龚驰 1,3李子良 1,2,*李英骏 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083
2 中国矿业大学(北京) 理学院,北京 100083
3 华北电力大学 数理系,保定 071003
随着激光技术的飞快发展,激光强度不断提高,超强外场下真空中正负电子对产生的过程,即能量向质量转化过程,已经成为一个研究热点。主要综述了近几年量子Vlasov方程方法和计算量子场论(数值求解Dirac方程)方法在研究强场下真空中正负电子对产生方面的进展,分别介绍了空间均匀场和空间不均匀场下的粒子对产生的情况。第一种情况主要介绍双脉冲结构振荡电场中电子-正电子对的产生、强双频振荡电场中非微扰电子-正电子对的产生、频率调制的激光场中电子-正电子对的产生和Dirac真空对啁啾外场的快速分辨。第二种情况主要介绍优化空间局域电场提高粒子对的产生率、多个势阱-垒结构的振荡场对粒子对产生的增强、振荡 Sauter 电势中正负电子对产生的问题、操纵Dirac真空以控制其在场诱导下的衰变、作为信息传输介质的Dirac真空还有正负电子对产生中的相干和非相干啁啾机制的转变。
强场物理 正负电子对 量子Vlasov方程 计算量子场论 strong field physics electron-positron pair quantum Vlasov equation computational quantum field theory 
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012002
作者单位
摘要
1 北京市科学技术研究院 辐射技术研究所,北京 100875
2 北京师范大学 核科学与技术学院,北京 100875
用计算量子场论方法研究了非线性啁啾频率对势阱中正负电子对产生的增强效应。研究了由静态势阱和动态势阱组成的组合势阱中产生的正负电子对的密度、产额和能谱等性质随着啁啾参数的变化,分析了组合势阱的频谱和瞬时束缚态。发现非线性啁啾效应对低频区域比较敏感,与固定频率情况相比可以使粒子数增加2~3倍。与组合势阱相比,非线性啁啾效应对单个振荡势阱更敏感。在低频下单个振荡的势阱中正负电子对产额可提高多个数量级。这是因为在低频下单个振荡的势阱中,主要通过量子隧穿过程产生的正负电子对数目非常低。非线性啁啾效应增加了高频场成分,提高了多光子过程和动力学辅助机制。由于高频抑制作用,所以非线性啁啾效应对高频区域粒子的增量不大,甚至会抑制正负电子对的产生。
正负电子对产生 非线性啁啾频率 计算量子场论 多光子过程 动力学辅助机制 electron-positron pair production nonlinear chirped frequency the computational quantum field theory multiphoton processes dynamically assisted mechanism 
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012003
Author Affiliations
Abstract
1 Intense Laser Irradiation Laboratory, INO-CNR, Pisa, Italy
2 ELI-NP, Magurele, Ilfov, Romania
3 Maison de la Simulation, CEA, USR 3441, Gif-sur-Yvette, France
4 INFN, Sect. of Pisa, Pisa, Italy
After the introduction of the ionization-injection scheme in laser wake field acceleration and of related high-quality electron beam generation methods, such as two-color and resonant multi-pulse ionization injection (ReMPI), the theory of thermal emittance has been used to predict the beam normalized emittance obtainable with those schemes. We recast and extend such a theory, including both higher order terms in the polynomial laser field expansion and non-polynomial corrections due to the onset of saturation effects on a single cycle. Also, a very accurate model for predicting the cycle-averaged distribution of the extracted electrons, including saturation and multi-process events, is proposed and tested. We show that our theory is very accurate for the selected processes of ${\mathrm{Kr}}^{8^{+}\to {10}^{+}}$ and ${\mathrm{Ar}}^{8^{+}\to {10}^{+}}$ , resulting in a maximum error below 1%, even in a deep-saturation regime. The accurate prediction of the beam phase-space can be implemented, for example, in laser-envelope or hybrid particle-in-cell (PIC)/fluid codes, to correctly mimic the cycle-averaged momentum distribution without the need for resolving the intra-cycle dynamics. We introduce further spatial averaging, obtaining expressions for the whole-beam emittance fitting with simulations in a saturated regime, too. Finally, a PIC simulation for a laser wakefield acceleration injector in the ReMPI configuration is discussed.
field theory ionization high-quality electron beams ionization injection laser wakefield acceleration laser–plasma acceleration resonant multi-pulse ionization injection tunnel ionization two-color ionization ultraintense laser pulses 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(2): 02000e15
程航 1,2万远 3陈奕云 2,4,5万其进 1,6,7[ ... ]胡佳蒙 2
作者单位
摘要
1 武汉工程大学化学与环境工程学院, 湖北 武汉 430073
2 武汉大学资源与环境科学学院, 湖北 武汉 430079
3 湖北师范大学城市与环境学院, 湖北 黄石 435002
4 土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 江苏 南京 210008
5 武汉大学苏州研究院, 江苏 苏州 215123
6 武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室, 湖北 武汉 430073
7 湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室, 湖北 武汉 430073
8 深圳大学生命科学学院, 广东 深圳 518060
9 湖北省环境科学研究院, 湖北 武汉 430072
测量重金属化合物氯化铬(CrCl3)、 氯化铜(CuCl2)、 氯化锌(ZnCl2)的可见-近红外反射光谱(VNIRS), 将重金属反射光谱与重金属元素的核外电子排布式联系起来, 观察重金属化合物的反射光谱特征; 结合晶体场理论分析重金属的特征反射峰出现的波段位置和原因。 以湖北大冶地区土壤样品为例, 向土样中添加不同浓度梯度的CrCl3, CuCl2和ZnCl2并测定其可见-近红外反射光谱, 研究不同种类不同浓度的重金属对土壤反射光谱的影响。 对样本的反射光谱进行不同光谱预处理, 探究重金属浓度与土壤反射光谱之间的线性相关关系及显著相关(p<0.05)波段出现的位置和潜在机理。 结果表明, 重金属化合物CrCl3, CuCl2和ZnCl2在可见光-短波近红外波段范围内的反射光谱特征与重金属元素3d轨道上的电子填充状态有关。 添加入土壤中的重金属化合物影响了土壤的可见-近红外反射光谱, 其浓度与土壤反射光谱之间整体呈负相关, 最大负相关系数分别为-0.788, -0.880和-0.824。 样品反射光谱经不同预处理后, 重金属浓度与土壤反射光谱之间的线性相关关系有所变化, 显著相关波段信息更加丰富。 研究表明, 重金属的可见-近红外反射光谱与重金属的电子结构紧密相关, 可见-近红外反射光谱技术可以检测到土壤中较高浓度重金属的存在, 该技术在快速高效、 无损低耗地预测土壤重金属元素含量方面拥有巨大潜力。 基于部分重金属化合物的可见-近红外反射光谱特征, 结合晶体场理论为土壤重金属的定性和定量反射光谱分析提供了理论依据和实验参考。
可见-近红外反射光谱 土壤重金属 预处理 晶体场理论 线性相关关系 Visible and near-infrared reflectance spectroscopy Soil heavy metals Pretreatment Crystal field theory Linear correlation 
光谱学与光谱分析
2018, 38(3): 771
作者单位
摘要
四川师范大学 物理与电子工程学院,成都 610101
在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上,结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C3H7NO2∶VO2+ 晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱,及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果,发现高价钒离子(V4+)掺杂在C3H7NO2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.
超精细结构 EPR参量 晶体场理论 CT机制 Hyperfine structure Spin Hamiltonian parameters Crystal field theory CT mechanism C3H7NO2∶VO2+ C3H7NO2∶VO2+ 
光子学报
2017, 46(6): 0616007
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学制造学院, 四川 成都 610065
3 四川大学原子核科学技术研究所, 四川 成都 610065
基于开口谐振环(SRR)的电磁响应特性以及严格电磁场理论,研究了由开口谐振环结构构成的异向介质体内的太赫兹波增强效应及谐振行为。仿真模拟了谐振环结构体内电场、电场能量密度和能流量的空间分布,讨论了电场能量密度随入射太赫兹波频率的变化规律。此外,还分析了谐振环结构参数对异向介质的谐振特性及其太赫兹波增强效应的影响。研究结果表明,在开口谐振环结构的开口缝隙处存在显著的太赫兹波增强效应,不仅电场显著增强,而且还会出现电场能量密度极值,并且,谐振时的电场增强效应比非谐振时明显增大。此外,谐振频率和电场能量密度均会随着谐振环结构参数的变化而呈现明显变化。
光谱学 太赫兹波 增强效应 严格电磁场理论 异向介质 
激光与光电子学进展
2014, 51(2): 023001
作者单位
摘要
重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
利用真空抽滤法制备出具有宽频域吸光性能,且可应用于金属和塑料等多种环境的自支持碳纳米管薄膜(CNF);利用表面活性剂辅助制备了稳定的碳纳米管分散液,利用真空抽滤法在混合纤维素滤膜上得到了不同厚度的碳纳米管薄膜,并利用氙灯加热法实现了薄膜的完美分离。结果表明:碳纳米管分散液经真空抽滤后可在滤膜上形成具有纠缠交错呈平面网状结构的连续均匀各向同性薄膜,薄膜厚度与抽滤碳纳米管沉积量成正比关系;薄膜的光吸收率随着方阻的增大而增大,实验观察结果与用电磁场理论分析结果相符;350~2500 nm波段宽频域的光吸收率为94%~98%,并具有一定的提高空间。
薄膜 碳纳米管薄膜 真空抽滤法 吸光性能 电磁场理论 
中国激光
2013, 40(s1): s107001
王慧 *
作者单位
摘要
解放军理工大学 理学院,江苏 南京211101
在V型双轴性向列相液晶分子的基础上构造一对称Y型分子,并将其抽象为呈“Y”状排列的三刚性分子长棒,考虑棒与棒间的简单相互作用的叠加,得到了分子间的相互作用能。利用平均场理论,得到系统的自由能与序参数之间的函数关系,并给出了在一定温度下系统从各向同性相至单轴相以及从单轴相至双轴相相变的相图。
向列相液晶 Y型分子 相变 平均场理论 nematic liquid crystal Y-shaped molecule phase transition mean field theory 
液晶与显示
2011, 26(3): 301
陈华英 1,2,*刘三秋 1,2
作者单位
摘要
1 南昌大学 材料学院, 南昌 330031
2 南昌大学 理学院, 南昌 330031
从椭圆偏振激光场波包所满足的非线性控制方程出发, 利用场论方法, 构造该非线性方程的拉格朗日密度函数, 得到激光场波包的能量集中具有准粒子特性, 并给出守恒的粒子数、动量和能量。讨论了调制不稳定发展后期的波包坍塌动力学问题, 利用归一化的粒子数密度分布作为权重, 分析了激光场的波包。结果表明,激光场波包的尺度在有限的时间进程中, 将塌缩到一个很小的值, 证明了激光场具有塌缩行径。
椭圆偏振激光 坍塌 等离子体 场论 拉格朗日密度 elliptically polarized laser beam collapse plasma field theory Lagrange density 
强激光与粒子束
2010, 22(12): 2885
作者单位
摘要
1 内江师范学院物理与电子信息工程学院,四川 内江 641112
2 西南民族大学电气信息工程学院,四川 成都 610041
3 绵阳师范学院物理与电子工程学院,四川 绵阳 621000
采用晶体场理论和3d9电子组态在平面四角晶场中的g因子和超精细结构常数A的三阶微扰计算公式以及 CdCl2 :Cu2 + 晶体的局域结构与 EPR 谱之间的定量关系,合理解释了 CdCl2 :Cu2 + 晶体的 EPR 谱及局域晶体结构, 所得 EPR 参量与实验观测相符合。研究发现芯极化常数约为0.2827。平面四角键长的变化约为 0.013 nm。因此,CdCl2 晶体中掺杂Cu2 + 后,由于静态 Jahn-Teller 效应引起的晶格驰豫,导致晶格在平面四角内发生了 略微伸长的畸变。
光谱学 电子顺磁共振 晶体场理论 掺铜氯化镉 spectroscopy electron paramagnetic resonance crystal-field theory CdCl2:Cu2+ 
量子电子学报
2010, 27(6): 665

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