声光调Q激光器所需最小衍射效率的研究

以四能级系统为例, 研究了在输出脉冲能量一定的情况下,声光调Q激光器所需要的最小衍射效率如何确定的问题.通过对调Q反转粒子数密度的求解,获得了调Q激光器输出的一定脉冲能量与腔内损耗、所需最小Q开关的衍射效率和输出镜的反射率等的关系公式.这一结果为声光调Q激光器Q开关衍射效率的设计提供了简便的估算方法.     

信赖域策略的内点投影既约Hessian方法解非线性约束优化

A interior point scaling projected reduced Hessian method with combination of nonmonotonic backtracking technique and trust region strategy for nonlinear equality constrained optimization with nonegative constraint on variables is proposed. In order to deal with large problems,a pair of trust region subproblems in horizontal and vertical subspaces is used to replace the general full trust region subproblem. The horizontal trust region subproblem in the algorithm is only a general trust region subproblem while the vertical trust region subproblem is defined by a parameter size of the vertical direction subject only to an ellipsoidal constraint. Both trust region strategy and line search technique at each iteration switch to obtaining a backtracking step generated by the two trust region subproblems. By adopting the l1 penalty function as the merit function, the global convergence and fast local convergence rate of the proposed algorithm are established under some reasonable conditions. A nonmonotonic criterion and the second order correction step are used to overcome Maratos effect and speed up the convergence progress in some ill-conditioned cases.     

对流占优扩散方程的一种特征差分算法

A new kind of characteristic-difference scheme for convection-diffusion equations is constructed by characteristic method and bilinear interpolation method. The convergence of the scheme is proved. The advantages of this scheme are to obtain the solutions of the convection diffusion equations with variable coefficient expediently and to reduce the numerical oscillations of the convectiondominanted diffusion equations effectively.     

有限区间上的分数阶扩散-波方程定解问题与Laplace变换

求解了如下的分数阶扩散-波方程定解问题0Dαtu=2ux2,00,0<α≤2,u(0,t;α)=0,u(1,t;α)=θ(t),u(x,0+;α)=0,当1<α≤2时,还有ut(x,0+;α)=0.其中θ(t)是Heaviside单位阶跃函数,0Dαt为关于时间t的α阶Caputo分数阶导数算子,u=u(x,t;α)为时间t的因果函数(即t<0时恒为零的函数).利用Laplace变换的复围道积分反演和离散化反演及FoxH函数理论,给出在计算上对大的t和小的t分别适用的解的表达式.     

10.6μm激光诱导扩散中热致破坏的抑制

在半导体激光诱导扩散实验中,用连续波CO2 10．6μm激光聚焦后照射基片表面。为实现局部区域的选择扩散,激光光斑半径仅数十微米。要使曝光区温度达到扩散实验要求,必须使曝光区功率密度很高。另一方面,Si、InP等半导体材料对10．6μm波长激光的吸收系数随温度的升高而增大,这导致实验时容易产生热致破坏,损伤基片。在分析热致破坏的产生机理后,提出了在聚焦激光束照射下,曝光区温度的数值计算方法。计算结果表明,在半导体基片初始温度为室温时,以恒定功率的激光束照射基片,曝光区温度不能稳定在扩散试验需要的温度范围。在此基础上,提出了预热基片及对曝光区温度进行实时控制等抑制热致破坏的方法,有效地克服了这一困难。这对于用激光微细加工制作出高性能的单片光电集成电路(OEICs)器件有重要意义。     

高功率Nd∶YVO4/KTP腔内倍频晶体温度分布的半解析热分析

非线性晶体KTP采用Ⅱ类相位匹配腔内倍频时,不仅要求晶体满足基频光的偏振匹配条件,而且所选用的晶体要求符合λ/2波片的条件,才能使晶体的谐波转换效率达到最佳.由于倍频晶体吸收基频光能量引起晶体内部非均匀温升,改变晶体内部各点的折射率,也会使晶体产生不应有的热形变,破坏晶体初始的位相匹配条件,严重影响输出激光的品质和倍频效率.减弱、改善这种情况的关键是准确得出在实际工作条件下晶体内部温度场.利用半解析热分析方法得出了KTP晶体内部温度场的计算方法,分析了各种热参量变化对KTP晶体内部温度场的影响.得出的结果具有一定的普适性,可以应用到具有轴对称形式内热源的其它热模型温度场的计算分析中,对连续波腔内倍频激光系统的设计将起到指导作用.     

Theoretical Study on the Excited-state Intramolecular Hydrogen Abstraction Reactions of Butanal

The excited-state intramolecular hydrogen abstraction reactions of butanal have been investigated using the CAS-MP2/6-311＋G^＊//CASSCF/6-31G^＊ methods. Calculated results show that the hydrogen transfer induced fluorescence quenching of the n,π^＊-excited state of covalent butanal with three paths： （1） The first path corresponds to direct S0-react reconstitution, which involves the first S1 decay by partial hydrogen atom transfer. （2） The second stepwise mechanism can be viewed as a full hydrogen atom transfer followed by a partial hydrogen atom back transfer, electron transfer （near S1/S0 or S0-TS） and finally a proton transfer to S0-react. （3） On the triplet surface, the surface crossing to the singlet state would be clearly much efficient at the T1/S0 region due to the large SOC value of 8.3 cm^-1. The S0-react decay route from T1/S0 was studied with an intrinsic reaction coordinate （IRC） calculation at the CASSCF level, resulting in the S0-React minimum.     

氧气在聚丙烯内吸附和扩散的分子模拟

采用巨正则Monte Carlo和分子动力学模拟相结合的方法研究了氧气在不同聚合度的聚丙烯内的吸附和扩散. 模拟结果表明, 随聚丙烯聚合度的增加, 聚丙烯对氧气的吸附量逐渐增加, 而氧气在聚丙烯内的扩散系数减小; 当聚合度增大到一定程度时, 吸附量和扩散系数都趋于一稳定值. 随温度的升高, 氧气在聚丙烯内的吸附量减少, 而扩散系数增大. 本文还应用自由体积理论探讨了氧气在聚合物内扩散的机理, 发现氧气在聚丙烯内以空穴形式存在的自由体积之间扩散, 即氧气先在一个空穴内不停振动, 然后通过聚丙烯链段运动形成的通道跳跃到下一个空穴来完成扩散. 结果表明, 较高聚合度的聚合物材料在常温及低温下使用对于其在食品包装材料中的应用是有利的, 这为食品包装材料行业相关产品的应用开发提供了一定的指导和依据.     

3-和4-苯基香豆素化合物的电子结构及光谱性质的理论研究

采用从头算、密度泛函和单激发组态相互作用理论方法研究3-和4-苯基香豆素化合物的电子结构和光谱性质,并用极化连续模型考虑了溶剂对光谱性质的影响.结果发现,在3-苯基香豆素的7-位引入给电子基团甲氧基或吸电子基团氰基均使它们的吸收光谱和荧光光谱产生红移,4-苯基香豆素的衍生物的吸收光谱和荧光光谱均产生蓝移.3-苯基香豆素衍生物与4-苯基香豆素的衍生物的基态和激发态的电子转移方向相反.计算的结果与实验结果吻合的很好.