虚阶Bessel函数的计算

给出了计算虚阶Bessel函数及其导数的完整算法。数值结果表明,计算精度可达10位以上有效数字。此外,所给出的逆推法可推广到复阶数的情形。     

相对论速调管放大器辐射频率可调性机理

 用场方法研究了相对论速调管放大器辐射频率的可调性。发现调制电流频率的可调性与一阶Bessel函数的周期相关，对应相同的一阶Bessel函数值，可以有多个不同数值的宗量，调制电流的频率与Bessel函数宗量数值包括中间腔与提取腔之间的距离和电子束的传输速度等因素相联系。理论估计的调制电流频率可调范围与实验测得的结果符合得很好。相对论速调管放大器辐射频率的可调性还取决于提取腔的设计。     

纯虚阶Bessel函数

讨论了纯虚阶Ｂｅｓｓｅｌ函数和虚阶修正Ｂｅｓｓｅｌ函数的定义式，及它们的相关性质，并给出了在初致辐射中的应用实例。     

像散Bessel光束自重建特性的理论和实验研究

基于菲涅耳衍射积分理论和巴比涅原理,推导出像散Bessel光束经圆形障碍物后的光强分布一般表达式.数值模拟了像散Bessel光束经圆形障碍物遮挡后光场的自重建过程,并设计相关实验进行验证,实验结果与理论模拟基本符合.结果表明：零阶像散Bessel光束经过轴上和离轴障碍物后均会发生光束重建现象.随着传输距离的增加,像散Bessel光束的外轮廓尺寸变大、中心光点阵列数增多,逐渐重建出不同于障碍物前的完整光束.并且观察到光束在重建过程中横向和纵向的重建速度并不一致,存在一定的速度差.利用螺旋相位板产生高阶像散Bessel光束,验证了高阶像散Bessel光束经障碍物遮挡后同样具有自重建特性.研究结果对像散Bessel光束在多层面粒子操纵方面的应用具有参考价值.     

水下任意刚性散射体对Bessel波的散射特性分析

本文利用Bessel波的谐波展开式, 采用T矩阵方法的推导思路, 建立了水下任意刚性散射体在Bessel波照射下的声散射场计算公式. 以水下刚性椭球体和两端附连半球的刚性圆柱体为例, 计算了在不同波锥角β 下的反向散射形态函数, 同时, 依据镜反射波和绕行波的干涉物理模型, 给出了预报Bessel波照射下的反向散射形态函数峰峰间隔值的计算模型. 仿真结果表明本文提出的Bessel波照射下反向散射形态函数峰峰间隔值预报方法是准确有效的, 同时也说明, 本文建立的基于T矩阵法计算水下任意刚性散射体在Bessel波束下的声散射场方法是有效的, 这拓展了T矩阵法的应用领域.     

线偏振激光场中原子的多光子电离的光电子角分布研究

非微扰量子电动力学的发展使我们可以利用精确的波函数和非微扰的散射理论来研究多光子电离问题.文章作者及其合作者发展了光电子角分布的处理方法,利用复合相位Bessel函数来表征光电子的跃迁几率幅,将光电子的角分布与复合相位Bessel函数直接联系起来.研究发现,复合相位Bessel函数的性质决定了光电子角分布的主要特点及其随激光强度、频率以及光电子能量的演化.该理论不但证实了实验上已经观测到的各种光电子角分布,而且还预言了实验上尚未观测到的光电子角分布,确立了光电子角分布的标度定律.     

球谐函数法解点源辐射传输方程的P3近似及其在生物组织中的应用

辐射传输方程在球坐标下的P3近似是一个非线性微分方程组,其齐次解为球Bessel函数.需要将球Bessel函数分解为指数函数,才能用参数变异法求出它的特解.由于球Bessel函数在r=0的奇异性,无法利用Marshak和其它近似边界条件,因此直接利用能量守恒,和当介质的吸收系数比约化散射系数小得多时P3近似等于P1近似这个特点,确定全解中的常数.比较Monte Carolo模拟和P3近似理论的解析解发现,P3近似能处理约化散射系数与吸收系数之比介于2~10之间的生物组织.     

一种新的阶跃折射率光纤本征函数表达形式

为了阐明阶跃折射率光纤的模式特性,根据电磁波辐射的能量守恒定律和经过狄拉克函数奇异性修正的亥姆霍兹方程,通过数学推导和证明得出:柱面径向行波场的本征函数是经过狄拉克函数修正的整数阶汉克尔函数,阶跃折射率光纤模式场的本征函数是零、一阶贝塞尔函数经过狄拉克函数修正的零、一阶诺埃曼函数和虚参量汉克尔函数.该结论揭示了光纤芯层和包层模式场分别是径向驻波场和倏逝波场的本质,并基此推导出新的光纤模式特征方程,模式存在条件,模式数目和符合光纤实际的基模归一化截止频率的理论值.     

部分Bessel形电磁波

给出了满足Maxwell方程的自弯曲电磁波解(部分Bessel函数), 其可以通过发射调制初始相位和发射方向的一组平面波干涉合成来实现. 自弯曲电磁波在一定传播距离内保持波束形状不变, 其传播轨道接近圆形. 这类曲线加速的电磁波不同于Ariy波束, 其中部分Bessel波束的弯曲角度可以远大于Ariy波. 半Bessel 波束的Poynting矢量表明主瓣能够保持能量不扩散且偏转接近180°. 此外, 同时发射一对半Bessel电磁波能够在一定区域内实现对消, 即在该域内实现电磁波自屏蔽.     

水平层状各向异性介质中电磁场并矢Green函数的一种高效算法

利用高阶窗函数结合连分式展开等技术研究并建立一种水平层状各向异性介质中电磁场并矢Green函数的快速有效算法. 首先借助于高阶窗函数将构成并矢Green函数的Sommerfeld积分转化成广义快速下降路径上积分,并给出高阶窗函数Hankel变换的一种新的更高阶幂级数展开式以及严格的Lommel函数表达式,以满足在全空间上高精度计算并矢Green函数的要求. 在此基础上,用Bessel函数的零点将积分路径划分成一系列小区间并通过改进的自适应Gauss求积公式确定各个小区间上的积分值,然后引入连分式展开法对各个区间上的积分值求和,从而使整个积分的收敛效率得到大大提高. 最后通过数值结果验证本方法的有效性. 关键词： 高阶窗函数 连分式展开 并矢Green函数 层状各向异性介质