载波相位对超短正弦高斯脉冲的影响

在时间域中研究了载波相位对超短正弦高斯脉冲的影响.给出了超短正弦高斯脉冲的脉冲能量和时间重心的解析表达式和数值模拟结果.结果表明载波相位和正弦函数的参数对超短正弦高斯脉冲的脉冲能量和时间重心有很大的影响.当载波相位等于nπ和2n+1π/2时,超短正弦高斯脉冲的脉冲能量分别达到最小和最大值;当载波相位等于2n+1π/4时,载波相位对超短正弦高斯脉冲的脉冲能量没有影响.当载波相位等于4n+3π/4和4n+1π/4时,超短正弦高斯脉冲的时间重心分别达到最小和最大值;当载波相位等于nπ/2时,超短正弦高斯脉冲的时间重心不发生变化.     

特形脉冲的设计与计算机模拟

根据LiouvillevonNeumann方程从理论上对特形脉冲做了全面的描述,提出了一种具体的调幅特形脉冲设计方案:首先将待设计的脉冲展成一个有限Fourier级数,然后根据Bloch方程的解析解准确计算出各阶正弦、余弦波的频谱,再将这些频谱组合后与该脉冲的理想频谱进行比较构成误差函数,最后运用鲍威尔-模拟退火组合优化算法计算出全局最优Fourier系数,即可得到所需脉冲的表达式.应用此设计方案,得到了体系处于热平衡态时的特形激励脉冲和反转脉冲的具体表达式.计算机模拟表明,所得脉冲的频谱具有较好的选择性 关键词： 核磁共振 特形脉冲 Bloch方程 鲍威尔模拟退火组合优化算法     

均匀展宽介质中激光超短脉冲面积的演化规律

用数值计算方法研究了均匀展宽二能级体系在激光超短脉冲作用下介质参量、入射脉冲面积、弛豫时间和频率失谐量对光脉冲面积演化的影响.计算结果表明,脉冲面积会在最接近输入脉冲面积2π偶数倍的值上振荡,并经过一定的传播距离后,台阶式跳跃到下一个偶数倍2π的值上振荡.     

瞬态类氖铁x射线激光抽运脉冲结构的优化计算

利用一维拉格朗日流体动力学模拟程序对由纳秒预脉冲和皮秒主脉冲相结合而成的抽运脉冲组合,产生瞬态类氖铁x射线激光(255nm,3p→3s,J=0→1)的过程进行了优化计算.通过对抽运脉冲组合的强度、宽度、脉冲间隔等参数的优化计算,得到了在预脉冲将靶物质充分电离到类氖离化态的前提下(类氖离子丰度>80%),在主预脉冲峰值之间的脉冲间隔为零时,产生有效增益的条件是最好的.这一结论与实验结果相符 关键词： x射线激光 瞬态增益 离子丰度     

西安脉冲堆堆芯燃料管理正交优化计算

根据西安脉冲堆工程的实际需要,研制了脉冲堆堆芯燃料管理计算软件包HEX ICFM,并建立了正交优化模型,研制了换料优化计算软件包HEX ORTH.软件包中栅元计算采用了WIMS D 4程序,堆芯扩散计算程序采用了二维六角形节块程序SIXTUS 2.应用HEX ICFM对西安脉冲堆首循环堆芯参数进行了计算,并用HEX ORTH对第3循环末堆芯燃料装载和30根备用新燃料元件进行了堆芯优化分析,得到了目标函数为max(K_eff^BOC)的最佳堆芯倒换料方案.     

相位交替组合脉冲NMR

用Wigner旋转矩阵和修改的Levenberg-Marquardt算法来描述优选相位交替组合π脉冲,编写了子程序DBCLSF和QRDCMP代表"IMSL"子程序库,解决非线性最小二乘法的问题.计算是在COMPAQ 586PC机上进行.可以发现,其优化结果同参考文献中用IBM/3600大型计算机的结果相同,优于其它现有的组合π脉冲.     

补偿脉冲发电机放电波形优化方法

基于一台两相四极空心补偿脉冲发电机,研究了多相脉冲电机放电波形调节的最优化问题。对补偿脉冲发电机的三种典型负载:电磁轨道炮、脉冲激光器和电热化学炮的基本特性进行了阐述,针对这三种负载分别提出了相应的优化指标,分析了量化脉冲波形对负载的适用程度,并将波形优化问题转化为函数优化问题。在建立了脉冲电机放电数学模型的基础上,使用差分进化算法对优化问题进行求解,找到最优点火角组合。对电磁轨道炮,优化指标为弹丸加速度比。将加速度比的概念进行拓展,可得到适用于脉冲激光器的尖顶脉冲。对电热化学炮,提出了“形状方差”的概念,消除了电流幅值的影响,能够较好地衡量脉冲形状的适用性。仿真结果表明,提出的脉冲波形优化指标是有效的,在智能优化算法的帮助下,能够通过控制量的组合得到不同类型负载的最优波形。     

不同激光脉冲宽度下甲苯的光学非线性特性的研究

在不同激光脉冲激发下,用Z 扫描法测量了甲苯的三阶光学非线性,发现其非线性折射率随着脉冲宽度增加而增大（从150 fs时的3.7×10－16 cm2/W到4 ns时的2.6×10－14 cm2/W）.在波长532 nm、光强4.73×1014 W/m2 和21 ps的脉冲作用下,甲苯溶液呈现反饱和吸收现象.结果表明,该吸收效应主要来自于导致该分子中苯环结构π－π电子跃迁的双光子吸收的贡献.     

EAST 四条带ICRF 天线的三维电磁场分析

采用3 维电磁场代码CST MWS 对EAST 4 条带的离子回旋(ICRF)天线性能进行模拟研究,分析了天线的耦合阻抗随频率的变化,计算了电流和波谱的分布,模拟研究了不同电流相位对天线的电压击穿打火和引入杂质的影响。计算结果表明：此EAST 的ICRF 天线耦合阻抗和波谱总体设计合理;但天线局部电场较高,当环向电流条带为(0, 0, 0, 0)相位时E_max 为3.61MV•m⁻¹ 超出击穿阈值,经过结构尺寸的优化后E_max 低于阈值。同时表明天线运行时限制器处有较高的RF 电势,当电流相位为(0, π, π, 0)时法拉第屏前10mm 处的RF 电势是(0, 0, π, π)相位时的1/3。     

氦原子的超球绝热势

利用B样条技术和两粒子角函数,对氦原子的超球绝热哈密顿方程进行数值计算.获得了氦原子¹S和¹P态的超球势曲线和绝热道函数.计算结果与文献中的结果一致.文中计算方法可以处理三体系统的高角动量问题.     

Al2O3吸附[Cu(H2O)6]2+基团的自旋哈密顿参量和四角畸变

采用微扰方法和对角化完全能量矩阵法计算了Al₂O₃粉末吸附的四角对称[Cu(H₂O)₆]²⁺基团的自旋哈密顿参量（g因子g∥,g_⊥和超精细结构常数A_∥和A_⊥）. 计算结果表明用这两种理论方法计算的自旋哈密顿参量很接近,并且都与实验结果比较一致. 表明这2种方法都可用于晶体中3d9离子基团的自旋哈密顿参量的研究,通过计算,我们还获得了[Cu(H₂O)₆]²⁺基团四角畸变的大小,并对结果进行了讨论.     

标量介子f0(980)光生过程γp→pf0(980)的研究

轻标量介子性质研究是当今中高能核物理研究中的热点问题之一,特别是质量低于1 GeV的标量介子f₀（980）的内部结构一直存在争议,至今未达成共识。基于前人的研究结果,运用有效拉氏量方法,对f₀（980）粒子的光生过程γp→pf₀（980）进行了更深入的理论研究。探讨了两种传播子形式下得矢量介子ρ和ω交换的贡献,第一种是选择雷吉传播子,第二种是选择普通费曼传播子。第二种形式的微分散射截面理论结果与现有实验数据符合比第一种形式的结果好。基于此,计算了两种形式的总截面,两种形式给出的理论结果相差很大。另外,给出了γp→pf₀（980）→pπ+π-过程的π+π-不变质量分布的理论预言,发现π+π-不变质量分布对于f₀（980）于K-K的耦合常数（g_f0KK）有很强的依赖关系,不同的g_f0KK给出明显不同的π+π-不变质量分布。将来相关实验数据可以验证这些理论预言,并对矢量介子传播子形式和耦合常数g_f0KK做出限制,加深人们对f₀（980）粒子的认识。We study the scalar meson f0(980) in the γp→pf0(980) reaction within an effective Lagrangian approach. Based on previous studies, we calculate the differential cross sections of this reaction. We take two types of the propagators of vector mesons ρ and ω, one is the Regge form, the other one is the normal Feynman propagator. It is found that our theoretical results for the differential cross sections with the Feynman propagator are in agreement with the current experimental data. For the total cross sections, the results with the two types of propagator are much different. On the other hand, we predict the π+π- invariant mass distribution of the γp→pf0(980)→pπ+π- reaction. We find that the π+π- invariant mass distribution depends sensitively on the value of the coupling constant gf0KK. We hope that the future experiments can test our model calculation and give further constraints on the value of gf0KK and also the nature of f0(980).     

First-principles Study of Geometric and Electronic Structures of Si(111)-√7×√3-In Surface Reconstruction

为了确定Si(111)-√7×√3-In表面的结构以及理解其电子性质,构建了六角型和矩形型的六种模型,并进行了第一性原理计算．通过模拟这些模型的扫描隧道显微镜图像,计算了功函数,并和实验结果进行了比较．发现hex-H3'模型和rect-T1模型分别为实验中的六角型和矩形型结构．同时还讨论了In覆盖度在1.0单层附近时In/Si(111)表面结构的演化机制．认为4×1相和√7×√3相具有两种不同的演化机制,和实验结果一致     

二能级原子与多模光场简并多光子共振相互作用系统中量子保真度的演化特性

利用全量子理论和数值计算方法研究了多模相干态光场与单个二能级原子通过任意N_j度简并N~∑光子共振相互作用系统中量子保真度的时间演化特性,给出了三模场与原子相互作用过程中光场和原子保真度的数值计算结果,详细讨论了初始平均光子数、原子分布角、原子偶极相位角、光场激发角以及原子简并度等对量子保真度的影响.数值计算结果表明:以上诸多因素对量子保真度影响的结果均导致其发生振荡性变化.光场和原子保真度随着初始光场增强而急剧减小,说明初始光强敏感地影响着保真度的大小;量子保真度的变化快慢程度强烈地依赖于原子简并度及场一原子的耦合系数;原子分布角、光场激发角不同程度地对量子保真度的大小和频率有所影响;而原子偶极相位角的变化对场和原子的量子保真度几乎没有影响.根据这些特性,通过某些条件的约束可以适当控制保真度变化的快慢及其大小.     

单光束扩束扫描激光周视探测系统参数对探测能力的影响

针对现有单光束激光同步扫描周视探测对脉冲重复频率要求较高,难以实际应用的问题,提出单光束扩束扫描激光周视探测方法.基于单光束扩束扫描激光周视探测工作原理,推导了最低扫描频率和脉冲频率解析式;分析了圆柱目标回波特性及关键参数截面衰减系数,建立了脉冲扩束激光圆柱目标回波功率数学模型,讨论了系统参数对截面衰减系数的影响,得到最大相邻脉冲光束夹角表达式;重点分析了脉冲频率、光束角和光束入射角对不同直径目标的探测能力的影响;得到了探测系统对典型条件下最大光束角、最低脉冲频率的计算方法.结果表明,对扫描光束稍加扩束可有效降低脉冲重复频率要求.研究结果可为单光束脉冲激光周视探测系统设计、优化提供理论依据.     

优化重聚脉冲提高梯度场核磁共振信号强度

缩短射频脉冲宽度, 有助于解决脉冲电力消耗大、样品吸收率高、信噪比低等极端条件核磁共振探测的关键问题. 本文首先分析射频脉冲角度对核磁共振自旋回波信号强度的影响机理, 基于Bloch方程推导了回波信号幅度与扳转角、重聚角的关系. 在特制核磁共振分析仪上采用变脉冲角度技术, 分别在均匀磁场和梯度磁场条件下实现对扳转角和重聚角与回波信号强度关系的数值模拟和实验测量. 结果表明, 梯度场中, 扳转角为90°、重聚角为140°的射频脉冲组合获得最大首波信号强度, 比180°脉冲对应的回波幅值提高13%, 能耗降低至78%. 选用该重聚角(140°) 优化设计饱和恢复脉冲序列探测流体的纵向弛豫时间T₁特性, 准确获得 T₁分布.该结果对于低电力供应、且对信噪比有较高要求的核磁共振测量, 如随钻核磁共振测井和在线核磁共振快速检测等, 具有重要意义. 关键词： 核磁共振 信号强度 重聚脉冲角度 Bloch方程     

基于4A"势能面研究C(3P)+NO(X2Π)→CO(X1Σ+)+N(4S)反应的立体动力学性质

运用准经典轨线方法(QCT), 基于Abrahamsson等构造的⁴A"势能面(Abrahamsson E Andersson S, Nyman G, Markovic N 2008 Phys. Chem. Chem. Phys. 10 4400), 在碰撞能为0.06 eV时, 对C(³P)+NO(X²Π )→CO(X¹Σ⁺)+N(⁴S)反应立体动力学性质进行了理论研究. 在考虑反应物NO转动和振动激发的条件下, 计算了质心坐标系下k-j'矢量(k与j'分别为反应物速度与产物角动量)相关的P(θ_r)分布和k-k'-j'矢量(k'为产物相对速度)相关的P(φ_r)分布. 此外还计算了该反应的三个极化微分截面(2π/σ)(dσ₀₀/dω_t), (2π/σ)(dσ₂₀/dω_t)以及(2π/σ)(dσ₂₂+dω_t). 计算结果表明转动和振动激发对产物取向影响较大而对定向影响较小; 对于三个极化微分截面, 转动激发的影响不大, 而振动激发的影响则较大.     

粉末样品中自旋3/2核体系中心跃迁的布居数反转

在有限脉冲宽度条件下,本文利用矢量模型与计算机模拟设计了一个组合180°脉冲:45°_x112.5°_y45°_x,可以均匀地将自旋I=3/2核体系中心跃迁的布居数反转。并且用数值计算方法对该组合180°脉冲的布居数反转效果进行了分析。实验上用Na₂SO₄粉末样品进行了验证。     

双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8 nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3 dB谱线宽分别为20 dB和0.08 nm,实验结果和理论设计一致.     

基于CFD/Kirchhoff方法的直升机旋翼高速脉冲噪声模拟分析

将三阶迎风格式(MUSCL)与通量差分裂方法相结合,以改进二阶中心差分格式导致较大尾迹数值耗散的不足,建立了基于N-S方程和嵌套网格技术的旋翼流场求解方法,提高了CFD/Kirchhoff方法中流场信息计算的准确性.在流场求解的基础上,提出了一种谐波展开分析方法,基于该方法,Kirchhoff公式中的被积函数可解析表达,从而简化了获得Kirchhoff公式中被积函数的插值方法,提高了插值效率和精度.用上述方法对旋翼跨音速流场的高速脉冲(HSI)噪声进行了预测,计算结果与实验数据一致;同时对高速脉冲噪声在不同桨尖马赫数时和不同方向观测点上的特点进行了计算和分析.结果表明:旋翼高速脉冲噪声具有很强的指向性,在桨盘平面内噪声最大,在桨盘下方,随着与桨盘平面的夹角增加,噪声的脉冲迅速减弱.