光子结构论

1930年赵忠尧教授发表了“γ-射线在铅中的吸收系数”,为γ-射线的测量提供了方法和数据⁽¹⁾,同年11月赵教授又发表了“反常的γ-射线散射⁽²⁾。指出了反常散射的γ-射线的波长,几乎是单色的,它的波长是22.5x·u。相当于0.5×10⁶电子伏。并指出了这辐射是来源于重核。这辐射后来实际证明就是e⁺e^-的湮没辐射。     

BeCl_2分子的低能电子弹性散射研究

基于R矩阵理论方法,通过构建BeCl_2分子的静态交换势模型(SE),静态交换加极化势模型(SEP)和密耦合模型(CC),在0-10 eV能量范围内首次研究了低能电子与BeCl_2分子的散射动力学过程,预测了弹性散射积分截面,并在三种模型中分别发现一个来自B_(2u)和B_(3u)对称性贡献的势形共振态.讨论了这些共振态随着极化效应的变化,获得了收敛的截面和共振态结果.进一步使用POLYDCS程序首次计算了电子与BeCl_2分子的散射微分截面(DCS)以及动量转移截面(MTCS).当前研究结果将为天体物理和等离子体物理提供重要的截面数据.     

BeCl_2分子的低能电子弹性散射研究

基于R矩阵理论方法,通过构建BeCl_2分子的静态交换势模型(SE),静态交换加极化势模型(SEP)和密耦合模型(CC),在0-10 eV能量范围内首次研究了低能电子与BeCl_2分子的散射动力学过程,预测了弹性散射积分截面,并在三种模型中分别发现一个来自B_(2u)和B_(3u)对称性贡献的势形共振态.讨论了这些共振态随着极化效应的变化,获得了收敛的截面和共振态结果 .进一步使用POLYDCS程序首次计算了电子与BeCl_2分子的散射微分截面(DCS)以及动量转移截面(MTCS).当前研究结果将为天体物理和等离子体物理提供重要的截面数据.     

三硼酸锂晶体的多光子散射

本文报道三硼酸锂(LBO)晶体的瞬态前向相干多光子散射,实验表明LBO晶体内部同时发生x~(2)和x~(3)非线性相互作用过程,而未发现光耦合效应,测量了LBO晶体的光栅寿命上限.     

Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对多光子非线性Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙特性的影响进行了研究,提出将入射和散射光作为形成光子带隙的新机制,对电磁波方程进行了修正.结果表明:与Compton散射前相比,散射使电磁波幅值衰减更快;随等离子体密度增加,透射谱禁带宽度几乎无变化,...     

等离子体中四光子的相干散射

本文应用动力学方法计算了均匀非磁化等离子体的电子二级非线性密度涨落,得到了三波在等离子体中相互作用的三级非线性极化率X⁽³⁾和第四波K₄=K₁-K₂+K₃,ω₄=ω₁-ω₂+ω₃的散射功率,与通常的非相干汤姆逊散射相比,其散射信号要大得多,因此,相干四光子散射可以作为等离子体诊断技术的一个重要方法,本文还指出,文献[4]的结果是本文计算的一个简单情况。 关键词：     

光子晶体光纤中的参变放大与拉曼散射

光子晶体光纤(PFC)有着传统光纤无法比拟的优良特性,特别是具有极好的非线性效应和双折射效应;当输入抽运波偏振方向同双折射轴成45°时,通过引入拉曼增益的洛伦兹模型,研究了光子晶体光纤中在参变放大和拉曼散射共同作用下的增益谱特性.结果表明,由于参变放大和拉曼散射的相互作用,输入功率和群速度失配对光子晶体光纤的增益有重要...     

分布光纤喇曼光子传感器系统的一种解调方法

本文提出一种新的解调方法,在DOFRPS(分布光纤喇曼光子传感器)系统中采用Rayleigh散射OTDR(光学时域反射)曲线解调Raman散射OTDR曲线,提高了系统的测温灵敏度、测温精度,扩展了系统的功能,在2km光纤上可实时测量1000个点的温度、应力和压力;在系统中设置了光纤取样环,确定系统的修正系数,通过计算机进行实时修正,提高了测量稳定性,实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±1℃。     

Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对多光子非线性Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙特性的影响进行了研究,提出将入射和散射光作为形成光子带隙的新机制,对电磁波方程进行了修正.结果表明:与Compton散射前相比,散射使电磁波幅值衰减更快|随等离子体密度增加,透射谱禁带宽度几乎无变化,其中心频率向高频方向有明显移动,向上的峰值有较大增加,反射谱向下的峰值有明显减小|随温度增加,透射谱禁带宽明显减小,向上的峰值略有减小,透射能量有所降低|随两种介质介电系数比增加,光子禁带数增加,且带隙间距显著减小.     

固体的光散射讲座 第四讲 非线性喇曼散射

非线性喇曼散射是指由于分子的偶极矩或激活介质的宏观极化矢量与光电场强度呈非线性关系,所引起的喇曼散射过程.在自发散射过程的理论描述中,振动着的分子体系的偶极矩可以写成其中q为分子振动的简正坐标,u为分子体系的固有偶极矩,α(q)称为分子体系的极化率,β(q)等则可称为超极化率.显然,上式中第二项所引起的喇曼散射是线性的,第三项以后各项所引起的喇曼散射则属于非线性的,其中由β(q)所引起的喇曼散射则称为超喇曼散射[1,2] 当人射光较弱时,自发的线性及非线性喇曼散射效应都非常弱,而且它们是非相干的散射.当人射的泵浦光较强时,再…     

自发破缺规范理论中的光子-光子散射

本文在SU(2)_L×U(1)模型里研究中间态的W介子对光子-光子散射的贡献。由于自发破缺规范理论的可重整化性以及自发破缺以后电磁规范不变性仍成立,在单迴路近似下,光子-光子散射幅中的无穷大必然互相抵消。本文用具体计算说明这一点,并且在低能近似下给出电磁场的等效非线性相互作用拉格朗日量和散射截面。在低能近似下,轻子中间态对散射的贡献为主,然而在高能极限下,W介子中间态的贡献将变得可以和轻子中间态的贡献相比较。     

基于光子散射的功能成像技术

阐述了基于光子散射模型下的功能成像技术.运用蒙特卡罗方法对光子在介质中的散射路径进行了模拟和分析,从而引入光子散射的概念.通过对光子散射方程的解释引入了散射光子密度波的概念.通过无限大模型下光子密度波的波方程,引出光子密度波的异质模型.建立了基于消元的奇异值弱化重建算法,完成了对病态方程的求解,实现了对内嵌于均匀介质中异质的吸收系数分布图像的重建.在基于光散射成像技术所开发的成像系统平台下实现了异质小球的成像实验,对多个不同浓度的物体完成了成像,探测到介质中由于微小浓度改变而引起的吸收系数变化.     

对光子和高速粒子散射的研究

由坐标变换出发，结合相对论中的多普勒公式和光行差公式，对光子和运动粒子的散射问题进行了讨论，导出了一个光子和运动粒子发生作用时的散射公式，利用该公式直接推导出了康普顿散射公式，还预言了高速电子流前存在红外线辐射。     

荷电标量分子对光子与光子散射振幅贡献的精确解析表达式

计算了荷电标量介子的圈图对光子与光子散射的四阶极化张量和圆极化散射振幅的贡献，得到了它们依赖于三个超越函数Ｂ（ｕ），Ｔ（ｕ）和Ｉ（ｕ，ｖ）的精确解析表达式．     

介电系数对等离子体光子晶体色散的影响

应用多光子非线性Compton散射模型,研究了Compton散射下介电系数对等离子体光子晶体色散的影响,考虑Compton散射对介电系数的影响,给出了一维等离子体光子晶体色散关系式,并进行了数值模拟。结果表明:与散射前相比,当介电系数ε=1时,不出现禁带;当ε<3时,随着ε的增大,一级禁带宽先缓慢增大,再到最大值,后缓慢减小,二级禁带宽先缓慢增大后趋于饱和值0.69,较散射前减小了0.03,两禁带ε临界值为5.4,较散射前减小了0.6;当ε<5.4时,一级禁带宽明显大于二级,较散射前减小了0.04;当ε>5.4时,二级禁带宽大于一级,二者差值比散射前明显减小;截止频率和二级禁带边缘频率均向低频方向较快移动,且二级禁带边缘频率变化幅度明显大于截止频率。     

不同晶格磁性光子晶体异质结的界面传导模

利用平面波展开方法研究了两种二维磁性光子晶体(MPC)的带隙(PBG)结构,一种磁性光子晶体是在长方格子纯电介质背景上放置磁性介质长方形散射子,另一种是在三角形格子纯电介质背景上放置磁性介质圆形散射子。计算了这两种磁性光子晶体的带隙随磁导率的变化规律,发现这两种磁性光子晶体的带隙宽高比(带隙宽与带隙中心位置比)都比较大。在此基础上由这两种磁性光子晶体构成了磁性光子晶体异质结(MRRTC异质结),并利用超原胞方法计算了这种异质结的带隙结构。研究发现MRRTC异质结无需从界面做晶格拉开或者侧向滑移就可在绝对带隙中产生界面传导模。分别从MRRTC异质结的界面处做晶格拉开和侧向滑移,发现传导模位置及形状发生了很大变化。     

六角形散射子光子晶体的界面态

研究采用平面波展开加超元胞方法计算了正方格子六角形空气散射子二维光子晶体镜面对称异质结的界面态.经过研究发现,这种异质结界面态可以通过相对于界面横向拉开或者纵向错开而产生,并且调节到绝对带隙中成为传导模.界面态的个数和变化规律在很大程度上依赖于光子晶体异质结构的几何和物理参量.通过对比我们发现：与圆柱形散射子相比,在六角形散射子异质结中更易于产生传导模,但是比四方柱形散射子的情况要困难.     

光子与相对论麦克斯韦分布电子散射的能谱角度谱研究

光子与相对论麦克斯韦分布电子散射的描述及能谱角度谱计算非常复杂且费时.本文提出了一种光子与相对论麦克斯韦速度分布电子散射的蒙特卡罗(MC)模拟方法,该方法能够细致模拟高温等离子体中任意能量光子与任意温度电子的Compton和逆Compton散射问题.对于散射后光子的能谱和角度谱参数,可以根据电子温度抽样若干不同状态的电子,分别模拟其与光子发生散射,可以得到各次散射后的光子能量和偏转角度,取统计平均后的结果即可获得该光子与该温度电子散射的能谱和角度谱分布.根据该方法编写了光子与相对论电子散射MC模拟程序,开展了高温全电离等离子体中光子与相对论电子散射的能谱角度谱计算和分析,分析结果显示:热运动电子将展宽出射光子能谱,且低能光子与高温电子散射后的蓝移现象明显;出射光子的角度谱很复杂,其决定于入射光子能量、出射光子能量及电子温度.基于该方法计算并以数表形式给出的光子-相对论电子散射能谱角度谱数据,可以供辐射输运数值模拟程序使用.     

二维正方格子磁性光子晶体的带隙结构

采用平面波展开的方法计算了正方格子二维磁性光子晶体(MPC)的光子带隙结构.散射子的形状分别为：长方形，正方形，六角形和圆形.通过调节磁导率，填充率和散射子的旋转角度，找到了MPC各种结构的最大的绝对带隙宽高比ω_R.研究发现：随着磁导率的增加，MPC绝对带隙中心频率ω_g单调减小，绝对带隙宽度Δω和其宽高比ω_R可能不同时达到最大值.而随着填充率或者散射子旋转角的增加，基本不改变ω_g的大小，各种结构的Δω和ω_R同时达到最大值. 关键词： 磁性光子晶体 光子带隙结构     

基于增强拉曼散射的光子-原子双模压缩态的实现

拉曼散射过程中利用原子系综中初始制备的自旋激发(原子相干性),以及注入与原子系综中初始制备的自旋激发相关联的种子光场都可以极大的提高光场频率转换的效率,实现增强拉曼散射.本文理论上计算了增强拉曼散射过程中原子-光场量子界面的正交分量的量子起伏,得到了相干性导致的增强拉曼散射,只能在一定的范围内稍微提高初始光子-原子的压缩度;而关联增强拉曼散射,能够制备很强的光子-原子间的双模压缩.这样强压缩度的光子-原子量子界面,对于利用光场和原子系统实现量子精密测量研究有着非常重要的应用.