由单负材料组成的一维对称型光子晶体中的隧穿模

由电单负材料A和磁单负材料B构成了一维对称型光子晶体,数值计算表明其带隙中出现了一隧穿模. 材料层数增加,隧穿模宽度急剧变窄,而其位置不变.隧穿模的位置和宽度对入射角的变化都不太敏感. 材料的几何厚度减小,隧穿模的位置蓝移,而其宽度不变. μ_A, ε_B增加,隧穿模的位置红移,宽度减小. 利用隧穿模的以上特性可以实现对电磁波传播的动态调控.     

由单负材料组成的对称型一维光子晶体的偏振特性

利用传输矩阵法,讨论了由单负材料组成的对称型一维光子晶体的偏振特性。结果表明:入射角较小时,TE、TM两波隧穿模的中心位置基本相同。入射角θ增加,两隧穿模均向短波方向移动,且其半峰全宽变窄。入射角θ>20°时,两隧穿模的蓝移量增加,且TM波的移动量大于TE的,入射角越大,这一变化越明显。周期数N增加时,两隧穿模的位置保持不变,半峰全宽变窄;TM波隧穿模的透射率保持为1,而TE波的有所下降。介质的几何厚度增加时,两隧穿模均向长波方向移动,隧穿模的透射率保持不变。两介质几何厚度的变化量相同,两隧穿模的移动量也分别相同。     

两种特殊四态叠加多模叠加态光场的等N次幂H压缩

根据线性叠加原理,用多模相干态|{Z_j^*}〉q,|{-Z_j^*}〉q及其复共轭|{Z_j^*}〉q和|{-Z_j^*}〉q组成了两种四态叠加多模叠加态光场|Ψ_oe⁽⁴⁾Ⅵ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q,利用多模压缩态理论研究了它们的等N次幂H压缩,结果发现:态|Ψ_oe⁽⁴⁾Ⅵ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q具有完全相同的等N次幂H压缩规律;当压缩幂次N与腔模总数q之积,即qN为偶数时,态|Ψ_oe⁽⁴⁾Ⅵ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q恒处于等幂次N-H最小测不准态或呈现"半相干态效应";当qN为奇数时,在不同条件下,态|Ψ_oe⁽⁴⁾Ⅵ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q可以呈现三种不同状态:第一正交分量呈现等N次幂H压缩;第二正交分量呈现等N次幂H压缩; 可呈现"半相干态效应".     

第Ⅴ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩特性研究

本文构造了由多模真空态|{O_j}〉q和多模虚相干态的相反态|{-iZ_j}〉q这两者的线性叠加所组成的第Ⅴ类两态叠加多模叠加态光场ψ₅⁽²⁾〉q,利用多模压缩态理论详细研究了态 ψ₅⁽²⁾〉q的广义非线性等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)态ψ₅⁽²⁾〉q是一种典型的多模非经典光场;无论腔模总数q与压缩阶数N这两者之积q·N取奇还是取偶,只要各模的初始相位之和 、态间的初始相位之差(θ_nq^(I)－θ_oq^(o))等满足一定的量子化条件,态ψ₅⁽²⁾〉q总可分别呈现出周期性变化的、任意的奇数模-奇数阶、奇数模-偶数阶、偶数模-偶数阶和偶数模-奇数阶这四种不同形式的等阶N次方H压缩效应.2)上述四种不同形式的等阶N次方H压缩效应,其态间压缩条件完全相同,但模间压缩条件完全不同,结果使其压缩幅度、压缩结果和压缩特性等各不相同.3)无论q·N取奇还是取偶,态ψ₅⁽²⁾〉q的第一和第二这两个正交分量的等阶N次方H压缩效应总是呈现周期性的互补关系.     

一种新型的多模虚偶相干态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩

本文利用新近建立的多模压缩态理论,详细研究了一种新型的多模虚偶相干态光场|Ψ_i,e⁽²⁾>_q的广义非线性等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q是一种典型的多模非经典光场,当压缩阶数N为奇数时,态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q在一定条件下总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方Y压缩效应;当腔模总数q与压缩阶数N这两者的乘积q·N为奇数时,则在一定条件下态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q又可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方H压缩效应.2)态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩效应这两者的压缩程度和压缩深度分别与几率幅γ_q^(e)、压缩参数R_j、各模的初始相位φ_j(或者各模的初始相位和 φ_j)、压缩阶数N以及腔模(指纵模)总数q等呈较强的非线性关联,等阶N次方H压缩效应与上述诸参量之间的非线性关联程度要比等阶N次方Y压缩效应的更强.3)多模虚偶相干态光场|Ψ_i,e⁽²⁾>_q与多模偶相干态光场|Ψ_,e>_q及多模复共轭偶相干态光场|Ψ*_,e⁽²⁾>_q这后两者的等阶N次方Y压缩效应和等阶N次方H压缩效应的压缩条件和压缩特性正好相反,这种现象就称为相反压缩.     

由奇、偶相干态组成的第Ⅱ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩特性

利用多模压缩态理论,详细研究了由奇、偶相干态组成的第Ⅱ种四态叠加多模叠加态光场|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q的等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)当腔模(纵模)总数_q与压缩阶数N之积_qN为偶数时,态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q恒处于等阶N-H最小测不准态;2)当_qN为奇数时,在其它参量的不同组合取定值的条件下,态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q可分别呈现以下几种效应:①某一正交分量呈现等阶N次方H压缩效应,另一正交分量则既不呈现出等阶N次方H压缩效应也不处于等阶N-H最小测不准态;②呈现出"半相干态”效应;③处于等阶N-H最小测不准态;3)经与文献17比较发现本文论及的态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q与态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅰ>_q之间存在着"压缩简并”现象.     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献20的基础上进一步提出了多模辐射场的N-Y最小测不准态、N-H最小测不准态、N-Y压缩最小测不准态以及N-H压缩最小测不准态等的定义.构造了由多模(q模)相干态|{Z_j}>_q及其相反态|{-Z_j}>_q的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₁⁽²⁾>_q,利用文献20新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义,首次对态|ψ₁⁽²⁾>_q的N次方Y压缩及N次方H压缩效应进行了详细研究.结果表明,1)当N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应.2)当q·N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-H最小测不准态;当q·N为奇数时,在另外的条件下,态|ψ₁⁽²⁾>_q则可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应.3)N次方Y压缩及N次方H压缩效应的压缩深度与腔模总数q、压缩参数R_j以及压缩阶数N等非线性相关,后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强.     

一维新型阶梯函数光子晶体透射特性

研究了阶梯型折射率n₂₂、n₁₁(阶梯分布高度)的大小、对应的分布厚度、不同入射角以及缺陷模对阶梯函数型光子晶体透射特性的影响.由费马原理给出光在函数光子晶体中的运动方程,再由电磁传播理论给出函数光子晶体的传输矩阵,进一步推导出函数光子晶体的透射率以及电场分布的表达式.研究表明,1)随n₂₂,n₁₁大小或者厚度改变,其禁带变宽;2)随光的入射角增加,其禁带变窄;3)当加入缺陷层时,随着缺陷层介质折射率增加,缺陷模强度减小且位置发生红移;4)在函数光子晶体中,缺陷层前电场分布保持不变,而在缺陷层处以及之后的电场强度都明显增强,这不同于常规光子晶体的电场分布仅在缺陷层处局域增强.     

光子晶体缺陷模的带宽与品质因子研究

利用光学传输矩阵法研究了结构参量对缺陷态光子晶体的缺陷模带宽和品质因子的影响.研究发现,当缺陷介质层厚度h₀的值较小时,缺陷模的带宽很小且基本保持不变;当h₀较大时,缺陷模的带宽随h₀的增加而快速增加.另外发现,缺陷模的品质因子在某个h₀处取最大值.但是总体上看,h₀较小时的品质因子要远大于h₀较大时的品质因子.此外,缺陷模的品质因子随光子晶体的周期数增加而急剧增加约4.788倍,而带宽则随周期数的增加而急剧减少约4.788倍.当周期数为13时就可以获得10⁹以上的品质因子值和小于10^-9的相对带宽值.     

用CARS技术确定拉曼退偏比的一种数据处理新方法

Yuika等人利用偏振CARS技术可以准确地确定分子的拉曼退偏比.其方法是，首先对不同检偏角_d所对应CARS谱峰的频率分布进行数学模拟，然后由所得系数随检偏角φ_d的变化求得使CARS信号中共振项消失的偏振角φ^０_d，最后由消失条件ρ＝-1/(tanθtanφ⁰_d)求出退偏比ρ，θ为产生CARS光的Pump光与Stokes光偏振方向的夹角.本文提出的数据处理方法，即交点法.同Yuika等人处理数据的方法相比，交点法毋需关于谱峰频率分布的知识，做法也更为简便.     

含负折射率层的多层体系的反常光子隧穿

研究了多层体系含负折射率层的光学传输特性,通过传输矩阵方法,给出了体系透射率的一般表达式,并讨论了含负折射率层的四层结构在入射角大于临界角时的反常光子隧穿现象。当体系参量完全匹配时,对于任意入射光波长及大于临界角的入射,透射率均为1;仅衬底层不匹配时,对于给定的衬底参量,透射率和入射波长无关,仅和入射角相关。对于TM波,存在多层体系的布儒斯特角,使得透射率等于1。对于TE波则没有类似现象;在衬底不匹配的情况下,提高出射端的折射率将增加体系的透射率;中间层的厚度或者折射率不匹配时,透射率关于匹配位置对称分布且随着失谐的增加指数衰减,随着入射角的增加,衰减速度加快。     

自由质点测地线仿射参量时空坐标系

以时序t为自变量,可给出自由质点空间测地线的参数方程组{Xⁱ(t)},借助于仿射参量R(t)变换实现测地线微分方程的齐次化, 推导出仿射参量R满足的一阶微分方程、获得以有理数C_u为标志的序列解析解R.基于R定义平直四维坐标系{t,r,θ,φ}的空间距离单位,建立自由质点测地线仿射参量时空坐标系{t,ξ,θ,φ}.研究{t,ξ,θ,φ}中狭义相对论时空间隔模型度规张量g的对角化过程, 发现与对角化度规对应的特征量t₁(t,ξ), τ₁(τ,ξ),t_t(t,τ,ξ),τ_τ1(t,τ,ξ); 从而推出时空坐标系{t,ξ,θ,φ}维数小于4.     

LD-pumped actively Q-switched Nd:GdVO4/KTP red laser

LD-pumped actively Q-switched intracavity frequency-doubled Nd:GdVO₄/KTP red laser has been introduced. A maximum red average output power of 0.78 W at 671 nm was obtained at pulse-repetition frequency (PRF) of 15 kHz and the optical conversion efficiency was 6.5%. At the incident pump power of 12 W, the shortest laser pulse occurred at PRF of 15 kHz. Its full-width at half-maximum and the highest peak power were measured to be 35.8 ns and 3.38 kW. The largest single pulse energy of 56.3 μJ was achieved at PRF of 10 kHz. The influence factors on the Q-switched Nd:GdVO₄/KTP red laser have been discussed.     

色散方程的一类具任意稳定性的显格式

本文对色散方程u_r=au_xxx构造了一类中间层包含四个结点,带两个参数m和θ的三层显式差分格式。当m和θ满足一定的关系时,其稳定性条件为|γ|≤(m+1)/(4(m-1))(|m|>1),从而当取m充分接近1时,可得到任意大的稳定性条件,并且保持截断误差阶不变。数值例子验证了理论分析的结果。     

组装条件对涂布法制备SiO2结构色涂层光谱性质影响研究

为了实现结构色涂层在纸张表面的快速制备，研究不同组装条件对SiO₂结构色涂层呈色效果的影响，采用快速涂布的方法，在纸张表面制备出了大面积且具有随角异色特性的结构色涂层。探讨SiO₂微球粒径、分散液浓度及涂布次数等因素对结构色涂层光学特性的影响，通过优化自组装条件和分析周期性结构构筑类型，阐明快速涂布法构建的SiO₂微球在激光打标纸上的自组装过程及结构色呈色机理。应用数码相机、3D激光共聚焦形貌测量显微镜等仪器对样品的颜色外观和微观结构进行测量，表征样品的呈色性能及表面结构。使用X-Rite MA68Ⅱ多角度分光光度仪及光纤光谱仪测量反射光谱，进而用CIEL*a*b*色度值对制备的结构色涂层的光学性能进行分析。结果表明，通过快速涂布自组装法制备所得的结构色涂层，SiO₂微球粒径尺度对样品色调影响显著，随着微球粒径的增加，反射光谱中心波长发生红移，且该涂层有角度依赖特性，当固定入射角度为45°时，随着探测方向与镜面反射方向夹角的增大，中心波长发生红移；微球溶液的浓度可以调控结构色涂层反射光谱曲线的半高宽及反射率峰值，进而影响样品的亮度和彩度，而对于光子带隙的位置无明显影响。微球浓度为4%时，样品表面呈现出基材本身的黑色，微球浓度为8%时，200，220和250 nm粒径的样品表面分别可以呈现彩度较低的蓝色、绿色、黄色，微球浓度增加到10%时，纸张表面的结构色涂层彩度提高，色调不变；随着涂布次数的增加，反射光谱曲线的半高宽变窄，且反射峰位发生蓝移，涂布次数达到3次时，反射峰位最接近于根据布拉格定律计算出的理论值，但涂布次数的增加也使得结构色涂层表面产生白色的不均匀现象。     

γ射线总剂量辐照对单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管栅隧穿电流的影响

基于γ射线辐照条件下单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)载流子的微观输运机制,揭示了单轴应变Si纳米NMOSFET器件电学特性随总剂量辐照的变化规律,同时基于量子机制建立了小尺寸单轴应变Si NMOSFET在γ射线辐照条件下的栅隧穿电流模型,应用Matlab对该模型进行了数值模拟仿真,探究了总剂量、器件几何结构参数、材料物理参数等对栅隧穿电流的影响.此外,通过实验进行对比,该模型仿真结果和总剂量辐照实验测试结果基本符合,从而验证了模型的可行性.本文所建模型为研究纳米级单轴应变Si NMOSFET应变集成器件可靠性及电路的应用提供了有价值的理论指导与实践基础.     

Parseval Theory of Complex Wavelet Transform for Wavelet Family Including Rotational Parameters

A rotational parameter R_θ has been introduced to complex wavelet transform (CWT). The rotational CWT (RCWT) corresponds to a matrix element 〈ψ|U₂ (θ;μ;k)|F〉in the context of quantum mechanics, where U₂(θ;μ;k) is a two-mode rotational displacing-squeezing operator in the 〈η| representation. Based on this, the Parseval theorem and the inversion formula of RCWT have been proved. The concise proof not only manifestly shows the merit of Dirac's representation theory but also leads to a new orthogonal property of complex mother wavelets in parameter space.     

Dielectric loss of half-doped manganite La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3

The dielectric loss tanδ of half-doped manganite La 0.5 Ca 0.5 MnO 3 is investigated using Green's function technique. The La 0.5 Ca 0.5 MnO 3 is described by the Kondo-lattice model in the double exchange limit, taking into account the Jahn-Teller distortion and the super-exchange interaction between the localized electrons. It is found that the intensity of tanδ decreases with increasing | ε JT |, V, and U. It is also observed that the transition temperature T P rises as | ε JT | and U increase. It is worth noting that T P remains unchanged and the strength of tanδ increases with increasing g. The calculated dielectric loss results are explained theoretically, and these behaviors are in qualitative agreement with the experimental results.     

挠曲电效应对向列相液晶盒响应时间的影响

应用液晶动力学理论和差分迭代方法,考虑上液晶挠曲电特性情形下研究强锚泊混合排列向列相液晶盒撤掉电压时的动态响应过程,数值计算得到液晶盒透过率随时间的变化.结果表明:随展曲和弯曲挠曲电系数和的绝对值|e₁₁+e₃₃|的增加,液晶盒的响应时间逐渐减小,当|e₁₁+e₃₃|=50 pC·m^-1时,响应时间与忽略挠曲电效应的情况相比缩短了一半.