球型量子点中的电子拉曼散射

研究了球型半导体量子点中的电子拉曼散射.讨论了初态为导带全满,价带全空时的电子跃迁过程,给出了电子拉曼散射的跃迁选择定则。通过计算GaAs和CdS材料球型量子点中电子及空穴参与拉曼散射的微分散射截面,分别比较了电子和空穴的不同影响,发现电子对拉曼散射的贡献要远大于空穴的贡献;当选取不同量子点半径时,拉曼散射微分散射截面变化也非常明显;量子点尺寸不变的条件下,改变入射光子能量,可以发现,微分散射截面随入射光子能量增大而减小。     

光散射谱作为研究半导体材料的探针

本文讨论了半导体材料激发的光散射谱,主要包括传导电子和空穴的单粒子跃迁;具有各种施主态和受主态的束缚电子和空穴的跃迁;杂质和缺陷的局域化振动和电子振动跃迁以及诸如等离子体子散射的集体激发。     

光散射谱作为研究半导体材料的探针

本文讨论了半导体材料激发的光散射谱,主要包括传导电子和空穴的单粒子跃迁;具有各种施主态和受主态的束缚电子和空穴的跃迁;杂质和缺陷的局域化振动和电子振动跃迁以及诸如等离子体子散射的集体激发。     

不同晶格光子晶体异质结的界面传导模

利用平面波展开方法与超原胞方法研究了两种不同晶格的光子晶体异质结的界面态. 这两种异质结都是在纯电介质背景上放置空气散射子. 一种异质结由正方形格子上放置正方形散射子和三角形格子上放置六角形散射子组成（SSTH异质结）. 另一种由长方格子上放置长方形散射子和三角形格子上放置圆形散射子组成（RRTC异质结）. 对于SSTH异质结，当沿着界面作晶格的横向拉开或者侧向滑移，都可产生界面态. 而对于RRTC异质结，无需从界面做晶格拉开或者侧向滑移就可产生界面传导模，这个结果有别于其他纯电介质光子晶体异质结的性质. 关键词： 光子晶体 异质结 传导模 超原胞     

论高阶辐射过程Raman效应及其在光谱学中的应用

在laser光束的高强度电磁辐射场内,可以观察到物质从光束吸收二个光子,同时放出一个光子,并产生能级跃迁的效应,这是一个与通常的Raman散射相类比的高阶辐射过程。本文中提出了理论分析并得出这样的结论:使用能量流密度为0.1MW/cm²的laser光束即可方便地通过这一效应来观测分子或晶体的振动谱。由于其选择定则有异于红外吸收和通常的Raman效应的选择定则,因而提供了一个新的光谱学实验方法,同时还指出了实现三光子Raman效应激射现象的可能性。     

强光与自由电子的相互作用——半导体中载流子的多光子过程

本文讨论了半导体中载流子与laser光的相互作用。把电子运动分成带内运动与带间跃迁两部分后,我们证明了在强光下,电子在带内运动的状态仍可用准动量p来标志,但不再是通常的稳定态,波函数中包含一个描述强迫运动的因子。进一步以带间跃迁或其他带内过程作为微扰,由于在跃迁过程中强迫运动部分也改变,因此伴随着有多光子的吸收或发射。根据一般的讨论,我们计算了由电声子作用引起的自由载流子吸收及由价带到导带的直接多光子跃迁的吸收系数。粗略估计表明,在一些材料中,上述过程引起的双光子吸收是可以被观察到的,特别是Ge中的直接双光子吸收。我们还指出,利用一束laser光射到晶体上后,可以在红外区域看到激子吸收线,从而提高了分辨率,并具体地分析了CdSe中激子吸收的情况。     

电子-杂质和电子-声子相互作用对石墨烯磁光导的影响

在外加垂直磁场的石墨烯系统中,基于格林函数方法以自能的形式理论研究了电荷杂质散射和光学声子散射中心对朗道能谱的影响,采用久保(Kubo)公式研究了单层石墨烯的磁光电导谱以及跃迁选择定则。具体计算中电子-杂质库仑相互作用考虑了介电环境的屏蔽效应,对由散射引起的自能以及单粒子格林函数做自洽计算,另外在强磁场下单杂质散射是一个很好的近似模型。理论计算结果表明电荷杂质散射引起朗道能级对称展宽;同时考虑电荷杂质和光学声子两类散射后态密度表现为非对称的展宽。研究结果表明磁光电导谱的峰值和强度强烈依赖于填充因子和态密度。     

Nd∶YAG中电声耦合非Markovian过程的激发光谱

用Brown振子模型研究YAG基质材料中Nd3+4f电子跃迁的电子声子相互作用过程,详尽推导电子声子耦合的表达式,计算了电声耦合常数不同时的激发光谱,结果表明,电声耦合作用使电子跃迁的吸收峰两边产生声子吸收峰,电声耦合作用较强时,可以产生多级声子吸收峰.通过模拟实验激发光谱,得到样品的电声耦合常数和声子频率等参数,和半导体比较,样品的电声耦合常数较小,说明4f电子声子的耦合属弱相互作用.用这些参数计算时间分辨的荧光相干光谱,其结果与实验结果一致.     

晶体场理论引论(七)(八)

实验上发现晶体中稀土离子的光谱大部分来自4fN组态内电子的跃迁,多数具有电偶极跃迁的性质。对自由离子来说,宇称选择定则要求电偶极跃迁只能发生在不同宇称的能级之间。因此4fN组态内的电偶极跃迁是禁戒的。为了解释晶体中稀土离子4fN组态的电偶极跃迁,必须假设有某种非中心对称的相互作用,使4fN组态的态和具有相反宇称的态混杂,从而产生电偶极跃迁。     

在Laser光中原子能级的移动

原子能级的移动是由于真空场(即虚光子)与电子的相互作用所引起的,而Laser光(即实光子)与电子的相互作用是否也同样可以引起能级的移动呢?这就是我们所要分析的问题。 虚光子与电子的相互作用是通过电子由初态e放出一个虚光子hv到达中间状态e′+hv,然后又吸收这个光子回到初态e来实现,这是H.A.Bethe计算能级移动所采用     

半导体中光的相干传播理论(Ⅰ)

本文是半导体中光的相干传播理论的第一部分。在不考虑电子-电子间的相互作用时,我们得到了相干光作用下描述半导体带间跃迁矩阵元满足的布洛赫方程。半导体的带间跃迁形式上可类比于一个非均匀展宽的二能级系统能级间的跃迁;但是在强光的作用下会有一种特殊的多光子过程发生。 关键词：     

与Glauber-Lachs态相互作用的双原子间的纠缠演化

利用全量子理论,对伴随多光子跃迁时与Glauber-Lachs态相互作用的两个原子间的纠缠特性进行了研究,主要讨论了相干平均光子数、热平均光子数和跃迁光子数对系统中原子间的纠缠特性的影响.结果表明:系统中原子间的纠缠度是相干平均光子数的非单调函数;随着热平均光子数和跃迁光子数的增加,系统中原子间的纠缠度有减小的趋势,伴随双光子跃迁时系统中原子间的纠缠度随时间的演化呈现周期性.     

光缔合过程中多光子振转态选择性跃迁

研究了光缔合过程中OH分子基电子态的振转态选择性跃迁. 计算结果表明通过选择适当的初始碰撞能与光场参数,两碰撞原子可以利用三光子、四光子与九光子跃迁,从连续态跃迁至目标态. 通过选取较低的光场频率,增加跃迁至目标态的光子数来控制分子布居跃迁至较低的振转态. 在光缔合过程中, 部分缔合的分子通过中间态与背景态重新发生解离,解离过程降低了目标态的布居分布.     

电子散射的钠原子受激态取向参数研究

原子碰撞中的取向(orientation)参数的研究为原子碰撞动力学、原子受激态结构提供了丰富的信息.散射靶原子集合可用态多极(state multipole)描述，用它可以表征受激态原子的取向参数.通过取向参数与受激原子态退激的偶极辐射光子的Stokes参数之间的关系，可以进行实验与理论的比较.本文主要研究钠原子受电子散射S→P跃迁中取向参数，根据散射理论的扭曲波近似展开计算得到的散射振幅，带入态多极，然后计算钠原子3P态取向与散射角的关系及不同入射能下受激态取向参数变化特点，并与电子-光子符合散射实验所测数据进行比较.考虑到符合散射实验的测量困难，在误差范围内，理论分析与实验结果符合得比较好. 关键词： 取向参数 态多极 Stokes参数 电子-光子符合测量     

弛豫型铁电晶体0.92PZN-0.08PT的光吸收特性

本文研究了0．92PZN－0．08PT晶体的紫外－可见－近红外透过光谱，确定了它的吸收边波长为380nm,计算出该晶体在此波段的吸收系数，拟出了吸收系数与光子能量的关系曲线，由吸收系数的平方根与光子能量的曲线揭示出电子吸收光子能量后从价带到导带的跃迁是有声子吸收和发射的间接带隙跃迁。     

囚禁离子与单模场的相互作用

研究了囚禁离子与单模量子辐射场构成的相互作用系统在载波激发(ωL=ω0)、红激发［ωＬ=ω0-jν(j=1,2,3)］和蓝激发［ωL=ω0+jν(j=1,2,3)］情形下的统计性质.讨论了系统的态函数随时间的演化关系、光子态和声子态交换的条件及相应的离子布居数，得到了光子数和声子数的平均值及其方差、光子场和声子场的二阶相干度等量值. 关键词： 囚禁离子 单模量子辐射场 声子场 旋波近似     

基于微观IBM对电子–核散射及核电磁性质的研究(Ⅱ)ME理论方案

从一种微观相互作用玻色子模型(IBM)玻色子集体态子空间映射出费米子集体态子空间,通过假定玻色子算符形式以及使物理算符在两集体态子空间中对应归一化基矢间矩阵元相等,给出了从费米子单体算符导出玻色子单体算符的一种微观理论方法(ME方法).文中以获取玻色子结构函数亦即确定玻色子形式核跃迁电荷/电流密度算符为例对此作出了详细介绍.利用微观IBM提供的波函数可在玻色子态空间中求出核跃迁电荷/电流密度,结合电子–核散射以及核电磁跃迁的形式理论,可建立研究电子–核散射各种形状因子与微分散射截面以及核约化跃迁几率、电磁多极矩、核态g因子等物理量的理论方案.在微观sdgIBM-1下利用该方案初步计算了¹⁴⁶Nd核2+1态到0+1态的跃迁电荷密度以及约化跃迁几率,理论结果与实验值符合较好.     

圆柱形散射子二维光子晶体的态密度与局域态密度

二维光子晶体只有赝带隙,因此能否利用二维光子晶体有效控制原子自发辐射是令人感兴趣也是有实际意义的问题。其中最重要的因素是态密度和局域态密度的性质。采用平面波展开结合晶体群论的方法计算了二维正方格子光子晶体的态密度和局域态密度。其中散射子为空气圆柱,放置在均匀的电介质背景上。结果显示两个特点:第一,总态密度和局域态密度在原来二维光子晶体赝带隙处虽然已经不为零,但是取值明显低于赝带隙范围之外的值,即存在一个准光子带隙。第二,局域态密度在空气散射子界面处发生突变,空气散射子区域的局域态密度相对较大,这可由电位移矢量的连续性来理解。由于这两个特点在其他二维光子晶体中也被发现过,它们可能是普遍存在的。     

Nd∶YAG中电声耦合非Markovian过程的激发光谱

用Brown振子模型研究YAG基质材料中Nd^3+ 4f电子跃迁的电子-声子相互作用过程，详尽推导电子．声子耦合的表达式，计算了电声耦合常数不同时的激发光谱，结果表明，电声耦合作用使电子跃迁的吸收峰两边产生声子吸收峰，电声耦合作用较强时，可以产生多级声子吸收峰．通过模拟实验激发光谱，得到样品的电声耦合常数和声子频率等参数，和半导体比较，样品的电声耦合常数较小，说明4f电子．声子的耦合属弱相互作用．用这些参数计算时间分辨的荧光相干光谱，其结果与实验结果一致．     

磁光光子晶体中拓扑光子态研究进展

拓扑光子态是具有单向传输特性的新型波导态,展示出抗背向散射、障碍物及缺陷免疫等独特而神奇的物理性质。拓扑光子态因其独特性在拓扑激光器、量子信息、混合集成光路、非线性光学等领域具有广泛的潜在应用。磁光光子晶体为实现拓扑光子态、探索拓扑光子态新物性提供了重要平台。本文聚焦磁光光子晶体中拓扑光子态的研究进展,首先回顾有序、无序晶格中的拓扑光子态,揭示拓扑光子态的微观物理图像。接着讨论时间和空间反演对称性双破缺体系中的拓扑光子态,简述反手性拓扑光子态的产生。然后介绍宽带拓扑光子态及拓扑慢光态研究,展示新颖的拓扑光学现象及器件设计。最后针对磁光光子晶体中拓扑光子态研究面临的关键问题、未来发展趋势进行分析和展望。