annular and flat-topped Gaussian beams

Scintillation index of partially coherent annular and partially coherent flat-topped Gaussian beams propagating in horizontal links is found at the receiver origin when these beams propagate in extremely strong atmospheric turbulence. Scintillation index of coherent versions of such beams attain unity saturation value whereas the decrease in the degree of source coherence results in the decrease of the scintillations. At a fixed degree of partial coherence, thin ring sized annular beams possess smaller scintillations than thick ones. For partially coherent flat-topped Gaussian beams, higher flatness yields smaller intensity fluctuations. In extremely strong turbulence, partially coherent annular and partially coherent flat-topped Gaussian beams have smaller scintillations when compared to partially coherent single Gaussian beam scintillations.     

激光空间相干性对照明均匀性的影响

 研究了激光相干性对照明均匀性的影响，为照明激光器的选择提供了理论参考。其中，部分相干高斯光束分解为模式间相互独立的厄米-高斯光束的迭加。采用相位屏的近似处理方法对激光通过大气湍流的传输进行计算模拟。数值模拟的结果表明：当照明光束的空间相干性降低时，其照明均匀度逐步提高。因此对于照明激光器而言，选择空间相干性较差的激光器对其照明均匀度更加有益。     

Propagation of partially coherent controllable dark hollow beams with various symmetries in turbulent atmosphere

Normalized intensity distribution, the complex degree of coherence and power in the bucket for partially coherent controllable dark hollow beams (DHBs) with various symmetries propagating in atmospheric turbulence are derived using tensor method and investigated in detail. Analytical results show that, after sufficient propagation distance, partially coherent DHBs with various symmetries eventually become circular Gaussian beam (without dark hollow) in turbulent atmosphere, which is different from its propagation properties in free space. The partially coherent DHBs return to a circular Gaussian beam rapidly for stronger turbulence, higher coherence, lower beam order, smaller p or smaller beam waist width. Another interesting observation is that the profile of the complex degree of coherence attains a similar profile to that of the average intensity of the related beam propagating in a turbulent atmosphere. Besides the laser power focusablity of DHBs are better than that of Gaussian beam propagating in turbulent atmosphere.