形(应)变超晶格的退道效应与系统的全局分叉

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,导出了退道系数与晶格畸变的关系.利用多尺度法研究了系统的主共振和子共振,并利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和出现Smale马蹄的临界条件. The effect of deflected channel on particle motion is equivalent to modulation with a weak potential having a periodic same as the deflected channel has. The motion equation of a particle has been reduced to the nonlinear differential equation with a weak periodic modulation by using sine squared potential. The dechanneling fraction has been derived for a strained superlattice. The main resonance and sub resonance have been inverstigated by using multi scale method, a global bifurcation and the critic...     

准周期激励与应变超晶格的动力学稳定性

假设超晶格锯齿形沟道对粒子的作用等效为形状相似的周期场作用. 在经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和双频激励项的摆方程. 用Melnikov方法对单频激励系统的分叉与混沌进行分析;用Lyapunov方法对双频激励系统的稳定性进行讨论. 结果表明：在弱非线性情况下,双频激励系统存在局域不稳定,且这种不稳定将向全局扩展,直至混沌的出现;导致混沌的双频激励强度远小于单频激励强度;外加一个适当的超声场可望将这种敏感钝化,使系统的稳定性得到改善. 关键词： 超晶格 准周期激励 混沌 稳定性     

双频激励下超晶格系统的混沌行为

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 引入正弦平方势, 在小振幅近似下, 把粒子运动方程化为具有双频激励的Duffing方程。 用Melnikov方法分析了系统的混沌行为。 结果表明, 当外场为双频激励时, 系统将存在不同的次谐和超次谐分叉序列。 由于系统的混沌行为与系统参数有关, 于是, 只需控制材料组分、 或掺杂浓度, 就可望达到避免或控制混沌的目的, 为半导体超晶格的制备及其光磁电效应提供了理论分析。     

半导体超晶格系统中的磁电调控电子自旋输运研究

通过采用转移矩阵方法求解自旋电子隧穿过程,理论研究了半导体超晶格系统中电子自旋输运的磁电调控行为.结果表明：仅对超晶格系统施以磁调制,隧穿系数将出现自旋分裂,随磁场增强,电导自旋极化率变大且展宽于费米能区;若选取不变磁场情况,同时施以间隔周期电场调制,超晶格的电子极化率将有更为显著地提高.进一步发现,随电场强度的改变,电子自旋输运行为显然存在两个明显不同区域,下自旋电子将在不同调制区域表现为不同的变化趋势.然而,若对周期磁超晶格施加间隔两周期的电调制,自旋电导输运的临界行为消失,电导极化率在高能区的共振峰 关键词： 半导体超晶格 自旋输运 磁电调控     

正弦平方势与掺杂超晶格双稳态系统的全局分叉

掺杂超晶格是对同一材料交替掺入n-型和p-型杂质,形成n-i-p-i-n-i-p-i…一维阵列的周期结构。由于交替掺杂,衬底材料的导带受到周期调制形成一个个十分类似于正弦平方形式的量子阱。引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分找到了无扰动系统的解和粒子振动周期,利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值。结果表明,对于异宿轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,系统出现了Smale马蹄变换意义上的混沌振荡。对于振荡型周期轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,产生了奇阶振荡型次谐分叉。注意到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析。     

沟道效应的运动阻尼与系统走向混沌的临界特征

利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有运动阻尼和周期调制的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和混沌行为，指出了沟道辐射本底增强和沟道效应的无规行为与混沌之间的相关性. 关键词： 沟道效应 摆方程 分叉 混沌     

一种控制掺铒光纤激光器超混沌的方法——非线性延时反馈参数调制法

提出一种非线性延时反馈参数调制法来控制混沌/超混沌，给出了利用这种方法控制处于超混沌状态的双环掺铒光纤激光器的方案.数值模拟表明，只要延时时间和反馈强度合适就可以把双环掺铒光纤激光器从超混沌状态成功地控制到不同的周期状态. 关键词： 掺铒光纤激光器 超混沌 非线性延时反馈参数调制 混沌控制     

只有一个非线性项的超混沌系统

构造了只包含一个非线性项的四维超混沌系统,得到了系统的Lyapunov指数谱、周期轨道、拟周期轨道、混沌和超混沌吸引子.给出了此超混沌系统的电路实现原理图,利用EWB仿真得到了与数值仿真完全相符的动力学行为.同时给出了实现此超混沌系统同步的一种方法,并利用严格数学理论证明了该混沌同步方法.在同步过程中并未删除响应系统的非线性项,理论分析与仿真计算表明同步方法的有效性. 关键词： 四维超混沌系统 非线性项 Lyapunov指数谱     

一类由饱和引起的非线性现象

以一个功率因数校正boost变换器为例,描述了当系统在饱和与非饱和状态间不断切换时出现的一类非线性现象,分析了这些现象的特点和产生原因.推导了考虑饱和的分段微分方程,并据此进行了仿真,结果表明,系统一方面会出现倍周期分岔和混沌等传统的非线性现象,另一方面由于整流输入电流碰到饱和边界,系统的定性行为发生突变,会出现边界碰撞分岔,还能从混沌直接变为周期1.这类由饱和引起的非线性现象及相关分析得到了实验验证. 关键词： 饱和 非线性 分岔 混沌     

超晶格电流振荡的分岔图和Poincaré映射

基于超晶格输运的分立漂移模型,数值模拟了掺杂弱耦合GaAs AlAs超晶格在外加交流偏压下电场畴的输运行为.以黄金分割比固定交流驱动频率,模拟并分析不同交流幅度下电流的准周期、锁频及混沌现象.     

Lindhard势与形变超晶格系统的共振现

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 利用Lindhard 展开势, 并在小振幅近似下, 将面沟道粒子的运动行为化为了具有硬特性的弹簧振子。 利用多重尺度法分析了共振线附近的粒子运动行为, 讨论了系统的主共振、 子共振和超共振。 计算了超晶格“折沟道”临界斜率与系统参数之间的关系, 为研究超晶格光磁电效应提供了理论分析。It is assumed that a periodic modulation is equivalent to the deflected channel of the superlattice. In the small amplitude approximation the particle motion equation has been reduced to the Duffing equation with a hard-spring properties by using Lindhard expanded potential. The main resonance, the sub-harmonic resonance and the super-harmonic resonance have been analysed by the multi-scale technique. The critical parameter of the deflected channelling has been calculated, the results provided a theory analyse for the photo-magneto-electric effects of the superlattice.      

正弦平方势与小振幅近似下的弯晶沟道辐射

在理想情况下和经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子在弯晶中的运动方程化为具有外力矩的摆方程。并对系统的相平面特征进行了数值分析。在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬特性的弹簧-振子系统,用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出系统的解和粒子运动周期。讨论了弯晶沟道辐射频率、无量纲偏转角和辐射谱的一般特征。指出利用沟道辐射作为激光的可能性。以正电子在碳单晶中沟道辐射为例进行了具体计算,得到了与其他工作基本一致的结果。     

正电子面沟道辐射的非线性特征

经典物理学指出,在电磁场中作加速运动的带电粒子将不断向外辐射能量.在晶体沟道中运动的带电粒子也不例外,晶格场可以使带电粒子的辐射能量达到很高.对于10MeV的正电子,辐射能量可达keV量级.粒子在沟道中的运动行为决定于粒子晶体的相互作用势,常用的相互作用势有Lindhard势、Moliere势和正弦平方势.由于粒子在沟道中的运动行为十分类似于震荡器中运动的自由电子,可望把沟道辐射改造为Χ射线激光或γ射线激光.从Lindhard势出发,将其展开到四次项,在经典力学框架内,粒子的运动方程可以化为含立方项的二阶非线性微分方程,并利用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分解析地表示了系统的解和粒子运动周期,导出了正电子面沟道辐射的瞬时辐射强度、平均辐射强度和最大辐射频率,指出了利用沟道辐射作为γ激光的可能性.     

正弦平方势与环形加速器的弯晶束流引出

在经典力学框架内和偶极近似下, 引入正弦平方势, 把粒子在弯晶中的运动方程化为具有固定力矩的摆方程。 利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了系统的相平面特征。 导出了弯晶的最大偏转能量、 退道系数和退道长度。 计算结果表明, 对于曲率半径为1 m, 能量为1.0 GeV的质子, Si(110)面沟道的引出效率为70%; 对于MeV范围的粒子, 退道长度大约是μm量级; 对于TeV范围的粒子, 退道长度可达1 m以上。 In the classical mechanics frame and the dipole approximation the particle motion equation in bent crystal is reduced to the pendulum equation with a constant momentum by using the sine squared potential.The phase planar properties are analysed by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The maximum deflected energy, the dechanneling factor and the dechanneled length are derived. The results show that the extrated efficiency is 70% for a proton beam with energy E=1.0 GeV moved in the channel on Si(110) if a radius of curvature R=1 m; and dechanneled length is of the order of μm for the particles with MeV energy; the dechanneled length is above 1 meter for the particle with TeV energy.     

晶体摆动场辐射系统的全局分叉与混沌行为

引入正弦平方势,在经典力学框架内和偶极近似下,考虑到运动阻尼和非线性影响,把粒子在晶体摆动场中的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程.利用Jacob椭圆函数和椭圆积分分析了无扰动系统的相平面特征,并解析地给出了系统的解和粒子振动周期; 进一步利用Melnikov方法分析相平面上三类轨道的分叉性质和进入Smale马蹄意义下的混沌行为,找到系统的全局分叉与系统进入混沌的临界条件.结果表明,系统的临界条件与它的物理参数有关,只需适当调节这些参数就可以原则上避免、抑制分叉或混沌的出现. 关键词： 晶体摆动场辐射 Melnikov方法 分叉 混沌     

Particle motion in guide potentials and the collective nuclear motion

The motion of a particle which is constrained by a guide potential to move on a curve is studied in the framework of the Generator Coordinate Method (GCM). In the limit of narrow guide potentials a differential equation for the wave function of the constrained motion is obtained which differs from the corresponding Schrödinger equation by an additional potential. This additional potential is due to the embedding of the curve in the space and depends on the form of the guide potential and on the curvature of the curve. Nonadiabatic transitions in the constrained motion are possible for finite widths of the guide potential. The coupling terms are given explicitly and it is shown that an adiabatic limit exists. Since the GCM can equally well describe the collective motion of nuclei, some insight into the more complicated problem of collective motion is obtained from its analogies to the studied problem of constrained particle motion: The collective motion of a nucleus can be considered as the motion of a particle with variable mass along a curve in a guide potential which is given by the interaction potential between the nucleons. It is shown that Schrödinger's quantized kinetic energy is correctly used in the cranking model and that the additional potential terms mentioned above are included there by the definition of the collective potential energy. Approximations to the idealized GCM used here are discussed and the connection with the method of Born, Oppenheimer and Villars is indicated.     

Peculiarities of charged particle motion in an annular channel with electrified walls

The motion of charged particles in a straight hollow dielectric channel with electrified walls is considered in general form. It is shown that the motion of particles in the channel is periodic. In the first approximation, the potential of interaction of particles with the channel walls is harmonic. The relation between the period of oscillations of a particle in the channel and the physical parameters of the channel wall is derived. In a curvilinear channel (e.g., a ring), the resultant potential acquires a new term due to the centrifugal force. The particle in this case performs multiple contactless motion in the ring. At the same time, oscillations of particles in the ring take place. The motion in the ring is accompanied with emission of synchrotron and channeled radiation. If a thin (micrometer) target is introduced into the ring, high-intensity X rays and bremsstrahlung are observed. The directionality of radiation depends on the particle energy.