山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以分数薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶法研究了双艾里-高斯光束在高斯势垒中的相互作用。结果表明,艾里-高斯光束在入射后产生分裂,随着莱维指数的增大,分裂现象会逐渐消失。同时,改变莱维指数可以调节光束的衍射效应和两光束之间的夹角。在自加速、分数衍射效应和势垒壁反射的共同作用下,传输呈现周期性演化。通过改变势垒参数可以控制传输周期以及光束的透射和反射比。在分布因子较小时,间隔参量会影响光束的演化周期,其符号决定了在两光束间是主瓣还是旁瓣进行主要作用。此外,在一定的相对相位条件下,两束艾里-高斯光束相互作用会发生能量转移,且随着间隔参量的变化,能量转移过程也会发生相应的改变。利用这些特性可以控制光束的传播方向和产生的光束数量,在光开关、分路器等领域有潜在的应用价值。
衍射 艾里-高斯光束 分数薛定谔方程 高斯势垒 中国激光
2021, 48(20): 2005002
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以分数薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶法进行数值模拟,研究了线性势作用对艾里-高斯光束的传输特性和两光束相互作用的影响。结果表明,艾里-高斯光束在无线性势作用时会分裂成两束,有线性势作用时分裂现象逐渐消失,光束传输呈现周期演化,且主瓣能量和旁瓣能量几乎不随传输距离的增加而改变。该周期演化在参数改变时会有不同的表现,据此可调节光束的周期演化过程。线性系数主要影响演化周期,而且它的符号可以控制光束的偏转方向和分布空间;莱维系数则会改变光束的横向振荡幅度,同时光束偏转角度会发生变化,光束的演化路径由近似折线变为曲线。在满足一定的相位条件下,相互作用的两光束的能量会发生周期性互换,随着莱维系数的增大,这种周期性互换现象会消失。这些结果为光束在光开关和光学逻辑器件中的应用以及光束的调节提供了理论参考。
光纤光学 艾里-高斯光束 分数薛定谔方程 线性势
1 太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024
2 烟台大学环境与材料工程学院，烟台 264005
可充电水系锌锰电池成本低、环保无毒、安全性好，在大规模储能领域具有广阔应用前景。然而，该电池中不仅存在MnO2正极导电率低、结构稳定性差等问题，而且存在负极锌枝晶生长与析氢腐蚀问题，这严重制约了电池循环稳定性的提升。本文采用水热法制备了Al掺杂二氧化锰作为锌锰电池的高稳定性正极材料，并通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)详细讨论了Al掺杂对MnO2物相、形貌、含水量与电化学性能的影响。研究表明，Al掺杂不仅使样品由微米级β-MnO2转变为纳米级α-MnO2，还使产物中结晶水含量增加。作为锌锰电池正极材料，所制备的Al掺杂MnO2在1 A?g-1高电流密度下500次循环后剩余容量高达150.1 mAh?g-1，循环稳定性远优于未掺杂的MnO2样品(500次循环后容量为97.8 mAh?g-1)。本研究对高性能锌锰电池的开发具有一定启示意义。
Al掺杂 二氧化锰 循环稳定性 锌锰电池 水热法 Al doping MnO2 cycling stability Zn-MnO2 battery hydrothermal method
山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
以非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶数值模拟方法,讨论了有限能量艾里-厄米-高斯光束在克尔介质中的传输特性以及相互作用。研究表明,通过控制介质的非线性强度和艾里-厄米-高斯光束的初始振幅,可以抑制光束的衍射效应,当它们满足一定条件时,能够产生孤子。通过研究两艾里-厄米-高斯光束的相互作用,发现调整两光束的初始间隔以及相位,可以控制孤子的数量和传输方向。
光纤光学 艾里-厄米-高斯光束 克尔介质 孤子 fiber optics Airy-Hermite-Gaussian beam Kerr medium soliton
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以带有抛物势的薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶数值模拟方法,对势阱介质中的有限能量艾里-厄米-高斯光束的传输特性以及相互作用关系进行研究。结果表明,势阱介质会使有限能量艾里-厄米-高斯光束的光场结构在传输过程中发生旋转。随着势阱强度的增大,光束的光场结构完成旋转所需的传输距离越来越短。此外,进一步探讨了具有不同初始间隔的两个有限能量艾里-厄米-高斯光束在势阱介质中的相互作用关系,发现在传输过程中光束的光斑数量会发生变化。
光纤光学 艾里-厄米-高斯光束 势阱介质 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 240602
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法研究了光折变介质中艾里-高斯光束的传输特性。结果表明:满足一定条件时,光折变介质中会形成周期振荡的空间孤子;介质的非线性系数越大,形成空间孤子所需的传输距离越短,孤子的振荡周期越小;当艾里-高斯光束的初始入射功率在一定范围内时,光折变介质中才会形成稳定的空间孤子;在空间孤子形成时,由于局部能量竞争,会出现光束分裂成丝现象。此外,还研究了微噪声扰动对艾里-高斯光束在光折变介质中传输稳定性的影响。
光纤光学 艾里-高斯光束 光折变 孤子
西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
以标准球作为测量基准, 以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式, 以保证叶片的测量效率, 并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据, 并对获得的截面点云数据进行误差补偿、去噪、简化等预处理操作, 利用非均匀有理B样条曲线拟合算法得到叶片特征曲线.实验结果证明该方法可以有效地提高叶片前后缘的重构准确度, 并为叶片的三维建模提供更为准确的原始数据.
线扫描激光传感器 全数据测量 快速检测 透平叶片 误差补偿 拟合 叶片前后缘 Laser line-scanning sensor Total data measurement Rapid measurement Turbine blade Error compensation Fitting The leading and trailing edge of the blade 光子学报
2017, 46(11): 1128002
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以变系数耦合高阶非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法研究了有初始啁啾的艾里脉冲和光孤子在非均匀光纤的反常色散区传输时艾里脉冲的演化特性。结果表明: 正负啁啾条件下艾里脉冲都会产生俘获孤子。当初始啁啾为正时, 产生传播方向与原加速方向相反的艾里脉冲; 当初始啁啾为负时, 艾里脉冲会沿与加速方向相反的方向发生色散。研究了不同截断系数和非线性条件下正啁啾艾里脉冲的传输演化特性。
光纤光学 非均匀光纤系统 耦合高阶非线性薛定谔方程 啁啾 艾里脉冲
