模拟短脉冲激光在介质中传输的扩散综合有限元法

建立有限元模型,通过求解瞬态辐射传输方程模拟短脉冲激光在半透明介质中的传输.针对散射占优性半透明介质内辐射传输求解效率较差的问题,采用扩散综合加速迭代算法,提高计算效率,缩短计算时间.结果表明:采用精确解析式描述脉冲激光散射源项的求解策略可以获得准确的计算结果,精确地模拟快速变化的波前,不会产生数值扩散和数值振荡.此外,扩散综合迭代算法的计算时间仅为源项迭代的50%~60%.     

超声速湍流边界层中激光传输的积分法

采用Born近似的Maxwell方程组积分解形式较少应用于气动光学数值计算, 其困难在于对该方程组的离散化数值计算.而结合GCV-FFT(Generalized convolution by fast Fourier transform)方法, 在自由空间传播的Rayleigh-Sommerfeld衍射方程数值计算可以达到比较高的精度.通过对Green函数及采样系数的修正, 积分方法可以用于气动光学现象的数值模拟.通过在超声速湍流边界层中光束传输的数值计算, 可以看到一些气动光学效应, 如光束偏移破碎等, 可以用修正GCV-FFT+数值积分的方法得到良好的模拟.现有的方法可以给出更接近物理本质的定量结果.      

在双电极对激光器中激光感生介质扩散的影响

从理论上研究了在ＣＯ２激光器中双电极对对激光感生介质扩散的影响，讨论了激光感生介质的扩散系数，传播速率以及感生介质密度并采用复化Ｓｉｍｐｓｏｎ公式进行了数值计算。所得结果在双电级对激光器的设计中有重要意义。     

包含液相扩散方程简化的锂离子电池电化学模型

锂离子电池的电化学模型对于电池特性分析和电池管理具有重要意义,但是准二维(P2D)模型复杂度太高,为了在保证模型精度的基础上尽量降低复杂度,本文提出了一种包含液相简化的P2D (LSP2D)模型,该模型首先基于电化学平均动力学将电池端电压化简成为仅耦合固相Li+浓度c_s和液相Li+浓度c_e的方程,然后进一步对表达c_s和c_e演化规律的偏微分方程进行抛物线近似化简,使得最终的模型由多项式组成.COMSOL仿真表明在放电倍率为1C时该模型与单粒子(SP)模型的估算精度和速度相当,但在放电倍率为3C时,该模型的估算时间比P2D模型减少了99.73%,与SP模型相当,估算精度相比SP模型有大幅度提升.     

飞秒激光与透明介质的相互作用

随着飞秒激光技术的不断成熟,飞秒激光器不但在实验室能产生小于10fs的光脉冲,啁啾放大后的飞秒光脉冲的聚焦峰值功率密度可达到10的21次方W/cm2以上,而且飞秒激光系统已实现全固体、小型化结构,其稳定性和可靠性大大提高,因此在科学技术研究中的应用越来越广.文章重点介绍飞秒激光的主要特性和它与透明介质［如熔融石英、光学玻璃、对激光透明的高分子聚合物(PMMA)等］的相互作用过程,分析它们之间的非线性相互作用过程引起的材料特性或结构变化的物理机制和可能的应用,尤其在高密度大容量三维存储和微光子器件制造等方面的应用可能性.     

简化Hodgkin-Huxley反应-扩散方程描述的可激活介质中的旋转波

对一个由简化Hodgkin-Huxley反应 扩散方程描述的可激活介质的运动进行数值计算，在一定的初始条件和边界条件下，获得了稳定的旋转波解．根据可激活介质的特点，把模型近似为一些比较简单的形式，从这些近似形式出发，对旋转波产生的原因在理论上进行了定性分析 关键词：     

厄米高斯短脉冲在色散介质中的传输

用短法研究含三阶色散的非线性薛定谔方程,讨论了厄米－高斯光脉冲在三阶色散介质中的传输特性,给出了近似解析解,并且同计算机数值模拟传输结果进行了比较,结果表明近似解有助于在理论上研究短脉冲在色散介质中的传输。     

可激发介质中环形异质介质导致自维持靶波

在二维可激发介质中引入环形异质可激发介质,研究了可激发介质中自维持靶波的形成,数值模拟结果表明:当介质的激发性和环的尺寸适当选取时,初始的扰动可在可激发介质中产生自维持靶波,对产生自维持靶波的物理机理作了讨论.     

分形多孔介质的粒子扩散特点(Ⅰ)

本文讨论了粒子在分形结构中的扩散,随机Sierpinski地毯上的扩散模拟表明:分形结构中的扩散已不再满足 Fick扩散定律。扩散速度较欧氏空间减慢了,即“扩散慢化”效应。而且可以看到由于结构的自相似特征,扩散过程也表 现出某种自相似性(标度性),分形结构和欧氏空间中的扩散特点是有本质的差异的。     

分形多孔介质的粒子扩散特点(Ⅱ)

本文进一步讨论了粒子在分形结构中的扩散,首先计算测定了各分形结构的谱维数,然后对其布朗运动特点进 行了分析讨论,最后模拟得到了粒子扩散概率分布,它们表现出很多有趣的特征:不均匀性,内含空洞和标度性等.这些 结果可以更好地了解气体在分形结构中的扩散。     

蒙特卡罗方法对各向异性介质辐射特性的模拟

本文提出一种计算含微粒半透明介质辐射特性的蒙特卡罗方法，考虑了微粒群的独立多次散射，直接用米氏相函数考虑微粒的各向异性性质，计算了含微粒层的双向反射率与双向透射率。与实验数据和离散座标法的计算结果比较，吻合良好。     

KrF激光器空间非均匀抽运动力学模拟

提出了模拟KrF激光器的三维动力学方法.该方法与以往的动力学方法的主要区别在于考虑了电子束抽运的空间非均匀性.即将电子束抽运速率作为空间各点(X,Y,Z)及时间(t)的函数.用三维模拟方法对96101702实验进行了计算.总的激光输出及镜面能量分布与实验符合相当好.解决了以往模型理论明显高于实验的问题 关键词： KrF激光器 三维动力学模型 电子束抽运     

强激光辐照铝靶的辐射流体动力学模型及数值求解

本文改进了传统的辐射流体动力学模型,建立了完整的一维单流体双温度辐射流体力学方程组描述5×10⁸w/cm²高斯脉冲激光与一维半无界铝靶在真空中耦合所产生的靶外等离子体的发展过程,并建立了相应的数值模拟模型,计算结果与有关文献和实验比较,取得了定性与定量的一致.     

含类Kerr介质的多光子J-C模型中光场振幅的N次方压缩

二能级原子处在为类克尔介质充满的高Q腔中,单模辐射场注入后,类克尔介质与二能级原子和单模辐射场同时耦合相互作用,本文即研究这种相互作用系统中光场振幅的N次方压缩特性.着重讨论了类Kerr介质与单模辐射场相互作用的强度X和失谐量△对振幅压缩特性的影响.     

激光诱导扩散区的温度监控

激光诱导扩散中的曝光区大小为１０μｍ量级，其温度分布的测量是较困难的。本文报道一我中极微小面积的不接触及控制。文中介绍测控原理、实验装置，给出测量结果。     

频率受随机过程调制的体系中的光谱扩散

通过在Bloch方程中增加描述对频率微扰的随机过程项{ω(t)},我们讨论了系统在窄谱带的光激发后的光谱扩散。特别是以下两种情况:1)如果ω以相同的概率变化为系综中的任一ω’,光谱是一个指数式衰减的定域峰和指数式增长的动态非均匀背底的叠加。2)如果ω'到ω的概率仅与|ω’-ω|有关,非定域峰随时间变宽。作为一个例子,我们讨论了频率受多个独立随机电报过程调制的系统中的光谱扩散。     

关于动力学产生相干态的两种解法的异同

比较了常用的两种求动力学产生相干态演化算符的解法，一种是在海森伯表象中求Ｓ（ｔ），使得Ｓ＾＋（ｔ）ａ（０）Ｓ（ｔ）＝ａ（ｔ），另一种是利用相干态平均求解演化算符，发现第一种方法不能确定一个含时的相因子。     

含Kerr介质的Λ型三能级原子系统中光场的相位性质

研究了充满Kerr介质的高Q腔中与Λ型三能级原子非共振喇曼作用的单模腔场的相位演化特性,分析了光场频率与原子本征频率的单光子失谐量和Kerr介质对光场相位概率分布、相位扩散和相位频率漂移的影响.     

电光调QCO_2激光器的六温度模型理论与速率方程理论比较分析

分别利用速率方程理论和六温度模型理论对Q开关CO2 激光器动力学过程进行了理论分析比较 ,实验上测得电光调Q射频波导CO2 激光器脉冲激光建立时间及峰值功率与速率方程理论和六温度模型理论计算结果一致 .但速率方程理论计算的激光脉冲宽度较“窄” ,并且几乎没有拖尾 ,而六温度模型理论计算的脉冲激光波形有明显的拖尾 ,符合实际测量的波形 .另外 ,六温度模型理论可以全面反映激光器工作气体中不同分子能级的能量转移过程 ,因此六温度模型理论分析更全面     

超短脉冲激光电子学全息选通透过散射介质成象系统的噪音分析

本文详细分析了超短脉冲激光电子学全息选通透过散射介质成象系统的噪音因素，其噪音来源主要有电子学全息图的记录过程、再现过程以及ＣＣＤ自身的噪音、系统光学元件产生的噪音等等，提出了相应的噪音处理措施．