复宗量双曲余弦高斯光束的束腰及其位置

 由复宗量双曲余弦高斯光束通过近轴-ABCD-光学系统传输公式，推导出了基于二阶矩定义的光斑尺寸的解析表达式，给出了复宗量双曲余弦高斯光束在自由空间传输和通过薄透镜时的光斑尺寸、束腰宽度及其位置的解析表达式，并进行了数值计算，对计算结果进行了分析和讨论，该方法可用于其它光束通过近轴ABCD光学系统的类似计算。     

曲率变化对激光陀螺损耗及性能的影响研究

为了研究曲率半径变化对激光陀螺性能参数的影响,基于谐振腔理论,建立了衍射损耗理论计算模型,通过仿真计算了曲率变化引起激光陀螺束腰的变化,从而导致衍射损耗的变化。从光阑处衍射损耗对陀螺背向散射的影响出发,分析了束腰对激光陀螺性能的影响。通过分析计算得出:当反射镜曲率变化小于0.3 m时,引起衍射损耗变化3%,导致零偏最大变化约0.013;当反射镜曲率变化0.6 m时,引起衍射损耗变化约15%,导致零偏最大变化约0.021;而曲率半径变化大于1.5 m时,衍射损耗变化达30%以上,这将引起谐振腔失谐即无法产生激光振荡。通过改变不同曲率,测量陀螺腔损耗和性能,所得的试验结果和理论计算一致,曲率半径变化对衍射损耗和陀螺性能影响较为显著。     

对《根据He—Ne激光束的束腰变换测薄透镜的焦距》的看法

用Ｈｅ－Ｎｅ激光束的束腰变换测薄透镜焦距必须满足一定条件，在一般的条件一这种方法会使实验复杂化，不能加强对高斯光束经透镜的了解。     

强湍流区的光束漂移

 基于修正Rytov理论,导出了适应于强湍流起伏区的光束漂移方差表达式,分析了湍流外尺度、有效散射区域尺度和光束束腰对光束漂移的影响,并与实验结果进行了比较。结果表明,相对于基于指数模型的光束漂移方差表达式,基于修正Rytov理论给出的表达式的计算结果能更好地与实验结果吻合。当光束束腰大于有效散射区域尺度时,不发生饱和效应,导出的表达式与传统理论给出的表达式一致;当光束束腰小于有效散射区域尺度时,光束漂移的幅度不随Rytov方差的增大而明显变化。     

半球壳型介质输出窗辐射图研究

 利用球矢量波函数的线性组合导出了球壳并矢格林函数;使用并矢格林函数方法，取5阶、球面波半张角8°、口面半径0.2 m、频率为10 GHz的高斯场，分析了半球壳型输出窗在束腰分别取0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8情况下对高斯口面场远场辐射图的影响。分析表明:当束腰较小时（取0.3,0.2），半球壳型输出窗对高斯口面场的辐射图影响较小；当束腰较大时(取0.8,0.7,0.6)，辐射图的旁瓣升高，主瓣变窄，反射场对口面场的影响较大。半球壳型输出窗适用于束腰较小的高斯馈源，对于束腰较大的高斯馈源则不适用。     

紧聚焦的飞秒激光脉冲在真空中对电子的加速

研究了紧聚焦的圆偏振飞秒相对论高斯激光脉冲与电子的相互作用，提出了一种激光加速电子的新机制.利用束腰小、强度大的激光脉冲上升沿加速电子，束腰大、强度小的脉冲下降沿减速电子，当光脉冲和电子分离时，电子获得了能量增益.研究发现，初始静止的电子与强度高于10¹⁹Wμm^{2/cm2的光脉冲作用以后，可以获得MeV量级的能量.初始位于焦点附近的电子被加速的效果较好，而远离焦点的电子几乎不能获得能量增益. 关键词： 电子加速 能量增益 高斯脉冲 束腰}     

Study on collimation and shielding of the back-streaming neutrons at the CSNS target

The back-streaming neutrons from the spallation target at CSNS are very intense, and can pose serious damage problems for the devices in the accelerator-target interface region. To tackle the problems, a possible scheme for this region was studied, namely a specially designed optics for the proton beam line produces two beam waists, and two collimators are placed at the two waist positions to maximize the collimation effect of the back-streaming neutrons. Detailed Monte Carlo simulations with the beams in the two different CSNS phases show the effectiveness of the collimation system, and the radiation dose rate decreases largely in the interface section. This can ensure the use of epoxy coils for the last magnets and other devices in the beam transport line with reasonable lifetimes, e.g., thirty years. The design philosophy for such an accelerator-target interface region can also be applicable to other high-power proton beam applications.     

束腰半径对高能电子与激光脉冲对撞辐射峰值的影响

为了探究激光的束腰半径b₀对高能电子与激光脉冲对撞辐射特性的影响,以Lorentz方程以及电子辐射方程为基础建立了紧聚焦圆偏振激光与单电子对撞模型。使用MATLAB进行数值计算,获得了笛卡尔坐标系中电子的运动轨迹,基于模拟计算的结果深入研究了紧聚焦圆偏振激光脉冲的束腰半径与电子间的辐射功率峰值之间的关系。结果表明：当束腰半径较小时,峰值辐射功率随着束腰半径的增大而增加,在b₀=1.7λ₀处达到最大峰值辐射功率,接着束腰半径的增大反而会引起峰值辐射功率的缓慢降低。此外,寻找到了一个最佳的观测θ角区间[144°,151.5°],在这一观测范围内能观测到较高的辐射功率,且电子与圆偏振激光脉冲的对撞能产生超短阿秒脉冲。     

高斯波束对界面附近离轴球形粒子的轴向声辐射力

从声波的散射理论出发,利用级数展开法得到高斯波束的波束因子,推导其对阻抗边界下离轴球形粒子声辐射力.针对刚性球与液体球两种球形粒子进行数值模拟,与自由空间的情况进行比较.讨论边界反射系数、粒子与边界距离、束腰半径以及离轴角度与距离等对声辐射力的影响.仿真结果表明：边界反射系数的增大会引起声辐射力的增加,但不改变峰值的位置;在合适的频率处,可以产生负向声辐射力;声辐射力随粒子与边界距离呈周期性变化;束腰半径的影响主要体现在中高频;随着粒子偏离传播轴的距离和角度增大,声辐射力明显衰减.该研究为利用高斯波束实现对粒子的操纵提供理论基础.     

非傍轴径向阵列高斯激光束的传输特性

推导出相干和非相干非傍轴径向阵列高斯激光束的传输公式,并用以研究了径向阵列光束在自由空间的传输特性,重点分析了阵列光束参量对合成光束光强分布的影响。结果表明：阵列半径与束腰宽度之比是一个关键参量,当它固定时,相干和非相干合成光束的光强分布都保持不变,但合成光束的光强分布和远场轴上光强最大值都与合成方式有关。