高阶贝塞尔光束的Z扫描理论

以菲涅耳-基尔霍夫衍射理论为基础,研究高阶贝塞尔光束穿过非线性光学介质的衍射效应,从而解释高阶贝塞尔光束的Z扫描现象.通过对使用高斯光束、零阶贝塞尔光束、一阶贝塞尔光束、二阶贝塞尔光束和三阶贝塞尔光束的归一化Z扫描曲线对比,表明使用高阶贝塞尔光束较使用零阶贝塞尔光束的Z扫描具有更高的灵敏度.高阶贝塞尔光束的Z扫描为测量介质非线性光学系数提供了一种更为精确的测量方法.     

高斯光束下的双缝衍射

依据基尔霍夫衍射理论,利用幂级数展开的方法推导出旁轴条件下高斯光束双缝衍射的近似光强计算公式,并通过数值计算对双缝衍射的基本特性进行了讨论,得出了与其他文献一致的结论,得出了高斯光束下的双缝衍射极小值点比平行光束双缝衍射的极小值点向外移,观察屏中心光能变小;光强分布可由激光斑在衍射屏处的参数调制的结论.     

自聚焦圆贝塞尔高斯涡旋光束在自由空间中的传播特性

根据近轴光场方程及分步傅里叶算法,数值模拟了圆贝塞尔高斯涡旋光束在自由空间的传播.与传统自聚焦光束相比,其聚焦距离更长,焦平面强度更高.通过缩放光斑的初始尺寸,光束的聚焦特性也会随之改变.由于焦点处存在中空区域并携带轨道角动量,其在粒子捕获有着应用前景.此外,还研究了涡旋形式对该光束的影响.     

单束高阶高斯光束中介质球的受力分析

提出一种处理激光光束捕获控制微小生物体受力问题的数学模拟分析方法,从光的粒子性出发,以介质球为模型计算,讨论在高介高斯光束下介质球的受力情况,此模拟分析方法可应用于其它类型的输入波型和不同形状的微粒,结果表明,受力的大小和方向受到光自身的偏振状态,阶次,波长,介质球的线度,以及在光束中相对的位置,周围介质等因素的制约,最后,讨论影响作用力的主要因素。     

贝塞尔光束的无衍射距离

得到了一个计算最大无衍射距离的经验公式,发现Bessel光束的最大无衍射距离与光乔量横向分量系数kr成反比,而与光阑半径R成正比,并利用数值计算了Bassel光束的无衍射距离与参量之间的关系。     

无衍射光束簇

波动方程在笛卡尔坐标系、圆柱坐标系、椭圆柱坐标系及抛物线坐标系下可求得无衍射解,分别是余弦(Cos)光束、贝塞尔(Bessel)光束、马蒂厄(Mathieu)光束和抛物线(Parabolic)光束,它们组成了无衍射光束家族(又称亥姆霍兹光束).介绍这4种光束的具体表达式及光强分布图和自重建过程.最后,对4种无衍射光束进行比较,总结了无衍射光束的应用热点,并展望未来.     

高斯光束转换为匀强光束的衍射光学元件的研究

描述了用于径向对称光强转换的纯位相片的计算方法,给出了由高斯光束向匀强光束转换的位相片的数值分布结果,利用计算机模拟菲涅尔衍射,得到非常均匀的转换光束轮廓.对此位相片作16阶二元化后,仍有接近100％的衍射效率和很好的均匀性.     

高斯光束的矩孔和圆孔衍射

应用亥姆霍兹方程和傅里叶变换，对高斯光束通过狭缝、矩孔和圆孔时的衍射时行了分析。在傍轴条件下导出了相应的近似公式，并给出了数值计算结果。     

高斯光束的圆孔衍射

本文用计算机较严格地计算了高斯光束对不同园孔衍射花样图,这对于激光工程枝术应用有重要的实际意义.     

高斯光束的光场分析

应用非涅耳衍射原理,推导出了高斯光束通过透镜后在光轴上的光场分布,并分析了几种特殊情况。     

径向偏振无衍射光束的产生及其传输特性研究

从理论和实验两方面对径向振无衍射束进行了研究.理论上数值模拟了径向振无衍射束传输特性.模拟结果表明,径向振无衍射光束既具有径向振特性又具有无衍射特性.实验上我们利用高斯束经过径向振转换器后由轴棱锥聚焦获了径向振无衍射束,并使其经过不同角度振后到同振方向上强分,实验结果与理论结果一致.这种既具有径向振特性又具有无衍射特性束具有阔应用前景.     

Physical mechanism of beam halo-chaos formation for high-current proton beam in a periodic-focusing channels and a nonlinear control strategy

The physical mechanism of the halo-chaos formation for a high intensity proton beam in a periodic-fo cusing channel is analyzed using the transfer mahix theory and a qualiative analysis method.Particles-in-cell simula tims are further used to explore the mechanism of the beam halo-chaos fomation, which concerns not only with thc non linear effect of the beam space charge but also with the lransverse energy exchange belween the particles and the particle core. as well as the chaos generated by the nonlinear resonance ovcrlap. A nonlinear control method is proposed for con trolling tie haho-chaos. Simulation results show lhal the melhod is efhclivc. Somc potemlial applications of the halo chaos conlrol in experimenls are discussed.     

垂直圆柱二阶绕射力的近似计算方法

本文用Taylor方法计算规则波中垂直圆柱二阶绕射力,发现该法对于水深与波数的乘积大于2.5时是有效的,其结果是精确的,但当水深与波数的乘积小于2.5时,结果是不稳定的。因此,须对方法作些改进。     

强流加速器中束晕-混沌的自适应控制

提出了一种新的控制方法-自适应控制方法实现了对束晕-混沌较好的控制,PIC多粒子模拟程序数值结果表明该控制器具有控制速度快、控制效果好、无须对增益因子进行准确计算等优点,从而具有较好的应用前景.     

轨道对称性在分子高次谐波取向依赖中的作用

分子高次谐波的研究结果表明,由于分子的各向异性,分子表现出的谐波特征决定于分子的最高占据轨道,分子产生高次谐波的特征可以通过分子轴取向和激光极化方向的角度依赖关系来进行研究。分子轨道对称性在分子的强场现象中具有很重要的作用,谐波的强度由分子最高占据轨道对称性影响下的电离几率振幅而决定,这一结果将来可以更好的控制高次谐波的产生。     

同轴双光束Z扫描的衍射理论

利用菲涅耳衍射原理研究了同轴双光束Z扫描现象,建立了同轴双光束Z扫描的衍射理论模型,并且对大、小非线性相移两种情况进行了数值模拟.研究结果发现,当非线性相移较大时,传统Z扫描理论的计算易出现振荡,而菲涅尔衍射模型则无此缺陷,可用于不同相移情况下的Z扫描实验.     

高斯束谐振系统对遗迹高频引力波方向的选择效应

高斯束谐振系统为早期宇宙遗留的随机高频引力波的探测开启了一个非常重要的窗口．本文指出，当入射引力波的传播方向与高斯束不同时，高斯束谐振系统产生的一阶扰动光子流将降低几个数量级，即高斯束谐振系统只对沿某一特定方向传播的高频引力渡产生响应．因此，高斯束谐振系统对高频引力渡的传播方向具有良好的选择效应、     

二阶非线性水波的有限元时域计算

用有限元法配合时步处理在时域范围内计算了二阶非线性水波,每一瞬时自由表面上的速度势和波高用Adams外推法和内插法获得,而流场内速度势通过求解有限元方程得到,计算采用四边形等参单元．给出了两个算例．     

非线性几何精确梁理论研究综述

几何精确梁理论是处理几何非线性梁的一种重要方法,该法能够高效并准确地处理梁的大变形与大转动问题。阐述了该法的2种有限转动参数化形式,其中一种是最新形式;阐述了两大类有限转动插值方法的选取方式,并指出这两类方法的优缺点;阐述了求解动力学方程的2种积分方法的选择,并比较2种方法优势与缺陷。说明该法在处理几何非线性梁问题时具有较少的单元节点自由度与较高的计算效率等优点,但同时存在着转动参数的奇异性、单元应变客观性等问题。因此该法尚不完善,仍值得学者们做进一步研究。     

小孔近场衍射的矢量与标量角谱理论研究

文章依据角谱理论研究了,纳米小孔的近场衍射,采用矢量和标量角谱理论研究了电磁场的矢量性和衍射场中倏逝波对纳米小孔近场衍射的影响,给出了小孔近场衍射的数学表达式．理论计算了纳米尺寸下小孔的横向和纵向近场衍射光强分布,并获得了电磁场的矢量性和衍射倏逝波在小孔近场衍射的作用.