位相光栅衍射的矢量解法

采用矢量理论处理了多台阶位相光栅的衍射问题，用半数值的方法把微分方程转化成广义本征方程。在利用纵向边值关系作模式匹配时，引入了模式变换阵，反射系数阵和透射系数阵，从而获得了计算电磁场振幅系数阵的递推公式，最后求出任意偏振状态下各级透波和反射波的衍射效率。     

非平衡溶剂化的连续介质模型和超快过程溶剂效应

在连续介质理论基础上, 根据Jackson的能量积分公式导出非平衡态静电自由能和溶剂化能的正确表达式. 引入“弹簧能”概念, 对平衡态和非平衡态的静电能构成给出了合理解释, 即此能量由溶质自由电荷和溶剂极化电荷的自能、 两者之间的相互作用能和极化电荷的“弹簧能”构成. 对目前几种代表性的非平衡溶剂化理论进行了论证和比较, 指出其中存在的基本理论问题. 根据新的非平衡溶剂化能建立了电子转移反应溶剂重组能的双球模型、 光谱移动的单球孔穴点偶极模型, 多级展开方法和非平衡溶剂效应的数值解方法.在Poisson方程求解中引入类导体屏蔽模型, 建立了任意孔穴极化电荷数值解方法并应用到Closs-Miller电子转移体系, 得到与实验值吻合的溶剂重组能, 解决了传统非平衡溶剂化理论高估溶剂重组能的问题.     

Time-Dependent Stokes Shift from Solvent Dielectric Relaxation

在单球点偶极近似下,用介电响应函数以及非平衡溶剂化能新表达形式,用随时间变化的溶剂化能计算Stokes频移响应函数. 在推导过程中利用了极化强度与介电响应函数之间的关系. 该方法应用于香豆素343的水溶液体系得到计算结果与Jimenez的实验结果吻合.     

电磁场递推算法及微纳光学元件中的应用

提出一种电磁场递推算法来分析微纳光学元件体内电磁场的传输.该方法基于Maxwell方程组和电磁场横向的边界条件给出了严格解.以高斯光束在亚波长矩形浮雕光栅体内的传输为例,分析了非匀幅光束在微纳光学元件体内的传输. 关键词： 递推算法 非匀幅光束 微纳光学元件     

Continuum Model for Electronic Polarization Based on a Novel Dielectric Response Function

基于连续介质模型推导了一个普适的描述电介质介电弛豫过程的响应函数. 该介电响应函数依赖于电介质的介电谱. 基于该函数推导得到了以前特殊情况下用于描述溶剂弛豫的响应函数一致的表达式.结合三种典型极性溶剂,水、甲醇和乙腈的介电谱,研究了三种溶剂在外加电场线性变化时的电子极化过程. 结果表明,溶剂的电子极化伴随着电子跃迁同步发生,没有时滞.     

对正交浮雕光栅傅里叶模方法的快速实现

采用“逆规则”傅里叶展开法来提高正交浮雕双周期光栅问题的收敛性,把用在单周期光栅中的反射透射系数阵算法推广到正交双周期光栅中,并充分利用光栅的对称性和对角周期性,在保证计算准确度和稳定性的条件下,把计算速度提高了几十倍,从而把对这类问题计算从大型计算机中解脱出来,而可用微机加以处理。     

介电常数对Stokes频移时间相关性的影响

基于连续介质理论,利用溶剂化能计算了香豆素水溶液单球孔穴模型的Stokes频移响应函数. 将水的介电谱实验数据拟合进而得到介电常数理论公式, 并基于此计算了相关函数. 在考虑了延迟时间后, 相关函数的理论计算结果与实验吻合. 考虑到低频响应在溶剂化驰豫中的重要性, 考察了低频极化对响应函数的影响.     

二维各向异性浮雕型光栅的矢量衍射分析

利用严格模式理论对二维电磁各向异性浮雕型介质光栅的衍射特性进行了理论分析，并对其退化情形进行讨论。文中采用反射-透射系数矩阵算法和校正傅里叶展开规则以提高数值计算的稳定性、收敛性和计算效率。通过对光栅进行数值计算表明，该方法在可靠性、稳定性和收敛性方面是令人满意的。     

电子转移溶剂重组能计算的自洽反应场新方法

基于非平衡溶剂化理论, 推导了用于非平衡溶剂化能数值计算的类导体屏蔽模型(COSMO)的相关公式. 在此基础上, 修改了HONDO99中COSMO模块, 并用以估算了[(CH₂)₂C]+—(CH₂)_n—C(CH₂)₂(n＝1～13)体系中的电子转移溶剂重组能. 结果表明, 溶剂重组能值与电子转移距离的倒数有很好的线性关系. 根据溶剂重组能数值解结果, 用新的双球模型给出了合理的给受体球半径.     

用光栅的±1级能量之比测量光栅参量

提出了利用透射光谱结合优化算法来反演衍射光栅参量的新方法。利用衍射光栅两个对称级次(m=±1)的能量比来处理这种差异,实现光栅参量的成功反演。首先,在理想光栅(以正弦面型光栅为例)透射光谱曲线上叠加高斯噪声来模拟实验测量曲线,结合正单纯形法对该法进行模拟反演,所得结果非常接近真值。其次,对于体积相位全息光栅,利用实验测得的透射光谱±1级能量比,反演得到的各参量的相对误差不超过2%,这进一步证明了该方法的可行性和有效性。同时该方法具有无损伤、操作简便、可重复、易推广、成本低等优点。