等离子体加载色散吸收对称介质光腔的量子理论

利用色散吸收介质中电磁场的正则量子化方法，研究等离子体加载对色散吸收介质光腔系统量子性质的影响。结果表明，介质加载使系统真空场起伏功率谐的空间分布发生明显变化。     

色散吸收非对称介质光腔系统中光场量子起伏的功率谱

借助系统格林函数和色散吸收介质中电磁场量子化过程,通过数值计算研究非对称色散吸收介质光腔系统中光场量子起伏的功率谱.结果表明,介质的折射和吸收性质分别对真空场起伏功率谱的振荡频率、振幅产生影响,腔两侧介质折射系数的对称性能更有效地抑制腔外空间场起伏功率谱的振荡;介质折射系数愈大,则其中光场起伏功率谱振荡中心愈低、振荡频率愈大,与此同时,光腔内真空场起伏功率谱振荡幅度加大.     

等离子体/色散吸收介质界面系统中光场量子起伏功率谱

利用格林函数方法量子化色散吸收介质中的电磁场,研究了等离子体/色散吸收介质系统光场的量子性质.理论和数值计算表明,系统的工作状态与所选光场频率密切相关,等离子体介质的阻尼性明显地影响自身区域电场量子起伏功率谱,并且对另一侧介质中电场量子起伏功率谱的变化有连带作用.     

非对称耦合量子阱吸收与色散的理论研究

基于V型三能级模型研究了非对称耦合量子阱（ACQW）线性吸收与色散特性. 理论结果表明：在小偏置区，由沿生长方向的外加电场引起的强量子限域Stark频移导致非共振吸收，线性折射率大幅度降低，表现为色散猝灭特性. 而随负偏压进一步增加, 由于量子限域Stark效应消失，其吸收与色散特性则与单量子阱最低激子态相类似. 这意味着ACQW具有随外加电场变化的可控色散特性. 关键词： 非对称耦合量子阱 量子相干 可控色散     

色散吸收一维光学系统中光场量子起伏的功率谱

利用格林函数方法量子化色散吸收介质中的电磁场,针对由三层色散吸收介质组成的一维光学系统,研究其中光场的量子理论,借助起伏一耗散定理给出色散吸收介质光腔中光场量子起伏的功率谱,并通过数值计算结果分析和讨论介质的色散吸收性质对光学器件工作性能的影响。结果表明,系统的工作状态与所选光场频率密切相关,并且每一区域中介质的色散吸收性不但影响自身区域的电场起伏功率谱,而且明显地连带另一侧介质中电场起伏功率谱的变化行为。此结果对于研究复杂的介质分布与结构体系在光通信、现代光学工程、微波技术等领域中的实际应用有着重要的指导意义。     

量子化电磁场在色散吸收有限介质中的传播

通过量子化吸收和色散介质中的电磁场,研究线极化波垂直入射至吸收和色散介质界面处的反射和折射行为,给出介质界面处光的正则量子理论.     

关于介质吸收与色散的振子特性参数

根据共振模型，讨论影响介质的吸收与色散的振子特性参数，得到关于振子阻尼系数的振子数的解析式。据此，利用介质的吸收谱曲线可以定量计算振子的阻尼系数和振子数，这对研究和改善介质的吸收和色散特性有重要意义。我们已用此方法研究气液浓度的光电特性。     

正色散克尔介质右光脉冲的传输

综合考虑了在２＋１维正色散介质中克尔效应衍射，色散对光脉冲传输的影响，得到了脉宽，束宽传输的一般规律，并以高斯光束为例用数值法近似讨论了耦合强度，初始脉宽，初始啁啾对自聚焦及自相位调制自脉宽压缩的影响。     

非对称耦合量子阱的吸收非线性增强

基于V 形三能级模型运用密度矩阵方程推导了非对称耦合量子阱三阶光学非线性极化率. 具体分析了三阶吸收非线性效率（三阶光学非线性极化率与线性吸收系数之比）随阱间电子相干振荡频率的变化规律. 理论结果表明：三阶吸收非线性效率对阱间电子相干振荡频率相当敏感，当阱间电子相干振荡频率增大时三阶吸收非线性效率显著增强，而当阱间电子相干振荡频率为零时，这种非线性效率类似于单量子阱情况. 与单量子阱相比，对于已设计好的非对称耦合量子阱结构其突出特征表现在，其非线性吸收与色散特性可经由沿材料生长方向偏压进行控制. 据此，我们预期利用这种非对称耦合量子阱结构能设计成光通信中的光限幅器和可控克尔光开关.     

一种色散介质FDTD通用吸收边界

由单轴各向异性介质所满足的场方程出发,并根据相位匹配原理以得到介质中的色散关系和无反射条件.结合频域到时域的转换关系（即用/t代替jω）和移位算子时域有限差分（SO-FDTD）方法提出了一种适用于各向同性常见色散介质模型,包括德拜模型、洛伦兹模型、德鲁德模型等的通用UPML吸收边界.数值结果表明了该算法的通用性和高效性. 关键词： 时域有限差分 吸收边界 移位算子 色散介质     

光线量子理论研究薄膜介质光场能量分布

因为光线量子力学方程的光线哈密顿算符不表示能量,而是具有可变折射率的物理意义,因此应用光线量子论讨论波导中光场能量分布是一个有待研究的问题.本文借鉴量子力学几率密度和几率密度矢量概念推导出光场能量分布的普遍性公式,并证明流线结构的光场中守恒定律的成立.     

双参数变形振子光场与物质相互作用的非线性理论

本文建立了双参数变形振子光场与物质相互作用的非线性理论,得到了相互作用表象中Schrdinger方程的形式解,并用微扰法求出了一级近似的发射概率和吸收概率,同时求解了共振条件的拉比问题,在q→1、s→1时,该理论恢复为普通线性理论。     

高Q Kerr腔中双模光场与V型原子作用光场的等幂次和压缩效应

利用多模压缩态理论,通过数值计算研究了高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的等幂次和压缩效应. 结果表明: 1)当Kerr介质的非线性系数x≠0时,相互作用系统中双模光场存在间断的等幂次和压缩效应.在相同的介质环境和光强的情况下,最大压缩度发生在一次等幂次和压缩度的第一正交分量和二次等幂次和压缩度的第二正交相位分量上. 2)不论介质和光场强度如何变化, 在不考虑坐标轴标度的情况下, 任意幂次的等幂次和压缩度的时间演化曲线的形状非常相似. 都显示"崩坍复原 凹谷"式结构, 且复原区的波型振荡次数及凹谷区的振荡下降和振荡上升型式一样. 3)演化曲线的周期强烈地依赖于Kerr介质的非线性系数, 且反比于该系数. 演化曲线的幅度强烈地依赖于光场强度,并随着场强的增加而增大.4)等幂次和压缩度的大小随压缩次数的升高而迅速下降(N >2), 但却随着平均光子数的增加而增大.     

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论,详细研究了高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中双模光场的一次和二次等阶Y压缩效应,结果表明:1)等阶Y压缩特性强烈地依赖于Kerr介质的三阶非线性极化系数(x)和双模光场中各模的平均光子数n¹、n²;当x<1,n¹=n²<1时,不产生等阶Y压缩效应;而当x=2.5、5、10以及n¹=n²=2、5时,光场可呈现出强烈的一次及二次等阶Y压缩效应;2)在x以及n¹、n²相同的条件下,不同压缩阶次的等阶Y压缩效应的时间演化曲线的压缩周期与压缩阶次成反比,压缩度的幅度则随压缩阶数的升高而迅速下降;3)在平均光子不变(即n¹=n²恒定),但Kerr介质不同(即x变化)的条件下,相同压缩阶数的等阶Y压缩效应的Y压缩度曲线的时间演化周期与Kerr介质的三阶非线性化系数x成反比,压缩度的幅度则随Kerr介质的三阶非线性极化系数x的增大而增强;4)等阶Y压缩效应的持续时间以及等阶Y压缩度的大小等强烈地依赖于Kerr介质的非线性程度和光场强度;一般而言,Kerr介质的非线性程度越高(即x越大),并且光场越强(即n¹=n²取值越大),等阶Y压缩效应持续时间就越短,等阶Y压缩度就越大.     

多孔介质高强度传热传质的理论研究

提出了高强加热下含湿多孔介质传热传质新模型,模型包括的水分种类齐全、水分迁移机制全面,假设条件相对较少,考虑了非Fourier传热效应和非Fick传质效应,模型通过具体的含湿量分区分析得到简化。     

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论,研究了高QKerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等阶Y压缩效应,绘出了第一模“i(i＝1,2)”次方第二模“j(j＝2,3)”次方Y(i-j-Y)压缩度的第一正交分量(Sy_ij¹),第二正交分量(Sy_ij²)的时间演化曲线.结果表明:1)不等阶Y压缩特性强烈地依赖于Kerr介质的三阶非线性极化系数(x)和双模光场中各模的平均光子数n₁,n₂;当x<1,n₁=n₂<1时,不存在不等阶Y压缩效应;而当x＝2.5,5,10以及n₁=n₂=5,10时,光场和系统开始作用后的很短一段时间内呈现不等阶Y压缩效应.2)在x以及n₁,n₂不变的条件下,不等阶Y压缩度时间演化曲线的崩坍-复原时间随压缩阶次的升高而缩短,压缩度随压缩阶数,特别是两模幂次差的升高而迅速下降.3)在平均光子不变(即n₁=n₂恒定),但Kerr介质不同(即x变化)的条件下,不等阶Y压缩度曲线崩坍时间随Kerr介质的三阶非线性极化系数x的增加而缩短,幅度则不受Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响.4)不等阶Y压缩效应的持续时间等强烈地依赖于Kerr介质的非线性程度,x越大不等阶Y压缩效应持续时间就越短.不等阶Y压缩度演化曲线正向幅度随平均光子数的增大而增大,负向幅度(压缩度)则随平均光子数的增加而减小.     

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场等阶N次方H压缩——1.腔模总数与压缩阶数两者之积取偶的情形

本文利用多模压缩态理论研究了第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ_Ⅰ^(ab)>_q的广义非线性等阶N次方H压缩特性.结果发现:在腔模总数q与压缩阶数N这两者之积qN为偶数亦即qN=2p的条件下,无论p=2m(m=1,2,3,…,…)还是p=2m+1(m=0,1,2,…,…),当两非对称态中各模的初始相位和 =φ_j^(a)、 =φ_j^(b)、态间的初始相位差(θ_pq^bI-θ_nq^aR),以及各单模相干态光场的光子干涉项之和 =[R_j^(a)R_j^(b)]cos(φ_j^(a)-φ_j^(b))]等满足一定条件时,态|Ψ_Ⅰ^(ab)>_q可分别呈现出周期性变化的奇数模-偶数阶、偶数模-奇数阶和偶数模-偶数阶的等阶N次方H压缩效应.     

用耦合波理论求解渐变折射率光纤的传播常数和模式场

本文应用耦合波理论来计算任意渐变折射李光纤的传播常数和模场分布.将无限伸展的抛物型折射率分布光纤作为一个理想波导,任意径向不均匀折射率分布光纤便可以视作该理想波导的微扰,其模场可以展开成一组完备的理想波导模的叠加.然后,模场和传播常数可以通过耦合波方程求得.进一步将一阶微分方程组形式的耦合波方程变换成线性方程组,使计算过程大大简化.文中给出了数值计算结果,并将其与准确值进行了比较.