光学无源谐振腔的矩阵理论(柱坐标)(Ⅰ)——自洽场矩阵方程

本文讨论了文献中提出的根据标量光波传播矩阵理论的光学无源谐振腔自洽场矩阵方程。提出了对自洽场性质的新认识、元模转换概念和自洽场元模结构分析方法。在普遍情况下,严格证明了上述矩阵方程可截取为有穷阶以求近似解。给出了确定上述有穷阶矩阵方程本征值误差上限的严格公式。还给出了估算由该方程导出的所有结果的计算误差上限的较为方便的公式与方法。本文提出的光学无源谐振腔的矩阵理论较方便于各阶横模,包括那些模损耗相当近于1的高阶横模的计算。作者认为这个理论还应该较适合于复杂谐振腔的分析和计算。由于所用坐标系的关系,本文所提出的理论仅适用于理想轴对称性系统。 关键词：     

光学无源谐振腔的矩阵理论(柱坐标)(Ⅱ) 轴对称稳定光学无源谐振腔的计算

本文的目的是探讨应用文献[1]中提出的光学无源谐振腔的矩阵方程,解决腔中振荡横模的具体计算方法问题,并讨论其精度。为了便于与已有公式较可靠的结果相比,我们挑选了由两面对称的球面反射镜组成的、菲涅耳数N≤1的各种稳定腔作为计算对象;还分别用数学试验法和文献[1]中得出的误差上限公式,求出所得结果的误差。结果表明:对于基横模,所得结果与文献[3,6]的结果在报道的精度内很好地符合;对于包括高阶模在内的各阶横模,文献[1]中所得公式的误差上限都是正确的,但往往大大偏高。计算结果实际上往往具有高得多的精度。 文中对g=0,0.5,0.8,0.9,0.95,菲涅耳数N=1的稳定腔,列出了l=0,p=0,1,2,3,4,5的各阶横模的本征值;绘出了l=0,1,2,p=0,1,2各阶横模场的相对振幅与位相分布曲线。还绘出了上述诸类稳定腔中N=1/π时TEM_(00),TEM_(01)模的场分布曲线。从所得结果中得出了一些新的规律,并进行了某些讨论。 本文结果表明:用这种矩阵理论,确实可以较为方便地一次求得模损耗不极近于1的、角模数l任意给定而径模数p不同的、所有各阶横模的性质,并能给出所得结果的误差上限,保证其具有相当高的精度。 由于所用坐标系关系,本方法仅适用于具有理想轴对称性的谐振腔。     

光学无源谐振腔的矩阵理论(柱坐标)(Ⅱ)——轴对称稳定光学无源谐振腔的计算

本文的目的是探讨应用文献[1]中提出的光学无源谐振腔的矩阵方程,解决腔中振荡横模的具体计算方法问题,并讨论其精度。为了便于与已有公式较可靠的结果相比,我们挑选了由两面对称的球面反射镜组成的、菲涅耳数N≤1的各种稳定腔作为计算对象;还分别用数学试验法和文献[1]中得出的误差上限公式,求出所得结果的误差。结果表明:对于基横模,所得结果与文献[3,6]的结果在报道的精度内很好地符合;对于包括高阶模在内的各阶横模,文献[1]中所得公式的误差上限都是正确的,但往往大大偏高。计算结果实际上往往具有高得多的精度。文中对g=0,0.5,0.8,0.9,0.95,菲涅耳数N=1的稳定腔,列出了l=0,p=0,1,2,3,4,5的各阶横模的本征值;绘出了l=0,1,2,p=0,1,2各阶横模场的相对振幅与位相分布曲线。还绘出了上述诸类稳定腔中N=1/π时TEM₀₀,TEM₀₁模的场分布曲线。从所得结果中得出了一些新的规律,并进行了某些讨论。本文结果表明:用这种矩阵理论,确实可以较为方便地一次求得模损耗不极近于1的、角模数l任意给定而径模数p不同的、所有各阶横模的性质,并能给出所得结果的误差上限,保证其具有相当高的精度。由于所用坐标系关系,本方法仅适用于具有理想轴对称性的谐振腔。 关键词：     

光学矩阵运算(Ⅰ)

一、概述随着现代科学技术和生产力的发展,人们对计算机性能的要求越来越高．一是要求计算机具有极高的运算速度;二是要求计算机不仅能够进行数值运算,而且还要具有某些人工智能．现有的电子计算机的运算速度和储存容量已不能满足这些要求．人们迫切需要研制某种超高速度和超高容量的新型计算机．目前呼声甚高的光学计算机就是这种新型计算机之一．由于光学计算以光速进行,并且具有二维信号并行处理的特点,即对于二维数组?...     

平面屏系统中标量光波传播的矩阵理论(柱坐标)

本文在文献[8]的基础上,提出了一个平面屏系统中标量光波传播的矩阵理论。由于采用的是柱坐标系,所以它主要适宜于具有理想轴对称性的系统。它的主要优点,是较便于处理上述系统中某些用已有理论实际上较难处理的光传播问题。本文中未考虑散射屏。这个理论的适用范围是:系统中所有平面屏都垂直光传播轴;可对每一屏的衍射应用本文的衍射公式和近似条件;在反射、吸收和增益屏上的入射光锥角较小等。作为应用的例子,本文得出和讨论了无源光学谐振腔中振荡模的矩阵方程。把它和已有的Fox和Li的积分方程作了比较,表明了矩阵方程具有某些重要的实际优点。 关键词：     

轴对称光学无源谐振腔各阶横模的系列计算

本文根据文献[1—3]对普通激光器用轴对称谐振腔中所有阶(实际上)横模进行了系列计算。计算的腔包括对称与非对称的、稳定与非稳定的。得到了673个菲涅耳数?≤5(个别的?=8,10)的腔中总共10,790个横模的所有重要性质。计算中还给出了所有横模在镜面上场分布的近似解析表示式。 关键词：     

具有侧反射面的光学谐振腔(Ⅱ)——对称球面谐振腔

本文用准几何近似,对具有侧反射面的对称球面谐振控进行了分析,给出了行射损失和模场分布的近似解析表达式.第一次发现具有侧反射面不稳定腔的损耗随费涅耳数N呈周期性变化.     

光学矩阵运算(Ⅱ)

在前一篇文章里,我们介绍了内乘矩阵运算的掩膜光学系统、外乘运算系统和双光路电光调制系统．本文我们将介绍矩阵运算的声光调制系统和带有反馈回路的矩阵运算系统．一、矩阵运算的声光调制系统在矩阵运算的掩膜系统中,矩阵元可以完全并行地输入,因此这种系统的矩阵运算是一次性并行进行的．但是,掩膜调制器的可变性较差,变化频率还达不到每秒３０帧［１］．为此,在１９８１年Ｃａｕｌｆｉｅｌｄ发展了矩阵运算的声光调?...     

光学矩阵运算(Ⅲ)

我们在前两篇文章中,介绍了几种典型的光学矩阵运算系统.在这些系统中,由于矩阵或矢量的元素值都是用强度的模拟量表示的,所以存在如下两方面的问题:(1)由于光源强度和系统对强度线性响应范围的限制,它不能解决大数值的运算问题;(2)使用强度模拟量表示数值的运算系统,无论怎样减小由光源、凋制器和探测器等造成的误差,计算的精确度最大也只达到 10 bit.而要想使光学运算系统可以和电子数字运算系统相比拟,运算精确度至少要达到 16 bit或更高.因此,为解决大数值计算问题,更主要是解决计算的精确度问题,人们已在余数编码、二进制编码的表示方…     

无源Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)硫系玻璃微球谐振腔的制备及其光学回廊模式表征

为了对硫系玻璃微球谐振腔在中短红外波段的光学回廊模式进行理论研究和实验表征,用熔融淬冷法制备了组分为Ge28Sb12Se60的无砷环保型硫系玻璃,并在此基础上采用漂浮粉末熔融法批量制备出直径分布为50~200μm的微球谐振腔.在显微镜下挑选出直径分别为112.01μm和57.63μm的一大一小两颗微球与自制石英微纳光纤锥进行近场耦合实验,以窄带宽可调谐激光器为泵浦源测试此耦合系统在1 530~1 560nm波段的光谱.光谱中明显观测到由微球回廊模式谐振引起的等间距分布的光谱吸收峰.小球、大球的吸收峰间距分别为5.22nm和2.60nm,与米氏散射理论计算得出的一阶TE回廊模谐振峰间距基本相符.实验结果表明新型Ge28Sb12Se60硫系玻璃有望在红外微球光子器件如窄带滤波器、微球喇曼激光器、高灵敏度传感器等领域获得重要应用.     

强光光学效应(Ⅰ)

现在大家都已知道,本世纪六十年代激光技术的出现与发展,是现代科学技术史上的一次重大事件,它标志着人们对光频波段强相干电磁辐射的产生手段、控制能力及其与物质相互作用的认识水平,已上升到一个新的更高阶段．由于激光的产生是基于粒子数分布反转体系的受激发射作用,而普通光的产生是基于一般光源发光体系中的自发辐射行为,因此就决定了两类光辐射在本质上的区别,并且也充分反映在描述两类光辐射的有关物理?...     

无源光学谐振腔的设计加工及其在稳频激光器中的应用

设计和研制了两台自由光谱区为750 MHz,精细度300的高精度控温无源光学谐振腔,分别用于监测自制的双10 W级相位关联连续波1 064/532nm双波长激光器的单频特性和作为稳频系统的参考腔,通过将双波长激光器的频率锁定到参考腔,进一步提升双波长激光器的输出频率和功率稳定性。单频1 064nm激光器1 min的频率漂移量以及4h内功率波动性分别由未锁定状态的21.82 MHz和±0.97%降低到锁定条件下的9.84 MHz和±0.32%。     

相对论等时方程(Ⅰ)

对给定的Bethe-Salpeter方程,指出了它的不可约核的一个唯一确定的重新排列。这个重排列核同时使得等时波函数和等时散射振幅满足自封闭方程。方程不含有任何非物理自由度,是Schrodinger方程和Lippmann-Schwinger方程的相对论推广。给出了单光子交换所决定的等时位势。所有结论可以完全直接地推广到正反粒子体系。     

光学相干层析系统噪音分析(Ⅰ)——理论与计算

为了提高光学相干层析系统的性能,本文主要从理论上分析研究光学相干层析系统噪音和灵敏度的相关计算原理.比较了无杂散光的理想情况与非理想情况下,平衡探测与非平衡探测光学相干层析系统的噪音特性,并给出了相应计算公式,为设计和研制光学相干层析系统提供一个较为系统的理论分析依据.     

理子光学——光学科学的新秀(Ⅰ)

１９８１年，本文作者Ｎａｒｄｕｃｃｉ教授应中国光学学会的邀请来我国讲学和访问．他在中国科学院物理研究所、吉林大学和上海激光学会年会上作了介绍量子光学的讲演．应本刊之约，作者写成此文．现分两次刊载：（Ⅰ）包括引言（本刊略有删节）和共振荧光两节；（Ⅱ）包括超荧光、光学双稳性和有序结构的产生三节．在此，我们感谢Ｌｏｒｅｎｚｏ　Ｍ．Ｎａｒｄｕｃｃｉ教授对本刊工作的支持．     

碰撞诱导离解(CID)(Ⅰ)——含时量子理论

本文采用含时量子力学微扰理论研究了分子碰撞诱导离解(CID)动力学过程。分子系统具有Morse振子和分子间指数排斥相互作用势的类型。所建立的分析理论公式能方便地用来讨论有关CID过程的各种物理化学问题。以(I₂,He)分子系统为例所进行的计算表明,在总能量一定的条件下,分子振动能比相对平动能更有效地促进CID过程的进行。而且,除必须克服离解能量势垒外,CID过程并没有额外的动力学阈值限制。 关键词：     

耦合系统的主方程(Ⅰ)

本文运用与时间有关的投影算符,推导出广义耦合主方程,并在第一级玻恩近似下,推出 N 个任意子系的只含对角元部分的耦合主方程.     

一种新型的振荡腔——球体谐振腔——(Ⅰ)球体谐振腔的基本性质

本文介绍了一种新型振荡腔,即由球体介质及其与周围介质的界面所组成的腔——球体谐振腔.讨论了这种球体谐振腔中的本征模式,本征频率以及腔中的内场.由此阐述这种腔作为激光振荡腔的基本特点.最后讨论了由这种腔得到的弹性散射的谱和角分布.     

超导临界温度理论(Ⅰ)

本文求出了Eliashberg方程在T=T_c时的解,得到了下面的临界温度级数表示式:T_c=α₀(μ^*)(λ〈ω²〉)^1/2{1+1/λα₁(μ^*)〈ω⁴>/〈ω²>²+1/λ²(α₂₁(μ^*)〈ω⁶>/〈ω²>³+α₂₂(μ^*)〈ω⁴>²/〈ω²>⁴) +1/λ³(α₃₁(μ^*)〈ω⁸>/〈ω²>⁴+α₃₂(μ^*)(〈ω⁴>〈ω⁶>)/〈ω²>⁵)+α₃₃(μ^*)〈ω⁴>³/〈ω²>⁶+…},其中α₀(μ^*),α₁(μ^*)等仅是μ^*的函数。新的T_c公式表明了,T_c不仅依赖于λ、μ^*和〈ω²〉,而且依赖于有效声子谱α²F(ω)的各级矩〈ω²ⁿ〉。     

物质波理论的创立(Ⅰ)

路易·德市罗意(Louis de Broglie)是物质波理论的创立者.他提出了电子和原子中的其它粒子具有波动性的假说,创造性地构思了物质波的概念,为波动力学的创立奠定了基础,从而成为现代量子力学新时代的开创者之一. 一、物质波思想的起源 德布罗意在谈到关于波粒二象性思想的起源时,这样写道:“在我年轻时代,也就是在1911—1919年间,我满腔热情地钻研了那个时期理论物理的一切最新成果.我了解庞加莱、洛仑兹、朗之万……的著作,也了解玻耳兹曼和吉布斯关于统计力学方面的著作.但是,特别引起我注意的是普朗克、爱因斯坦、玻尔论述量子的著作.我…