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Vol. 49, No. 12 (2000)

2000年06月20日
总论
总论
原子和分子物理学
原子和分子物理学
唯象论的经典领域
唯象论的经典领域
流体、等离子体和放电
流体、等离子体和放电
凝聚物质:结构、热学和力学性质
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凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
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物理学交叉学科及有关科学技术领域
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研究快讯
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领域
总论
二维q变形振子的双波描述
林秀敏
2000, 49 (12): 2315-2319. doi: 10.7498/aps.49.2315
摘要 +
利用双波函数理论描述二维q变形振子,结果显示粒子做非线性振动.同时,当q→1时,所有 结论回复为普通二维谐振子的相关结果.
耦合混沌系统的相同步:从高维混沌到低维混沌
胡 岗, 郑志刚, 周昌松, 胡斑比
2000, 49 (12): 2320-2327. doi: 10.7498/aps.49.2320
摘要 +
混沌系统的相同步现象是近几年混沌同步研究的热点,它反映了混沌运动中的有序行为.用分岔树来研究耦合系统相同步的进程,并用Lyapunov指数谱来探讨系统动力学在相同步时从高维混沌向低维混沌过渡的进程.发现了从多个有理同步的时间交替到完全相同步的道路.还 发现了相同步中的混沌抑制及通过倍周期分岔向混沌同步的恢复.此外,研究表明,非对称 耦合可以大大加强耦合系统的相同步,这对实际应用有重要的意义.
非重正交的李雅普诺夫指数谱的计算方法
李国辉, 徐得名, 赖建文, 周世平
2000, 49 (12): 2328-2332. doi: 10.7498/aps.49.2328
摘要 +
推导了一种快速、有效的计算动力系统李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱的方法.该方法避免了 一般算法的频繁的重正交过程;且在维数不高(n<5)的情况下,所需求解的方程数也较一般 方法更少.该算法即适用于连续又适用于离散系统,当指数出现简并时同样有效.对以Lorenz 动力系统为主的数值计算,验证了该算法的快速性及其稳定性.
用一种少参数非线性自适应滤波器自适应预测低维混沌时间序列
张家树, 肖先赐
2000, 49 (12): 2333-2339. doi: 10.7498/aps.49.2333
摘要 +
基于混沌动力系统的相空间延迟坐标重构,利用混沌序列固有的确定性和非线性,提出了用 于混沌时间序列预测的一种少参数非线性自适应滤波预测模型.该预测模型在Volterra自适 应滤波器的基础上引入sigmoid函数来减少待定参数.实验研究表明,这种少参数非线性自适 应滤波预测器仅需用50个样本经20次预训练后,就能有效地预测一些低维混沌序列,且这种 少参数非线性自适应滤波预测器更便于工程实现.
原子和分子物理学
微波激励ArS2体系机理的探讨
李 权, 蒋 刚, 朱正和, 刘晓亚, 陈涵德, 金行星, 唐永建
2000, 49 (12): 2340-2346. doi: 10.7498/aps.49.2340
摘要 +
采用ab initio MP2/6-31+G方法计算了ArS2体系分析势能函数.并在此基础上, 对Ar+S2的非反应动力学过程进行了研究.结果表明,Ar与S2的结合 为很弱的物理吸附,其间没有化学键生成.在所计算的能量范围,Ar与S2的动力 学过程主要是非弹性碰撞.通过对非弹性碰撞产物的分析,结果显示Ar原子对S2 基态(X3Σ-g
PuHn+(n=1,2,3)分子离子的势能函数与稳定性
刘晓亚, 王红艳, 朱正和, 李 权, 傅依备, 汪小琳, 孙 颖
2000, 49 (12): 2347-2351. doi: 10.7498/aps.49.2347
摘要 +
用密度泛函B3LYP方法对PuHn+ (n=1,2,3)分子离子进行了理论研究.结果表明,P uH+,PuH2+分子离子能稳定存在,基态电子状态是X7Σ -(PuH+)和X8Σ-(PuH2+),并 导出了相应的几何性质、力学性质和光谱数据.PuH3+(7Σ-
用能量自洽法研究碱金属双原子分子的势能曲线
文 静, 冯 灏, 孙卫国
2000, 49 (12): 2352-2356. doi: 10.7498/aps.49.2352
摘要 +
用能量自洽法(ECM)研究了碱金属双原子分子一些电子激发态的势能曲线:Na2 分子的21Πg,43Πg和b3Πu电子激发态,K2分子的a3Σ+u,21Πg,B1Πu和A
唯象论的经典领域
硬X射线位相衬度成象
高大超, A.POGANY, A.W.STEVENSON, T.GUREYEV, S.W.WILKINS, 麦振洪
2000, 49 (12): 2357-2368. doi: 10.7498/aps.49.2357
摘要 +
常规X射线成象技术是建立在吸收衬度和几何光学基础上.介绍了“in-line”位相衬度成象 技术和成象理论.以生物样品为例,说明常规X射线吸收衬底成象与位相衬度成象的差别,并 对X射线源尺寸对成象衬度的影响进行了研究.此外,对吸收衬底象和位相衬度象的关键参量 进行了计算模拟和讨论.
磁约束放电CO激光模型
王 涛, 陈清明, 毛代胜
2000, 49 (12): 2369-2373. doi: 10.7498/aps.49.2369
摘要 +
建立了磁约束放电CO激光的模型.在该模型下分析、计算了CO气体放电系统电子的能量分布 函数;CO分子的电子碰撞激发概率以及CO分子的振动-振动(V-V),振动-平动(V-T)激发概率 ;CO分子各振动态的布居数分布和对应的小信号激光增益系数.研究表明,由于磁场的加入C O分子振动态布居数分布出现凹陷.在该区域获得了更大激光的小信号增益.
新型多有源区隧道再生光耦合大功率半导体激光器
廉 鹏, 殷 涛, 高 国, 邹德恕, 陈昌华, 李建军, 沈光地, 马骁宇, 陈良惠
2000, 49 (12): 2374-2377. doi: 10.7498/aps.49.2374
摘要 +
针对大功率半导体激光器面临的主要困难,提出并实现了一种隧道再生多有源区耦合大光腔 高效大功率半导体激光器机理.该机理能有效地解决光功率密度过高引起的端面灾变性毁坏 、热烧毁和光束质量差等大功率激光器存在的主要问题.采用低压金属有机化合物气相淀积 方法生长了以碳和硅作为掺杂剂的GaAs隧道结、GaAs/InGaAs 应变量子阱有源区和新型多有 源区半导体激光器外延结构,并制备了高性能大功率980nm激光器件.三有源区激光器外微分 量子效率达2.2,2A驱动电流下单面未镀膜激光输出功率高达2.5W.
高效、高峰值功率蓝光飞秒脉冲产生研究
王屹山, 陈国夫, 于连君, 赵尚弘, 赵 卫
2000, 49 (12): 2378-2382. doi: 10.7498/aps.49.2378
摘要 +
分析计算了利用棱镜组引进频谱空间啁啾来补偿谐波倍频晶体的相位失配.结果表明,光谱 存在空间啁啾时,选择合适的透镜可在一定程度上补偿由于飞秒光脉冲的宽谱带引起的相位失配.采用此方法在实验上用自制的飞秒自锁模钛宝石激光器和BBO倍频晶体进行了二次谐波 倍频的研究,结果产生倍频蓝光的转换效率高达63%,蓝光平均输出功率达320mW,中心波长 为420nm,光谱带宽达5.5nm,可支持33.6fs的光脉冲.利用钛宝石激光器中的棱镜对进行波 长调谐,可使蓝光脉冲产生404—420nm的调谐范围.
零相关位相板准远场应用的数值研究
吕百达, 肖 峻, 姜 明
2000, 49 (12): 2383-2388. doi: 10.7498/aps.49.2383
摘要 +
对零相关位相板匀滑准远场散斑的特性进行了数值模拟,并与使用随机位相板(配合二单元 偏振控制板)的情形进行了比较.结果表明,尽管零相关位相板是针对入射场为平面波和作为 远场应用而设计的,但在准远场应用中,当离焦距离不超过0002355λf2/d2,入射场的振幅随机起伏不超过10%和位相随机起伏不超过λ/20的情况下,其 散斑的光强起伏仍明显低于采用随机位相板的情形.因而,零相关位相板在准远场应用中仍 能有效地匀滑散斑.
流体、等离子体和放电
金激光等离子体X射线精细结构谱研究
杨国洪, 张继彦, 张保汉, 周裕清, 李 军
2000, 49 (12): 2389-2393. doi: 10.7498/aps.49.2389
摘要 +
在“星光-Ⅱ”钕玻璃激光装置上,聚焦三倍频激光束于真空室内Au微点靶表面,形成高剥离 态热等离子体光源.用Pentaerythritol(PET)(2d=0.8742nm)平晶谱仪,摄录了Au离子在0.3 —0.4nm范围内的X射线发射谱.基于相对论性多组态Dirac-Fock程序包,建立了相对论性次 组态平均能计算程序,结合自旋-轨道劈裂跃迁系(SOSA)理论,计算了Au离子类Cu至类Ge离 子细致带结构谱孤立峰的中心波长和半高全宽.26条3d—nf(n=5,6,7)类Ni至类As离子子组态 跃迁形成的
托卡马克低混杂波电流驱动实验中低混杂波传播的解析分析
石秉仁
2000, 49 (12): 2394-2398. doi: 10.7498/aps.49.2394
摘要 +
通过对小参量δ=(ω2pe/ω2)-1展开,导 出了简化但普遍的低混杂波电流驱动(LHCD)参量状态下的低混杂波色散方程.讨论了环形效 应(环向磁场的R-1关系及磁面的Shafranov位移)引起的平行折射率的上移或下 移及慢波与快波的模转换条件,得到一个关于低混杂波可以向等离子体内部传播的充分条件 ,它与LHCD实验中普遍观察到的密度极限现象有密切联系.预期的临界密度nec
基于激光等离子体的光子加速
赖国俊, 季沛勇
2000, 49 (12): 2399-2403. doi: 10.7498/aps.49.2399
摘要 +
利用一维动量方程、连续性方程和泊松方程,导出了由于短脉冲激光入射到稀薄等离子体中 而引起的电子密度扰动,它与入射激光密切相关.而密度扰动的传播形成电子等离子体波(尾 波场).利用光学度规的方法,研究了与驱动激光脉冲入射相距一定空间距离入射的尾随激光 脉冲由于尾波场的作用引起的光子频率的增大.结果表明,在一定条件下,入射到尾波场中 的光子可以从尾波场中获得能量,在光子总数不变时,光子频率会增大,光子获得加速.
重粒子在阴极鞘层中输运的理论模型
王德真, 马腾才
2000, 49 (12): 2404-2407. doi: 10.7498/aps.49.2404
摘要 +
建立了重粒子在阴极鞘层中输运的理论模型,推导出离子、中性粒子入射阴极表面速度分布 函数和到达阴极的离子流、中性粒子流的解析表达式.理论结果与蒙特-卡罗模拟相一致.
1.053μm激光辐照金箔靶发射X射线能谱的实验研究
杨家敏, 丁耀南, 孙可煦, 黄天喧, 张文海, 王耀梅, 胡 昕, 张保汉, 郑志坚
2000, 49 (12): 2408-2413. doi: 10.7498/aps.49.2408
摘要 +
在“星光-Ⅱ”单束高功率激光装置上利用束匀滑的钕玻璃基频激光辐照不同厚度的金箔靶,测量了金箔靶前向和背向的X射线能谱、X射线辐射能量角分布及X射线能谱时间变化过程,研究了金箔靶中激光烧蚀及辐射烧蚀过程;获得了不同厚度金箔、不同激光功率密度及不同角度等几种条件下其前后向X射线能谱的定量测量结果,同时从不同厚度的金箔背侧X射线能谱时间过程观察到明显的辐射热波时间延迟.
利用低杂波改善约束的实验研究
李建刚, 罗家融, 万宝年, 刘岳修, 龚先祖, 李多传, 揭银先, 李智秀, 徐旵东
2000, 49 (12): 2414-2419. doi: 10.7498/aps.49.2414
摘要 +
介绍了在HT-6M托卡马克上,利用双低杂波的组合,成功地实现了准稳态的高约束模式运行. 能量约束时间提高两倍以上,粒子的约束在较高密度下依然改善3倍以上.通过应用波扩散及 电流径向扩散方程计算低杂波电流传播的方法,对一组典型的数据进行数值模拟.计算表明 ,在HT-6M低杂波实验中,由于纵场较低,密度较高,低杂波的能量沉积在离磁轴较远的位 置,使等离子体电流密度分布成为反剪切位形,内部输运垒地形成,大大提高了等离子体的 约束状况.实验数据也给出了反剪切的证据.
离子引出的二维PIC-MCC模拟
熊家贵, 王德武
2000, 49 (12): 2420-2426. doi: 10.7498/aps.49.2420
摘要 +
为探索用于原子蒸气激光同位素分离(AVLIS)的简单有效的离子引出方法,用二维particle-i n-cell with Monte Carlo collision(PIC-MCC)模拟比较了多种方法:平行板电场法,Π型电 极法,改进M型电极法,radio frequency(RF)共振法.模拟发现,磁场为零时的RF共振法不论从 离子引出时间还是从碰撞损失率看都是几种方法中最好的;其次是改进M型电极法.Π型电极 法的模拟结果与2维电子平衡流体模型的结果相差悬殊.RF共振法在有无磁场的不同条件下, 有着相
熔池表面形状对电弧电流密度分布的影响
孙俊生, 武传松
2000, 49 (12): 2427-2432. doi: 10.7498/aps.49.2427
摘要 +
电弧电流密度分布决定着电弧热流密度、电弧压力的分布,是了解焊接电弧物理本质,建立 焊接过程数学模型的基础.根据电弧物理的基本原理,建立了电弧电流密度在变形熔池表面 上的分布模型,定量分析了熔池表面形状对电流密度分布的影响规律.计算表明,电流密度 在电弧中心线附近呈双峰分布,在离开电弧中心线一定距离处变为单峰分布,熔池表面形状 对电流密度分布有明显的影响.基于该模型计算的焊缝几何形状与实测结果符合得较好.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
LiNbO3晶体中离子间相互作用势的经验参量的确定
冯少新, 李宝会, 金庆华, 郭振亚, 丁大同
2000, 49 (12): 2433-2436. doi: 10.7498/aps.49.2433
摘要 +
对铁电物质LiNbO3晶体作电子壳模型模拟,用经验参量化方法确定该三元系氧 化物离子间互作用势的经验参量,因该晶体存在共价结合特性,附加考虑了键弯曲作用势. 弛豫拟合方法的采用,使得所得参量集优于早期报道的结果.
Fe对CeyFexCo4-xSb12化合物结 构和热电传输性质的影响
唐新峰, 陈立东, 後藤 孝, 平井, 敏雄, 袁润章
2000, 49 (12): 2437-2442. doi: 10.7498/aps.49.2437
摘要 +
用熔融法合成了单相填充式skutterudite化合物CeyFexCo4-x Sb12(x=0—3.0,y=0—0.74).对Ce的填充范围,置换Fe原子对化合物的结 构及热电传输特性的影响进行了研究,Ce的填充分数随Fe含量的增加而线性增加,当Fe含量 大约为3时,Ce的填充分数达到0.74.晶格常量a随Fe含量的增加而增加,Ce的填充使晶格常 量进一步增加.当Ce填充分数达到饱和状态时,Cey
一种获得剪切模量压强二阶偏导数G″P的方法
华劲松, 经福谦, 谭 华
2000, 49 (12): 2443-2447. doi: 10.7498/aps.49.2443
摘要 +
从晶格材料的电子结构理论出发,推导了一个计算剪切模量G的压强二阶偏导数G″P的方法.针对93钨合金材料计算得到G″P=-0.033GPa-1,把这一结果 用于Birch-Murnaghan有限应变理论的计算,并与G″P=0的计算结果进行了比较 .结果表明,G″P=0的计算结果明显高于G″P≠0的计算结果,在压 强较高时,二者结果相差较大.因此,在高压下,必须考虑G″P
半导体表面气体分子吸附机理的光伏研究
颜永美, 孙宜阳, 丁小勇, 陈议明
2000, 49 (12): 2448-2454. doi: 10.7498/aps.49.2448
摘要 +
通过对p型和n型的同一硅单晶样品分别置于大气、氧气、氮气的不同氛围中所进行的各有关表面参量的光伏测算,分析了同一样品处于不同氛围中,以及不同导电类型的样品处于同一氛围中的测算结果的变化规律,探讨了出现这一规律的内在机理,解释了各有关的物理现象.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
渐变复合腔回旋管高次谐波注-波互作用非线性模拟
喻 胜, 李宏福, 谢仲怜, 罗 勇
2000, 49 (12): 2455-2459. doi: 10.7498/aps.49.2455
摘要 +
利用含电流的传输线方程,在考虑多模与电子注互作用及多模耦合的情况下,对三次谐波渐 变复合腔回旋管进行了非线性模拟,计算了H51-H52模式下三次谐 波注波互作用,分析了多模对注-波互作用的影响.
Ce填充分数对p型CeyFe1.5Co2.5Sb12化合 物热电传输特性的影响
唐新峰, 陈立东, 後藤 孝, 平井 敏雄, 袁润章
2000, 49 (12): 2460-2465. doi: 10.7498/aps.49.2460
摘要 +
研究了Ce填充分数对富Co组成的填充式skutterudite化合物:CeyFe1.5Co2.5Sb12(y=0—0.46)的热电传输特性的影响.CeyFe1.5Co2.5Sb12有现为p型传导.霍尔系数RH随Ce填充分数的增加而增加,空穴浓度p和电导率σ随Ce填充分数的增加而减少.泽贝克 系数α随Ce填
(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究
彭英才, 何宇亮, 李月霞, 徐刚毅, 刘 明
2000, 49 (12): 2466-2471. doi: 10.7498/aps.49.2466
摘要 +
采用常规等离子体增强化学气相沉积工艺,以高H2稀释的SiH4作为反应气体源和PH3作为磷原子的掺杂剂,在p型(100)单晶硅((p)c-Si)衬底上, 成功地生长了施主掺杂型纳米硅膜((n)nc-Si:H),进而制备了(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结,并在230—420K温度范围内实验研究了该异质结的I-V特性.结果表明,(n)nc-Si:H/(p)c- Si异质结为一典型的突变异质结构,具有良好的温度稳定性和整流特性.正向偏压下
铁在高压下的结构与磁性的全势的线性Muffin-tin轨道研究
詹清峰, 孔 勇, 陈子瑜, 李发伸
2000, 49 (12): 2472-2476. doi: 10.7498/aps.49.2472
摘要 +
采用全势的线性Muffin-tin轨道(FP-LMTO)方法对铁在高压下的结构和磁性进行了系统的研 究.对铁存在的三种结构bcc,fcc和hcp分别以三种磁性耦合机理在很宽的体积范围内进行了 计算,得到系统的总能、磁矩随体积变化的关系;导出了压强与体积、体弹性模量与体积的 关系曲线;讨论了各相在不同范围内的稳定性;估算了α→ε相之间的转变压强;并把得到 的结果与实验进行了比较,证明所得到的结果与实验是一致的.
多层伊辛膜的磁学性质
林多梁, 周云松, 陈金昌
2000, 49 (12): 2477-2481. doi: 10.7498/aps.49.2477
摘要 +
用变分累积展开(VCE)方法的一阶近似计算了包括最近邻和次近邻作用的多层伊辛膜的磁学 性质,导出了自发磁化强度、矫顽力、居里点、奈尔点、顺磁磁化率及分子场系数与层数的关系表达式,并做了数值计算和讨论.
掺Er3+氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光
N.Sawanobori, 李美仙, 曾 哲, 陈晓波, 聂玉昕
2000, 49 (12): 2482-2487. doi: 10.7498/aps.49.2482
摘要 +
研究了ErYb共掺的氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光现象,发现其上转换机理主要是 Er3+与Yb3+离子间的能量传递上转换而不是Er3+离子 的步进多光子吸收.研究发现由于稀土离子优先富集到PbxCd1-xF2微晶中,形成数个稀土离子组成的耦合团,使其存在强烈的团簇效应,一方面导 致了上转换荧光非常强,另一方面也导致了上转换荧光随抽运激光功率的对数变化F-P曲线 存在逐
氟氧化物玻璃陶瓷中交叉能量传递与荧光防伪的初步研究
N.Sawanobori, 陈晓波, 聂玉昕
2000, 49 (12): 2488-2493. doi: 10.7498/aps.49.2488
摘要 +
研究了Yb3+Er3+共掺和Er3+单掺氟氧化物玻璃陶瓷材 料的稳态发光行为,对氟氧化物玻璃陶瓷(FOV),氟氧化物玻璃(FOG)和氟化物玻璃(ZBLAN) 中Yb3+Er3+的交叉能量传递效应也进行了细致的研究.发现在377nm 紫外光激发4G11/2能级的情况下,由于Yb3+对Er 3+的交叉能量传递,仅在
物理学交叉学科及有关科学技术领域
TiC和AlN材料制备中的重力行为研究(Ⅰ)
李懋滋, 江国健, 张擎雪, 庄汉锐, 李文兰
2000, 49 (12): 2494-2497. doi: 10.7498/aps.49.2494
摘要 +
为了研究失重环境对液相烧结AlN复合材料的影响,在抛物线飞行飞机上,以碳钛燃烧反应 形成的高温作为实验热源,进行了失重实验和AlN复合材料、TiC材料制备中重力行为研究. 利用抛物线飞行时产生的不同重力环境,研究了不同重力水平对碳钛燃烧反应的影响.研究 结果显示,重力水平的差异导致燃烧温度不同,样品的不同取向下重力对燃烧反应的影响不同.
TiC和AlN材料制备中的重力行为研究(Ⅱ)
李懋滋, 江国健, 张擎雪, 庄汉锐, 李文兰
2000, 49 (12): 2498-2501. doi: 10.7498/aps.49.2498
摘要 +
利用化学炉,在不同重力水平下燃烧合成了一系列TiC材料,并研究了不同重力水平对TiC显 微结构的影响.结果表明,失重与重力条件下制备的材料显微结构不同,失重条件下,材料 具有更细的孔径和更加均匀的气孔分布.
TiC和AlN材料制备中的重力行为研究(Ⅲ)
李懋滋, 江国健, 张擎雪, 庄汉锐, 李文兰
2000, 49 (12): 2502-2506. doi: 10.7498/aps.49.2502
摘要 +
首次利用化学炉,在抛物线飞行飞机提供的失重条件下进行了AlN复合材料制备的初步研究. 研究结果显示,飞行条件下制得的样品与地面样品的显微结构存在差异,这种差异与重力水 平有关.相对于地面实验样品,失重条件有利于制备组分和结构均匀的AlN复合材料.
用太阳光谱测量空气中NO2浓度的方法研究
周 斌, 刘文清, 郑朝晖, 张玉钧, 宋炳超, 王锋平
2000, 49 (12): 2507-2513. doi: 10.7498/aps.49.2507
摘要 +
根据Noxon方法,利用NO2在430—450nm范围内的吸收特性,测量空气中NO 2的浓度.介绍了一种利用光学差分吸收原理,以太阳光为光源,二极管阵列为探测器 ,黄山光明顶上的太阳光谱为参考光谱测量大气中NO2浓度的新光学方法.
研究快讯
平面横电磁波模的初值问题
陈 睿
2000, 49 (12): 2514-2518. doi: 10.7498/aps.49.2514
摘要 +
经典理论所描述的电场和磁场处处同相的平面电磁波模并不存在.Maxwell方程组的解依赖于 电磁场的初始值或边界条件,根据不同的初始条件解得的平面电磁波模是不同的.结果表明 ,平面电磁波是横波,在不同的位置,由变化的电场激发的磁场或由变化的磁场激发的电场 振幅不同,电场与磁场的相位差也不同.