1 东莞理工学院计算机学院
2 重庆警备区自动化研究所, 重庆 400074
3 东莞理工学院电子工程学院, 广东 东莞 523808
周期介质的特殊性质引起了人们的广泛兴趣, 为人们寻找新材料和新光源开辟了全新领域。周期介质的交变应力场决定了超晶格的光电性能。在经典力学框架内, 利用广义三角函数的Bessel展开和多尺度法导出了系统的一级近似解；并对强场和弱场情况进行了分析。结果表明, 当位错能量大于周期势垒, 或位错振幅大于超晶格层厚时, 位错可在滑移面内运动实现能量转移与释放, 有利于改善超晶格材料的光电性质。
周期介质 超晶格 位错 光电性质 periodic medium superlattice dislocation photoelectric properties
1 东莞理工大学 a.计算机学院
2 重庆警备区自动化研究所, 重庆 400074
3 东莞理工大学 b. 电子工程学院, 广东 东莞 523808
在经典力学框架内, 把Seeger方程化为广义的SineGordon方程, 从行波解出发, 把SineGordon方程进一步化为带有固定力矩的摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地描述了系统的相平面特征。基于物理学的功能原理, 提出了用能量法对系统进行分析, 再借助相面积概念, 引入能量释放系数进一步刻画了位错的能量释放机制。结果表明, 由于晶格常数不匹配或外延条件不理想, 在一定条件下位错聚集的能量是可以完成转移与释放的。
超晶格 位错 正弦高登方程 哈密顿量 能量法 superlattice dislocation SineGordon equation Hamiltonian energy method
东莞理工学院 电子工程学院, 广东 东莞 523808
在经典力学框架内和小振幅近似下，引入正弦平方势，把粒子的运动方程化为广义Duffing方程。在二次非线性情况下，把Duffing方程化为外尔斯特拉斯方程，并用外尔斯特拉斯函数分析了系统的相平面特征。用李雅普诺夫方法讨论了系统二次超谐共振，以及系统的稳定与临界条件。结果表明，适当调整参数就可以保证系统状态是稳定的。
超晶格 量子阱 Duffing方程 外尔斯特拉斯函数 稳定性 superlattice quantum well Duffing equation Weierstrass function stability
东莞理工学院 电子工程学院, 广东 东莞523808
晶体摆动场辐射的能量很高, 是获得短波长激光的重要途径之一。关键问题是如何提高摆动场辐射强度, 如何将摆动场辐射与沟道辐射分离, 将摆动场辐射中的相干辐射与自发辐射分离。首先, 在经典力学框架内和线性近似下, 讨论了摆动场辐射的瞬时辐射强度和平均辐射强度;引入无量纲偏转角讨论了这两种辐射的强度比、频率比和相干性。结果表明, 在无量纲偏转角大于大于1时, 只需在束流方向上放置一个张角为Δθ≈γ-1的接受器就可以将相干的摆动场辐射成功收集, 而这时两种辐射的频率比和强度比都很大。
弯晶 晶体摆动场 摆动场辐射 沟道辐射 相干性 bent crystal crystalline undulator field undulator field radiation channeling radiation coherence
1 东莞理工学院 电子工程学院，广东 东莞 523808
2 华南理工大学 电子与信息学院，广州 510640
在人们寻找新光源，特别是短波长激光光源的探索中弯晶起到了十分重要的作用，参数X-射线辐射射和晶体摆动场辐射引起了人们极大注意。为了成功获得参数X-射线辐射和晶体摆动场辐射，系统必须是稳定的。分析了晶体弯曲、辐射衰减、晶格热振动、电子多重散射和相互作用的非线性等因素对系统稳定性的影响。在经典力学框架内和小振幅近似下，把粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项和固定力矩的广义摆方程。用摄动法讨论系统在1/2和1/3超共振附近的运动行为，发现了共振曲线的后弯和跳跃现象。临界条件的分析表明，系统的稳定性与它的参数有关，适当调节系统参数，就可以保证系统是稳定的。
参数X-射线辐射 晶体摆动场辐射 沟道辐射 稳定性 摄动法 parametric-ray radiation crystalline undulator radiation channeling radiation stability perturbation method
1 东莞理工学院城市学院
2 东莞理工学院电子工程学院，广东 东莞 523106
指出了对周期介质加上周期变化的电场，可望获得时空周期变化的周期场；在这种场中运动的带电粒子表现出人们预期的行为。讨论了超相对论情况下带电粒子的同步辐射，并以掺杂超晶格为例进行具体分析。在经典力学框架内和偶极近似下，把粒子的相位运动方程化为广义摆方程；讨论了带电粒子的同步辐射能量和系统的稳定性。结果表明，适当选择系统参数就可以保证系统的稳定性，如果选择势阱深度为1eV，周期为100nm，相对论因子为104时，电子的辐射频率可达1.25×1020Hz，辐射进入X能区。
掺杂超晶格 时空周期场 超相对论粒子 同步辐射 稳定性 doping superlattice timespace periodic field ultrarelativistic particle synchrotron radiation stability
1 东莞理工大学 计算机学院， 广东 东莞 523808
2 华南理工大学 机械与汽车工程学院， 广州 510640
3 东莞理工大学 电子工程学院， 广东 东莞 523808
在经典力学框架内和Seeger方程基础上, 引入正弦平方势，把位错运动方程化为具有外力矩的摆方程。导出了弯结的形成能、弯结宽度、密度以及系统的激活能和弯结对的临界距离等物理量。指出位错在滑移面内的运动可视为弯结沿位错线的迁移与垂直方向的势垒翻越组成。
超晶格 位错 弯结 形成能 激活能 superlattice dislocation kinks formation energy activation energy
东莞理工学院 电子工程学院，广东 东莞 523106
注意到晶体摆动场辐射是基于沟道粒子的横向运动，而晶体的周期弯曲则等效为作用在粒子上的力。把晶体的周期弯曲视为相互作用势，并考虑在周期摆动场中粒子的“同步辐射”。在经典力学框架内和偶极近似下，把粒子的纵向运动方程化为摆方程，并在小振幅近似下，把它进一步化为Duffing方程。用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分严格地给出了粒子轨道和它的运动周期；讨论了沟道辐射、摆动场辐射和“同步辐射”能量(频率)。结果表明，三种辐射之间的频率差别比较大，在实验上很容易将他们分开。选择如下一组参数V0=0.5eV，波长λp=100nm，能量γ=104，计算结果表明，“同步辐射”频率Ω=8.83×1019，已进入X能区。
超相对论粒子 沟道辐射 摆动场辐射 同步辐射 ultrarelativistic particle channeling radiation undulator field radiation synchronized radiation
1 东莞理工大学 电子工程学院，广东 东莞 523106
2 重庆交通大学 图书馆，重庆 400074
3 重庆大学 电气工程学院，重庆 400044
假设介质是中心对称的，并考虑入射场与感应场同介质相互作用，在经典力学框架内，把介质的运动方程化为双频激励下的Duffing方程，用多尺度法揭示了拉曼谱的复杂结构。分析了系统的倍频共振和组合共振。结果表明，在拉曼线两侧出现了很多伴线，而且这些伴线的强度是彼此不同的；指出了可以利用共振效应，通过适当的参数选择或介质选择就可获得强的激光输出。
受激拉曼散射 Duffing方程 多尺度法 共振 stimulated Raman scattering Duffing equation multi-scale techniques resonance
东莞理工大学 电子工程学院，广东 东莞523106
在经典力学框架内和位错线整体运动的假设下，把Seeger方程化为具有固定力矩的摆方程。引入相面积概念描述了位错的能量转移和释放机制，并导出了能量释放系数。分析表明，同宿轨道很难完成能量传递，周期轨道也不能实现大范围内的能量转移。但是，只要适当控制超晶格的生长温度和速度，就可实现系统能量的有效释放。
超晶格 位错 能量释放 相平面 分支线 superlattice dislocation energy release phase plane separatrix
