| 基于FDTD算法研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用 |
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| 引用本文： | 孙龙,吴博,冯大政,王石语,邢孟道.基于FDTD算法研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用[J].发光学报,2019,40(5):680-685. |
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| 作者姓名： | 孙龙 吴博 冯大政 王石语 邢孟道 |
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| 作者单位： | 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室,陕西 西安 710071;西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心,陕西西安 710071;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;安徽大学 信号与信息处理教育部重点实验室,安徽 合肥,230039;西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室,陕西 西安 710071;西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心,陕西西安 710071;西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室,陕西 西安 710071;西安电子科技大学 技术物理学院,陕西 西安 710071 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（61701001，61601166，61701003）；安徽省高等学校自然科学研究项目（KJ2017ZD02，KJ2017ZD51）；国家优秀青年学者自然科学基金（61722101）资助项目 |
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| 摘 要： | 以往对于超短脉冲与二能级原子系统的研究大多基于一些近似方法(慢变包络近似和旋转波近似等),从而求得解析的近似解。但是,由于忽略掉一些有用的光场中的信息,就会造成光场导数项所产生的非线性性质的缺失。本文基于FDTD算法和预测-校正法相结合,建立了预测-校正FDTD算法,用于研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用,以准确地描述光场与原子系统相互作用的特征,验证了面积定理的部分规律;进一步构建了能够实现完全反转原子系统上下能级粒子的短脉冲。相关研究可为目标的特征分析提供参考。
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| 关 键 词： | 超短脉冲 二能级原子系统 FDTD算法 预测-校正法 面积定理 |
| 收稿时间： | 2018-05-21 |
Interaction between Ultrashort Pulses and Two-level Atomic System Based on FDTD Algorithm |
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| SUN Long,WU Bo,FENG Da-zheng,WANG Shi-yu,XING Meng-dao.Interaction between Ultrashort Pulses and Two-level Atomic System Based on FDTD Algorithm[J].Chinese Journal of Luminescence,2019,40(5):680-685. |
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| Authors: | SUN Long WU Bo FENG Da-zheng WANG Shi-yu XING Meng-dao |
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| Institution: | 1. National Lab of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi'an 710071, China;
2. Collaborative Innovation Center of Information Sensing and Understanding, Xidian University, Xi'an 710071, China;
3. No. 38 Research Institute, CETC, Hefei 230088, China;
4. Key Lab of Intelligent Computing & Signal Processing, Ministry of Education, Anhui University, Hefei 230039, China;
5. School of Technical Physics, Xidian University, Xi'an 710071, China |
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| Abstract: | Since the previous studies on ultrashort pulses and two-level atom systems are mainly based on slow-variable envelope approximations and rotational wave approximations, the nonlinear properties of the derivative terms in these studies cannot be well described. In this paper, FDTD algorithm and prediction-correction method are combined to establish a predictive-corrected FDTD algorithm for the study of the interaction between ultrashort pulses and two-level atom system. It can clearly characterize the time derivative of the electric field at the upper and lower levels of the system. At the same time, a pulse excitation source that can completely invert two-level particles is well established. Our method can be used as a numerical tool for target recognition. |
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| Keywords: | ultrashort pulse two-level atom system FDTD algorithm prediction-correction method area theorem |
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