耦合型Mathieu方程及其粒子的共振穿越

本文用多重尺度法讨论了耦合型Mathieu方程解的稳定性及其它的一阶不稳定区,并分析了粒子穿越v_x+2v_z=N共振线的动力学行为,导出了工程要求的最小加速电压。     

变曲率弯晶的粒子退道行为

利用正弦平方势和变曲率的抛物线近似描写了弯曲硅单晶的粒子退道效应,进一步证实利用弯晶来偏转(或控制)带电粒子运动方向的可能性。导出弯晶的退道系数并讨论了它的可能应用。 关键词：     

超晶格量子阱作为光学双稳态器件的相平面特征及其稳定性

辐射强度与量子阱沟道的接受度有关,而接受度的大小则直接取决于量子阱宽度、深度以及电子束流的品质等因素.电子束可以用离子注入机或加速器提供,也可以用电压偏置的方法来获得.利用加速器理论中的相平面分析方法,分析了这种双稳态系统的相平面特征及其稳定性.引入正弦平方势,在经典力学框架内和电压偏置情况下,把粒子运动方程化为具有固定力矩的摆方程,用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和振动周期,并用数值方法分析了扰动情况下的相平面特征和系统的稳定性.为超晶格量子阱光学双稳态器件的设计提供了基本的理论分析.     

弯晶的沟道效应

本文引入正弦平方势,将弯晶中的粒子运动方程化为常力矩作用下的摆方程,并用非线性力学方法,详细讨论了系统的相平面特征,分析了相平面上奇点分布和相对运动对系统稳定性的影响,从系统的临界状态出发导出了动力学允许的临界参数和可能偏转的最大能量;此外,还考察了小振幅近似下的粒子运动行为,发现该系统具有软弹簧特征,用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分严格求解了运动方程和振动周期,导出了低能带电粒子在弯晶中的空间分布和动量分布。 关键词：     

正弦平方势与小振幅近似下的弯晶沟道辐射

在理想情况下和经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子在弯晶中的运动方程化为具有外力矩的摆方程。并对系统的相平面特征进行了数值分析。在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬特性的弹簧-振子系统,用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出系统的解和粒子运动周期。讨论了弯晶沟道辐射频率、无量纲偏转角和辐射谱的一般特征。指出利用沟道辐射作为激光的可能性。以正电子在碳单晶中沟道辐射为例进行了具体计算,得到了与其他工作基本一致的结果。     

半导体光磁电效应的非线性特征

本文从Shockley-Read统计出发,引入载流子寿命与浓度的相关性,将载流子的输运方程化为二阶非线性微分方程,并用双参数摄动法找到了方程的一般解,且在二级近似下,计算了半导体材料的短路电流和光导电流,揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征,进一步拟合了实验数据。 关键词：     

正弦平方势与环形加速器的弯晶束流引出

在经典力学框架内和偶极近似下, 引入正弦平方势, 把粒子在弯晶中的运动方程化为具有固定力矩的摆方程。 利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了系统的相平面特征。 导出了弯晶的最大偏转能量、 退道系数和退道长度。 计算结果表明, 对于曲率半径为1 m, 能量为1.0 GeV的质子, Si(110)面沟道的引出效率为70%; 对于MeV范围的粒子, 退道长度大约是μm量级; 对于TeV范围的粒子, 退道长度可达1 m以上。 In the classical mechanics frame and the dipole approximation the particle motion equation in bent crystal is reduced to the pendulum equation with a constant momentum by using the sine squared potential.The phase planar properties are analysed by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The maximum deflected energy, the dechanneling factor and the dechanneled length are derived. The results show that the extrated efficiency is 70% for a proton beam with energy E=1.0 GeV moved in the channel on Si(110) if a radius of curvature R=1 m; and dechanneled length is of the order of μm for the particles with MeV energy; the dechanneled length is above 1 meter for the particle with TeV energy.     

一维晶化束的辐射能损与束流冷却

用Jacobian椭圆函数求解了一维晶化束的非线性动力学方程,并用第一类全椭圆积分表示了粒子振动周期。在经典物理学框架内,讨论了储存环中作相对论运动的带电粒子的辐射能损,以及由于辐射能损导致的束流冷却。结果表明, 由于辐射损失束流将进一步冷却。     

引入反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱的电子跃迁

鉴于“方形”势阱过于简单和理想,引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为。在量子力学框架内,把电子的Schrodinger方程化为了超几何方程, 并以Ga1-xAlxAs-GaAs- Ga1-xAlxAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁。结果表明,能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关,只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制。     

表面谱学

十五年来表面分析取得了很大的进展,其中表面谱学的发展及其应用起了重要作用。本文试图介绍表面光谱分析中的一些基本概念以及它们在表面科学中能够解决的一些重要问题。实际上,我们是想给读者提供一些表面分析中的基本技术。文中所涉及的例子都取自国际商用机器公司ThomasJ·Watson 实验室。