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     

引入反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱的电子跃迁

 鉴于“方形”势阱过于简单和理想，引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为。在量子力学框架内，把电子的Schrodinger方程化为了超几何方程, 并以Ga^1-xAl^xAs-GaAs- Ga^1-xAl^xAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁。结果表明，能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关，只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制。     

非相对论粒子高次谐波辐射作为短波长激光的可能性

在经典力学框架内,把粒子在周期外场中的运动方程化为摆方程,利用广义三角函数的Bessel展开讨论了系统存在高次谐波辐射的可能性,并在固定力矩情况下讨论了系统的基本特征。用Jacob ian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和振动周期,并用数值方法分析了系统的相平面特征和它的稳定性。结果表明:当外力矩为零时,系统的接受度最大,俘获的电子数最多,辐射强度最强;随着外力矩增加,接受度降低;当无量纲的外力矩为1时,接受度为零,系统处于临界状态。临界状态与系统参数有关,只需适当调节参数,可望输出强度比较大的高次谐波辐射。     

掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射

 分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射，利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为，并在经典力学框架内，把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期，导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明，对于能量为100 MeV左右的电子，辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。     

Crystalline undulator radiation and sub-harmonic bifurcation of system

Looking for new light sources, especially short wavelength laser light sources has attracted widespread attention. This paper analytically describes the radiation of a crystalline undulator field by the sine-squared potential. In the classical mechanics and the dipole approximation, the motion equation of a particle is reduced to a generalized pendulum equation with a damping term and a forcing term. The bifurcation behavior of periodic orbits is analyzed by using the Melnikov method and the numerical method, and the stability of the system is discussed. The results show that, in principle, the stability of the system relates to its parameters, and only by adjusting these parameters appropriately can the occurrence of bifurcation be avoided or suppressed.     

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     

晶体摆动场的辐射衰减与能量增益

由于晶体弯曲、电子多重散射和晶格热振动引起的粒子退道,辐射同原子相互作用引起的电离损失,以及系统非线性引起的全局分叉与混沌行为等,晶体摆动场辐射面临的问题比自由电子激光要复杂得多。首先,引入晶体摆动场自发辐射谱分布,并在简谐近似下讨论了运动方程、系统增益和能量衰减。结果表明:一般情况下辐射谱只有少数几条谱线,而在简谐近似下,谱线只有一条。其次,指出了辐射能量比较高时,衰减是主要的,选择的晶体长度必须小于衰减长度,且可选择正电子或质子作炮弹;当辐射能量比较低时,退道是主要的,选择的晶体长度必须小于退道长度,且可选择重离子作炮弹。     

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.     

Schrdinger方程的一般解与超晶格多量子阱的电子跃迁

假设超晶格量子阱是一个形状任意的周期势阱,电子在超晶格中的运动问题可视为周期场中的运动问题.在量子力学的框架内,从Schr dinger方程和它的一般解出发,利用Bloch理论和传输矩阵方法导出了系统的色散方程;在抛物线近似下,讨论了超晶格量子阱的电子跃迁.结果表明,辐射能量位于红外、远红外或太赫兹波段.     

带电粒子的参数X射线辐射及弯晶系统的稳定性

寻找新光源， 特别是企图利用PXR作为激光光源引起了人们广泛关注。 要成功获得相干（衍射）的PXR光源， 粒子的运动必须是稳定的。 但是由于晶体弯曲，系统可能变得不稳定， 从而对PXR的反射、 衍射、 聚焦和谱分布均会产生直接影响。 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常数力矩的摆方程。 利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了系统的相平面特征。 结果表明， 系统的稳定性与弯晶“曲率”Q有关， 当条件0≤Q<1满足时， 系统是稳定的。 An exploration of a new light source by PXR as Laser gived rise to extensive attention. The particle motion must be stable in order to obtain coherent PXR source. But, an instability of system is possible due to the effect of bent crystal， thus the reflection, the diffraction, the focus and the spectral distribution of PXR will be effected.In the classical mechanics frame and dipole approximation the particle motion equation in bent crystal is reduced to the pendulum equation with a constant momentum by the sine squared potential.The phase planar properties are analysed by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. It shows that the stability of the system is related to the curvature Q of the bent crystal. When the condition 0≤Q<1 is satisfied, the system is stable。