虚光场对玻色-爱因斯坦凝聚体与二项式光场相互作用系统中光场压缩性质的影响

在二项式光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 分别在旋波近似和非旋波近似下, 研究了光场的压缩特性以及原子本征频率、原子-光场的耦合系数、光场参数以及虚光场对系统光场压缩特性的影响. 研究表明, 光场的两个正交分量均被周期性压缩, 光场压缩持续时间与原子的本征频率有关, 压缩深度与二项式光场概率分布参数和虚光场有关, 光场与原子的耦合系数决定了光场涨落的崩塌-回复频率. 关键词： 量子光学 玻色-爱因斯坦凝聚 虚光场 光场压缩     

计算光场成像

光场为三维世界中光线集合的完备表示。通过记录更高维度的光线数据,光场能够准确感知周围复杂多变的动态环境,支撑智能系统对环境的理解与决策。计算光场成像技术围绕光场及全光函数表示,旨在结合计算、数字传感器、光学系统和智能光照等技术,以及硬件设计、软件计算能力,突破经典成像模型和数字相机的局限性,建立光在空域、视角、光谱和时域等多个维度的关系,实现耦合感知、解耦重建与智能处理,具备面向大范围动态场景的多维多尺度成像能力。光场成像技术正逐渐被应用于生命科学、工业探测、国家安全、无人系统和虚拟现实/增强现实等领域,具有重要的学术研究价值和广阔的产业应用前景。然而,伴随着高维数据的离散化采样,光场成像面临空间分辨率与视角分辨率的维度权衡挑战,如何对稀疏化的采样数据进行光场重建成为计算光场成像及其应用的基础难题。与此同时,受制于光场信号的高维数据感知量,光场处理面临有效数据感知与计算高效性的矛盾。如何用光场这一高维信息采集手段,取代传统二维成像视觉感知方法,并结合智能信息处理技术实现智能化高效感知,是实现光场成像技术产业化应用的巨大挑战。对过去20年来计算光场成像装置与算法的研究进行概述和讨论,内容涵盖光场表示和理论、光场信号采集、空间与视角维度重建等。     

基于光场相机的四维光场图像水印及质量评价

光场相机通过在主镜组和传感器间特定位置设置微透镜阵列,在采集物方光强的同时可记录光线方向。提出一种在频域内对光场相机获取的四维光场图像加密的图像数字水印方法。植入信息经Base64编码后生成二维图像,并通过Aronld迭代对此图像进行均匀化处理,建立与原始光场坐标系匹配的虚拟计算光场,在四维傅里叶域内以切片替换的方式将加密信息植入原始光场中,实现光场图像加密,然后,基于二者坐标对应关系,应用傅里叶逆变换提取加密光场图像中的植入信息。搭建光场采集系统,应用本文方法对采集的原始光场图像进行加密处理。实验结果表明,加密光场图像信噪比高,与原始光场图像相关性强,加密光场图像无明显伪迹和失真,算法简便快捷,稳定可靠。     

叠合高斯光场研究

高斯光场对称分割叠合可获得大范围光强均匀的叠光合光场,详细计算分析了一维叠合光场的光强均匀性,光能利用率,平均光强等指标与叠合度ｋ之间的曲线关系,并与同等条件的高斯光场进行了比较,结果表明：在ｋ＝０．５４０时,叠合的高斯光场可获得相当良好的均匀分布,同时,光能利用率和平均光强为同等条件的高斯光场的１．３５倍。     

光场独立传播的局限性

本文指出只有在光场与物质、光场与光场之间的相互作用可忽略时，物质被线性极化，光才遵守独立传播定律．当光场与物质、各光场之间的相互作用不能忽略时，物质的极化是非线性的，光场不再遵守独立传播定律．     

GHZ类态原子体系与相干态光场相互作用的光场压缩特性

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的光场压缩特性,结果表明:光场压缩量随时间的演化关系与三原子体系纠缠度和相干态光场的光场强度相关.在光场较弱、纠缠度较小时,可出现光场压缩现象;光场的增强或纠缠度的增加,都会使光场压缩现象消失.     

相位耗散原子光场耦合系统中光场的相位特性

利用Pegg-Barnett相位理论,研究了耗散腔中多个Λ型原子与相干态光场在拉曼相互作用下光场的相位特性,讨论了原子数、光场平均光子数和腔场耗散系数对光场相位特性的影响。研究表明,当腔不存在耗散时,光场与原子相互作用使相位分布以周期为π/λ振荡;在t=nπ/λ时刻,光场和原子退纠缠,相位分布概率曲线在极坐标图中呈单叶型结构;在演化周期内,光场与原子的相互作用使相位分布概率曲线分裂为多叶型结构。当腔存在耗散时,相位分布概率的叶型结构逐渐演化为以坐标原点为中心的圆,即光场相位最终演化为随机分布;腔的耗散系数越大,光场相位趋于随机分布越快。另外,原子数的变化,并不影响相位分布的叶形结构,只是引起相位涨落周期性振荡的加剧。     

一种基于光场图像的聚焦光场相机标定方法

基于光场成像技术的场景三维深度重建,需标定光场相机的几何参数。本文提出一种基于原始光场图像的聚焦光场相机的标定方法。拍摄标定板不同旋转角度的原始光场图像;根据图像上像点与虚拟像点(像点关于微透镜的共轭点)的共轭关系,计算得到虚拟像点的坐标;根据标定板上角点与虚拟像点的共轭关系,建立聚焦光场相机标定模型;利用Levenberg-Marquardt算法求解标定模型,进行标定实验;比较所提方法与基于全聚焦图像的标定方法的标定参数。结果表明,原始光场图像与全聚焦图像对应的虚拟像点(角点关于主透镜的共轭点)之间的误差小于21pixel,角点的标定误差小于3%,基于原始光场图像和全聚焦图像方法获得的结构参数和外部参数具有较好的一致性,表明基于原始光场图像的标定方法的可行性。     

V型三能级原子双模光场系统中光场压缩性质

本文利用格子液体方法对文献中给出的V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体与双模压缩相干态光场相互作用系统的哈密顿量进行分析,发现文献中对原子间相互作用部分的处理有不合理之处,从而对该哈密顿量作出了改进并研究了V型三能级原子双模光场系统中光场压缩性质.结果表明:光场两正交分量交替呈现周期性压缩现象,其压缩深度与光场初始压缩因子密切相关,而压缩时间与双模光场的频率有关. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 V型三能级原子 压缩相干态 双模压缩态光场     

Ince-Gaussian矢量光场的产生研究

复杂空间结构矢量光场是当前光场调控领域的重要研究内容。作为一类基于椭圆坐标系的本征激光场,Ince-Gaussian(IG)光场比Laguerre-Gaussian和Hermite-Gaussian两类本征光场具有更丰富的空间自由度,是构建复杂空间结构矢量光场的基本光场之一。基于正交偏振IG偶模和奇模的空间叠加理论,通过空间光调制器分离调控偶模和奇模光场,系统地研究了不同阶数下正交偏振IG模式叠加生成的不同空间结构的IG矢量光场。对获取的矢量光场进行分析,并与理论模拟的结果进行对比,验证了并联分离调控产生IG矢量光场的可行性。     

矩形波导与圆柱波导或圆柱谐振腔间的小孔耦合

本文讨论了三种不同系统的小孔耦合的近似解法:矩形波导与圆柱波导的同轴耦合,矩形波导中的TE₁₀型波与圆柱谐振腔中的TM₁₂₀型波间的耦合和矩形波导中的TE₁₀型波与圆柱波导中的TM_mn型波间的耦合。通过这几个问题的解法,我们希望读者可以看到处理复杂微波元件问题时所需的从物理概念出发的灵活应用已有方法的必要性。这里提供的几个公式有着广泛的应用范围而是在现有文献中探讨得不够的。这里介绍的方法可以应用到其他新的微波网络问题中去。     

裂纹与夹杂物的互作用

本文求解了一个圆形夹杂物对裂纹尖端应力场的影响,计算了反平面切变问题经典的应力场和应力强度因数,进而求得了非局域应力场,得到非奇异的裂纹尖端应力的解析表达式,讨论了解的应用。 关键词：     

DYNAMIC RESPONSE OF A BEAM WITH A CRACK SUBJECT TO A MOVING MASS

An iterative modal analysis approach is developed to determine the effect of transverse cracks on the dynamic behavior of simply supported undamped Bernoulli-Euler beams subject to a moving mass. The presence of crack results in higher deflections and alters the beam response patterns. In particular, the largest deflection in the beam for a given speed takes longer to build up, and a discontinuity appears in the slope of the beam deflected shape at the crack location. Crack effects become more noticeable as crack depth increases. The effect of the inertia force due to the moving mass is, in general, qualitatively similar and additive to the effect of the crack. The exact effect of crack and mass depends on the speed, time, crack size, crack location, and the moving mass level. Other approximate methods, namely a stationary mass model and a single iteration technique, are also evaluated. The stationary mass approach is useful for light moving masses (<20% of beam mass) and cracks at mid-span. For other cases, the errors can be unacceptably large. The results of the single-iteration approximation are quite close to the iterative modal analysis approach, which indicates that this approximate solution is an excellent tool for the analysis of the moving mass problem.     

一个三体问题的解法

应用两次广义坐标变换，将彼此间由弹性力作用的三体问题的拉格朗日函数简化为两个独立的谐振子的拉格朗日函数之和，在理论上提供了解决此三体问题的方法。     

煤粒均相着火规律的研究

煤粒均相着火规律的研究张军，傅维标（清华大学工程力学系北京１０００８４）关键词均相着火，简化模型，预报１前言煤粉颗粒既能发生均相着火，又能发生非均相着火山。对非均相着火，许多学者进行了研究，取得了很多有价值的成果。均相着火由于比较复杂，一直发展缓慢。...     

质点复合运动的矩阵表示法

利用刚体定点转动的变换矩阵Ｌ，导出了质点复合运动的速度变换和加速度变换公式，最后举例说明其应用。     

宽沟道SI-GaAs衬底上适于光发射机的BH激光器

目前,光发射机中的激光器有采用MOCVD和MBE方法生长的多量子阱激光器,用LPE法生长的BH激光器。我们根据现有的实验条件,为了制作单片集成的光发射机,在沟道SI-GaAs衬底上采用两次液相外延生长BH激光器,实现了表面平面化。在800℃一次外延生长四层。第一层n⁺-GaAs缓冲层,第二层N-GaAlAs下限制层,第三层非掺杂构GaAs有源层,第四层为P-GaAlAs上限制层。采用适当的腐蚀条件刻蚀出有源区最窄的燕尾形隐埋条。在二次外延中,我们仅装一槽GaAlAs源液,在晶片上仅停留一次便生长出两个掩埋层,且层间界面与有源区自对准。上层为N-GaAlAs,载流子浓度为10¹⁶cm^-3,下层为高阻伴随生长层。由于高阻伴随层的存在对电流产生了有有效的侧向限制作用,因此避免了通常的SiO₂膜沉积等一系列工艺,提高了成品率,减化了工艺程序。利用n型掩埋层和隐埋条区P型上限制层之间铝组分及载流子类型、浓度的差异,虽然做一种宽接触电极,但由于隐埋条区上有良好的欧姆接触,而在掩埋层上为非良欧姆接触,所以起到了一定的电流外限制作用。n型电极是从n⁺-GaAs层引出的。 这种沟道SI-GaAs衬底正装GaAlAs/GaAs BH激光器室温连续工作阈值电流为55mA,P-I曲线在100℃仍有良好的线性关系。     

A WAVE MODEL FOR A PNEUMATIC TYRE BELT

A one-dimensional wave equation of an infinite flattened tyre belt is generated. The belt vibration is controlled by bending, tension, shear and the sidewall stiffness. The dispersion relations for two waves in the belt are calculated and used to find both the input impedance and attenuation on a tyre belt of infinite extent. Tension and the sidewall controls the deformation and stiffness below 100Hz. Waves propagate around the belt above this frequency. The wave speeds due to bending and shear were predicted and measured. The model presented here should be valid for the prediction of tyre response above about 400 Hz when for a car tyre the modal behaviour is observed to cease. In this high-frequency region, the tyre at the input appears to be of infinite extent.     

长椭圆旋转介质球中的半波振子天线

本文从麦克斯韦方程出发,求出有损耗的长椭圆旋转介质球中一个同焦点的小的长椭圆旋转形半波振子发射天线上的电流分布和其输入阻抗,以及它在有损耗的介质球中和外部自由空间中所产生的场。     

高强度均匀静磁场中氢原子能级的计算

采用一种简便的变分法，计算了在均匀高强度静磁场下氢原子的１１个低能态能级和平均半径，讨论了高强度磁场对能级和半径的影响。