Dynamic Scaling of Ramified Clusters Formed on Liquid Surfaces

A comprehensive simulation model -deposition,diffusion, rotation, reaction and aggregation model is presented to simulate the formation processes of ramified clusters on liquid surfaces, where clusters can diffuse and rotate easily. The mobility (including diffusion and rotation) of clusters is related to its mass, which is given by Dm = Dos-γD and θm =′θos-γθ, respectively. The influence of the reaction probability on the kinetics and structure formation is included in the simulation model. We concentrate on revealing dynamic scaling during ramified cluster formation. For this purpose, the time evolution of the cluster density and the weight-average cluster size as well as the cluster-size distribution scaling function at different time are determined for various conditions. The dependence of the cluster density on the deposition flux and time-dependence of fractal dimension are also investigated. The obtained results are helpful in understanding the formation of clusters or thin film growth on liquid surfaces.     

考虑到束-波相互作用的速调管离子噪声二维模拟

采用粒子模拟的方法并考虑电子束与电磁波的相互作用，首次直接得到了速调管输出信号的离子噪声图像，阐述了束电子、二次电子、离子、电磁场之间的相互作用的动力学过程. 指出离子噪声所表现出来的相位波动是由电子束速度的波动引起的，电子束速度的变化来源于管内离子数量的变化，离子的数量的变化又与电子束状态变化相互影响，这是离子噪声产生的根本原因. 二次电子对离子噪声产生过程的影响甚微，但是其行为却反映了离子噪声的形成机理. 离子噪声引发的输出信号幅度波动取决于电子束速度和半径的改变，与离子行为密切相关. 关键词： 离子噪声 速调管 粒子模拟 电子束     

金属银熔体快冷过程的计算机模拟

利用分子动力学模拟技术研究了由周期性边界条件控制的500个银(Ag)原子构成的金属Ag熔体快速冷凝过程.冷却速率为8×1013K/s.模拟在FS(Finnis-Sinclair)相互作用势的基础上,通过双体分布函数、键对分析技术、键取向序等多种方法,对液银快速冷凝过程的微观结构转变特性作了分析,给出了连续快速冷凝过程中液银原子间依靠相互作用力形成的独特的微观结构图像.并考察了冷却过程中体系能量和元胞体积随温度的变化.模拟结果表明在快速冷凝过程中液Ag没有形成bcc结构的倾向.     

外加磁场微波等离子推力器内流场数值模拟

为了提高微波等离子推力器性能，改善等离子体对电磁波能量的吸收状况，提高核心区温度，提出外加磁场的方案，并对热等离子体进行了数值模拟.假设局域热平衡条件，采用Navier-Stokes，Maxwell和Saha方程，利用压力修正的半隐格式和时域有限差分求解方法，建立了径向磁镜场下推力器内等离子体流场的数值计算模型.数值模拟结果表明：外加磁场后的磁感应强度小于0.5 T时，推力器内热等离子体核心区最高温度随磁感应强度的增加而迅速提高.外加磁场后的磁感应强度大于0.5 T时，核心区最高温度随磁感应强度的增加而缓慢提高.磁感应强度为0.5 T时，热等离子体核心区最高温度与不加磁场相比提高了24%.外加磁场对等离子体流场速度分布影响不大. 关键词： 等离子体模拟 等离子体相互作用 等离子体流动     

反应磁控溅射制备TiO2和Nb2O5混合光学薄膜

利用反应磁控溅射技术在BK-7基片上制备了二氧化钛和五氧化二铌均匀混合的光学薄膜.薄膜的内部微结构、表面形貌、化学成分比例以及光学性质等用X射线衍射、高分辨扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见近红外分光光度计进行研究;发现制备的薄膜为非晶结构,薄膜的表面平整、内部结构致密,不存在柱状结构或结晶颗粒的缺陷,TiO2与Nb2O5的成分比例大致是1∶1.54.从光学透射光谱计算的折射率和消光系数显示,在550 nm波长处的折射率为2.34,消光系数为2.0×10－4.结果表明制备的薄膜是TiO2和Nb2O5均匀混合的高质量光学薄膜.     

相对论效应对激光在等离子体中的共振吸收的影响

采用一维粒子模拟(PIC)方法，研究了相对论效应对P偏振激光斜入射非均匀等离子体时产生的共振吸收的影响. 计算表明，弱相对论情况下，在临界面附近产生的电子等离子体波的相对论非线性效应占主要作用；随着入射光场的逐渐增大，吸收率逐渐降低. 当入射光强超过3.7×10¹⁷W/cm²时，由于超短激光脉冲本身在等离子体中产生相对论效应、等离子体波破裂效应，以及参量不稳定过程激发等，吸收系数随着激光强度又开始增加. 固定等离子体密度标长，取不同的激光入射角、电子初始温度，相对论效应对吸收系数的影响是一致的. 关键词： 激光等离子体 相对论效应 共振吸收 粒子模拟     

Numerical simulation of a coupling effect on electronic states in quantum dots

Lasers operating at 1.3 μm have attracted considerable attention owing to their potential to provide efficient light sources for next-generation high-speed communication systems. InAs/GaAs quantum dots (QDs) were pointed out as a reliable low-cost way to attain this goal. However, due to the lattice mismatch, the accumulation of strain by stacking the QDs can cause dislocations that significantly degrade the performance of the lasers. In order to reduce this strain, a promising method is the use of InAs QDs embedded in InGaAs layers. The capping of the QD layer with InGaAs is able to tune the emission toward longer and controllable wave-lengths between 1.1 and 1.5 μm. In this work, using the effective-mass envelope-function theory, we investigated theoretically the optical properties of coupled InAs/GaAs strained QDs based structures emitting around 1.33 μm. The calculation was performed by the resolution of the 3D Schrödinger equation. The energy levels of confined carriers and the optical transition energy have been investigated. The oscillator strengths of this transition have been studied with and without taking into account the strain effect in the calculations. The information derived from the present study shows that the InGaAs capping layer may have profound consequences as regards the performance of an InAs/GaAs QD based laser. Based on the present results, we hope that the present work make a contribution to experimental studies of InAs/GaAs QD based structures, namely the optoelectronic applications concerning infrared and mid-infrared spectral regions as well as the solar cells.     

邻羟基苯腈的双色共振增强多光子电离光谱及Franck-Condon模拟

在自制直线式飞行时间质谱仪上进行了双色共振增强双光子电离实验,获得了振动分辨的邻羟基苯腈的共振增强多光子电离(resonance enhanced multiphoton ionization, REMPI)光谱,结合高精度密度泛函理论计算和Franck-Condon光谱模拟,详细分析了光谱特征,发现了大量基频、泛频和组合振动,并进行了光谱归属.大部分苯环的基频振动归属为环在平面内的畸变或平面内的摇摆,这与分子激发过程中苯环的扩张有关.理论和实验结果都表明, REMPI光谱的低频段信号强,背景低,谱带少,分辨率好.随着振动频率的增加,信号向相反的方向变化.这是由于低频段光谱主要来自于低频的基频振动、少量泛频的贡献.随着振动频率增加,泛频和各种模的组合振动逐渐增多,导致了高频区谱带稠密,分辨率变差.高阶振动和多模的组合振动通常有较低的Franck-Condon因子,因此信号随频率增大逐渐变弱,信噪比变差.     

光学扫描全息术中的孪生像噪音及消除

阐述了光学扫描全息术的基本原理,分析了孪生像噪音的来源,提出了一种新的数字滤波方法.计算机仿真结果表明:孪生像噪音以振荡形式传播,降低了重构图像的信噪比,影响了重构图像的分辨率;用电子复用技术,即用复全息图函数代替实全息图函数的方法可以有效地消除孪生像噪音;采用单一通道对信号进行处理,即只用一个实全息图函数,通过数字滤波方法同样可以消除孪生像噪音,该方法简便、实用而有效.     

现代数字物理教学连载②——关于电流磁场的数字教学研究

以电磁场的教学为例,介绍了数字物理教学的重要作用,并借助现代数字技术,解决了长期以来基础物理教学未能处理好的环形电流及螺线管磁场和交变电磁场的问题,丰富了电磁学的教学内容,提高了学生处理实际问题的能力．