同型二聚体肽模型的二维红外光谱

利用一个同型二聚体模型,甲酰胺二聚体,模拟一对肽基团.用量子化学从头计算考察了二聚体中酰胺-I带振动模式之间的振动耦合及其在空间的行为. 研究发现C=O伸缩振动耦合以静电作用为主,耦合有效距离能超过10 oA. 一维和二维红外光谱的激子模拟计算表明,耦合常数的空间依赖性能够清楚地表现在光谱特征中. 这些结果意味着多肽中C=O伸缩振动模式能够在很远的距离相互耦合并产生振动态的离域化.     

力学共振吸收谱探测耦合振动模式

提出探测复杂力学振动系统耦合振动模式的方法:通过测量力学振动系统中某一易于探测的振动模式对外力的响应行为,在该振动模式应变落后于应力的相位差-频率谱(表观机械能耗散-频率谱)中,除了能观察到与被测量振动模式本征频率所对应的相位变化外,与被测量振动模式耦合的其他振动模式也表现为共振吸收峰;从共振吸收峰的性质,如峰位、峰宽、峰高等可以得到相应耦合振动模式的本征频率、损耗以及耦合强度等信息.以倒扭摆力学系统为例,通过测量扭摆的扭转振动模式应变落后于应力的相位差-频率谱研究了扭摆系统中摆杆的进动振动模式.     

应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究

石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模 关键词： 扫描探针显微镜 石英音叉 振动模式 机械模型     

CO…CO+ 体系相互作用的密度泛函理论研究

在三种密度泛函方法 (B3LYP、B3P86及B3PW91)和两种适宜基组 (6 311+G 及aug cc PVDZ)水平上 ,对CO…CO+ 耦合体系可能存在的相互作用复合物进行了全自由度能量梯度优化 ,发现势能面上存在三个能量极小点 ,进而作了振动频率分析加以确认 .其中结构A、B为共平面型结构 ,C为非共面型结构 .比较了它们之间的相对稳定性 ,并对其进行了轨道成键分析 ,计算了各原子之间的键级 ,同时探讨了最稳定结构A的正则振动模式 .通过消除基函数引起的基组叠加误差 (BSSE)和零点振动能 (ZPVE)的校正 ,精确求算出复合物结构A、B和C的相互作用能△E分别为 2 5 2 .47、12 6 .70和 12 7.12kJ/mol,表明CO和CO+ 之间存在较强的相互作用 .     

可激发气体分子声弛豫过程振动模式能量转移速率计算

研究可激发气体中振动模式能量转移速率和声弛豫过程形成的关系,将单一气体Tanczos弛豫方程理论[J.Chem.Phys.25,439(1956)]扩展应用于混合气体中振动模式的振动-振动(V-V)和振动-平动(V-T)能量转移速率的计算。在室温下CO₂,CH₄,CL₂,N₂和O₂组成的多种混合气体中,振动模式能量转移速率的计算结果表明:对于多个振动模式所形成的声复合弛豫过程,各振动模式的声激发能可由V-V能量转移相互耦合后传递给具有最快V-T转移速率的最低振动频率振动模式,再通过该振动模式的V-T转移退激发形成主弛豫过程。这种选择最快转移路径的声激发量弛豫方式,造成了大多数可激发气体中声弛豫吸收谱的实测数据只存在一个吸收峰的现象。从而提供了一个可通过计算微观振动能量转移速率分析混合气体声弛豫过程形成机理的理论模型。      

耦合共振在材料科学中的应用

通过对材料点、线、面等几类不同缺陷的电子结构和声子激发研究的回顾，特别是对它们的声子激发及其局域振动模式分析，给出了材料缺陷导致的材料局域振动模式的微观图像；分析了多原子分子所具有的高频局域振动态以及采用超声或激光方法激发获得长寿命局域振动的基本原理；提出了一种能够利用耦合共振原理进行材料缺陷局域原子结构非接触调整的方法     

SU(2)对称破缺下的氰化氘分子的混沌运动

用SU(2 )陪集表象来表示氰化氘分子 (DCN)两个耦合的伸缩振动模式 ,在混沌运动研究中 ,这是一个最简单的SU (2 )对称被破坏的模型。研究表明 ,当振动能量小于 1 2 5 0 2cm- 1 时 ,体系呈现规则运动 ;能量处于 1 2 5 0 2cm- 1 和 1 82 4 6cm- 1 之间 ,规则和混沌运动并存 ;能量高于 1 82 4 6cm- 1 时 ,体系呈现完全的混沌运动。同时 ,在庞加莱截面上观察到了周期 3轨道 ,由Sarkovskii定理 ,这意味着混沌的出现。另外还表明 ,D -C伸缩键的量子数激发决定体系的混沌运动     

O3+与H2碰撞中非解离电荷转移过程的全量子计算

应用全量子的分子轨道强耦合方法,研究了基态的O3 (2s22p 2P)与氢分子碰撞的非解离电荷转移过程,计算了不同方位角(25°,45°,89°),能量分别为100,500,1000和5000eV/u时的单电子俘获的振动分辨的态选择截面及相应的微分截面.分子轨道强耦合计算中采用了自旋耦合价带理论计算的三原子分子势能面和径向耦合矩阵元.对氢分子的自身转动,采用无限阶的冲量近似方法;对体系的电子运动同H2或H 2的振动之间的耦合,采用了振动冲量近似.结果发现,对不同的入射能量,振动态选择截面随振动量子数的分布发生了一定的改变;不同入射能量和不同方位角的振动态分辨的微分截面具有类似的结构,在极小的散射角附近出现一个最大值平台,然后散射截面随着散射角的增大而减小,并出现大量的震荡结构,其中第一个震荡结构对应的散射角位置随入射能量Ep以E-1/2p的标度规律变化;微分截面的结构和大小对H2方位角α的变化敏感,这种性质为H2取向的诊断提供了一种可能的途径.     

Anharmonic Vibrational Signatures of DNA Bases and Watson-Crick Base Pairs

在密度泛函理论水平上研究了从DNA碱基单体到Watson-Crick碱基对的结构、电荷分布、以及非谐性振动参数的变化. 通过研究参与碱基对中多重氢键的NH₂、N-H和C=O的伸缩振动模式,预测了这些模式的对角非谐性常数、非对角非谐性常数、以及非谐性振动耦合对碱基结构变化的敏感性. 研究结果揭示了DNA碱基中非谐性振动势、分子间氢键和静电相互作用之间的内在联系.     

弯管对末端带弹性障板充液管路辐射声能量的影响

基于声固耦合有限元方法建立了末端带弹性障板的充液管路数值模型,重点分析了不同激励下弯管对管口辐射声能量的影响.结果表明:弯管引入的高阶周向模式耦合使结构振动和流体声传播都发生明显改变,以致系统辐射声能量及主要能量贡献源也发生转移,并随激励方式和频率而不同.对本文管路模型,平面波激励下弯管系统在低频的结构辐射声能量明显增...     

非对易相空间三模坐标动量耦合谐振子的能谱

本文用不变本征算符方法研究非对易相空间中三模坐标动量耦合谐振子的能谱,分别得到了非耦合和坐标动量耦合两种情况下谐振子能谱的解析解,其中包括受非对易参数θ和φ影响的解λ0,1和λ1,1,以及不受非对易参数θ和φ影响的解λ0,2和λ1,2.然后,分析了两类耦合参数κ和η对三模坐标动量耦合谐振子能谱的影响.结果发现,耦合参数κ和η对λ1,1的影响是相同的,且当κ=η时,耦合系数κ和η对λ1,1是没有影响的.     

Far Infrared Investigation of Plasmon-LO Phonon Coupling and Surface Polaritons Modes in Donor Doped Cd1-xHgxTe and CdTe Thin Layer on GaAs Substrate

Infrared Fourier transform spectroscopy has been used to investigate phonon and plasmon modes in Cd_1-xHg_xTe and CdTe thin layer on GaAs substrate. Attenuated total reflection (ATR) spectroscopy has been used to excite surface plasmon and phonon polaritons. The plasmon-LO phonon coupling modes in samples are studied by dispersion curve calculation for various carrier concentrations. There exist three branches of coupled modes in dispersion curve. For analysis of the far infrared polarized reflectivity spectra we employ the harmonic oscillator dielectiic function model and the Drude model for free carrier response. We find that the coupling modes dependent to the concentration of free carriers. Furthermore, the experimental data have been used to calculate carrier concentration, composition parameter, mobility of carrier, thickness of layer and gap energy.     

一维对称光子晶体的简正耦合模

对一维对称光子晶体中的色散介质采用洛仑兹振子模型,通过考虑色散介质层两侧的边界条件,得到了表征色散介质层的转移矩阵.对线性层及色散δ层均采用传输矩阵的方法,研究了一维含色散介质的光子晶体微腔中的简正耦合模.由于光与色散介质的相互作用,纵腔模将分裂成简正耦合模.通过改变色散介质的相关参数,详细研究了简正耦合模频率的移动、均匀展宽效应和失谐效应.发现两个简正的耦合模的频率间距主要依赖于振子的耦合强度,与约化的振子的HWHM线宽无关.失谐效应则会使其中的一个峰降低,而另一个峰相对拉高,这一现象可以通过Fabry-Pérot腔得到很好的解释.     

一种广义三模腔光机械系统的相干完美吸收与透射

提出了一种广义的三模式腔光机械系统,系统的中间是一个反射率为100%的可移动的全反射机械振子,两侧均由一个部分透射的固定光学腔镜构成.其中两个光学腔由一束较强的控制场和一束较弱的信号场驱动与同一个机械振子实现耦合.较弱的信号场将会被该系统完全吸收而不产生任何能量输出,并且当相干完美吸收产生时,输入信号场的能量将由两个腔场和机械模共同分担;较弱的输入信号场由一个腔完美透视到另一个腔而不产生任何的能量损耗.分析与数值结果显示,在不同参数机制下,在该三模光机械系统中可以实现相干完美吸收、相干完美透射和相干完美合成的量子现象.此外,改变腔与腔之间的耦合度,可以实现输出探测场在相干完美吸收和相干完美透射之间转换;通过简单的相位调制,可以实现探测场左腔-右腔的输出和输入方向的互换.这些动态控制在量子信息网络可用来构造光子开关、光子路由、光子交换机等一些特殊功能的光子学器件.     

含自旋轨道耦合的三维各向同性谐振子的四类升降算符

推导出了含自旋 轨道耦合的三维各向同性谐振子的升、降算符，给出了谐振子能级的分裂情况. 关键词： 自旋-轨道耦合 谐振子 升、降算符     

二次型方法求解坐标与动量耦合的n维谐振子能量本征值

借助于数学上的二次型理论,给出一种求解n维坐标与动量耦合的谐振子的普遍方法,并且运用该方法求出了二维和三维坐标与动量耦合的本征值.该方法给出的结论与其他方法相同,说明该方法的正确性,并且由于该方法不需要求出变换矩阵的具体形式,使得运用此方法求解具有对称形式的哈密顿量的本征值问题变得简单,易计算出结果.该方法具有普遍性,...     

利用二次型求解n模耦合谐振子能量本征值精确解

利用二次型理论构造一个幺正矩阵进行坐标和动量变换,把n模动量耦合谐振子体系的哈密顿量化为标准的二次型,进而得到n模动量耦合谐振子体系的能量本征值.对n模坐标耦合的情况也进行了类似求解,并提供了解决该类问题的一般数学方法.     

Coherent Preservation of Two-Qubit Quantum Entanglement in the Strong Coupling Region

The entanglement of two qubits is investigated in the range of their ultra-strongly coupling with a quantum oscillator. The two qubits are initially in four Bell states and they are under the control mechanism of the coherent state of the quantum oscillator. There are four parameters: the average number of the coherent state, the ultra-strong coupling strength, the ratio of two frequencies of qubit and oscillator, and the inter-interaction coupling of the two qubits in the mechanism, and they all are influential parameters on the entanglement of the two qubits. One Bell state |0>is easyily kept and is trivial case. The novel results show that there is one state |I₀> among the other three Bell states which the entanglement of the two qubits could be almost completely preserved. The possibility is made into reality by the appropriate choice of the four influential parameters. We give two different schemes to choose the respective parameters to maintain the entanglment of |I₀> almost undiminished. The results will be useful for the quantum information process.     

Modification on static responses of a nano-oscillator by quadratic optomechanical couplings

A quadratic coupling enabled parametric oscillation in an optomechanical system is used to modify the nonlinear static responses of a mechanical oscillator with a normal linear coupling.The mean value study showed that the modification of the static response on a mechanical oscillator is extremely sensitive and useful,which can readily enhance or suppress the nonlinear displacement response from a bistability case to singlet or triplet well case,freely bifurcating the equilibrium position from one to two or three.The static equilibria structure and the stability regions for mean-value controls on nano-oscillator were analyzed under the possible modification parameters.     

Features of the photon statistics of two coupled electromagnetic field modes under the conditions of strong mode coupling

The probabilities of transitions between the Fock states of two electromagnetic field modes under the influence of coupling between modes of finite duration are investigated. It is shown that the transition probability is a strongly oscillating function of the mode numbers of the photons. Under conditions in which the coupling frequency exceeds the geometric mean of the mode frequencies (strong coupling), large numbers of photons are excited in the mode with the lower frequency. The excitation of a two-dimensional radiation field oscillator and the “red” asymmetry of the transition probabilities can be attributed to instability of the classical two-dimensional oscillator with strong mode coupling. Zh. éksp. Teor. Fiz. 112, 128–136 (July 1997)