基于传输矩阵理论及多模速率方程，研究了宽谱太赫兹量子级联激光器在不同光反馈强度下的自混合动力学特性。研究发现，在弱反馈下光场自混合对激光器光谱特性影响很小；反射物位置移动时的自混合信号呈正弦规律变化，同时自混合信号幅度随反射物位置的变化表现出周期性调制现象。宽谱量子级联激光器在弱反馈下可以应用于测距、成像及光谱测量。在强反馈下，宽谱激光器光谱受自混合影响显著，并有新的模式在原自由运行模式附近出现；但随着反射物移动，自混合信号波峰个数同弱反馈条件下一致，可正确描述反射物的移动规律。因此，强反馈下宽谱量子级联激光器仍可在一定条件下实现微米级的测距和成像技术。这一研究将有助于发展基于宽谱太赫兹量子级联激光器自混合现象的传感器应用。
太赫兹 量子级联激光器 自混合 宽谱激光器 传输矩阵 terahertz quantum cascade lasers self-mixing interference broadband lasers transition matrix 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(4): 297
延安大学 物理与电子信息学院，陕西 延安 716000
通过数值和解析相结合的方法研究了对称和不对称分子谐波辐射与其结构的内在关系。首先应用虚实演化法得到了对称分子和不对称分子的基态波函数的数值表达式，从基态波函数出发，计算了束缚-连续态跃迁偶极矩，并与纯解析方法得到的跃迁偶极矩进行了比较。结果表明：对于对称分子，用虚实演化方法计算得到的基态波函数显著改善了奇次偶极矩和奇次谐波谱的一致性；对于不对称分子，得到的基态波函数显著改善了奇偶偶极矩最小值和奇偶谐波极化最大值之间的一致性；结果验证了高次谐波谱与跃迁偶极矩之间的一一对应关系。通过跃迁偶极矩可重构分子轨道，从而深入了解对称分子高次谐波与对称分子轨道之间的相互关系及不对称分子奇偶高次谐波与不对称分子轨道之间的相互关系。
高次谐波 跃迁矩阵元 数值法 解析法 对称分子 不对称分子 High-order harmonic generation Transition matrix elements Numerical method Analytical method Symmetric molecules Asymmetric molecules
1 山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛 266590
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
3 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学),天津 300072
设计了组分为Al0.5Ga0.5As/GaAs/Al0.2Ga0.8As阶梯形量子阱结构,其导带子带能级可与中红外双波长CO2激光器的泵浦光光子能量共振.计算了此量子阱对两束泵浦光的二阶非线性差频系数χ(2)DFG及三阶非线性系数χ(3)ω1和χ(3)ω2的表达式；在导带分别为抛物线形和非抛物线形两种条件下,对比研究了三个非线性系数随两束泵浦光波长的变化.χ(2)DFG、χ(3)ω1和χ(3)ω2随两束泵浦光波长λp1和λp2都是呈现出先增大后减小的变化趋势,对应不同泵浦波长,存在一个峰值；相比于导带为抛物线形,在非抛物线条件下三个非线性系数随短波长的泵浦光λp1的变化出现“红移”现象,而随长波长的泵浦光λp2的变化峰值位置基本相同；由量子限制效应导致的两种导带情况下子带能级变化,即与泵浦光光子共振条件发生变化,是出现“红移”的原因；而峰值数值上的差异,主要由量子阱子带能级间的跃迁矩阵元和两种导带条件下不同的能级差决定.
非线性光学性质 非对称量子阱 非抛物线形 跃迁矩阵元 nonlinear optical effect asymmetric quantum well non-parabolicity transition matrix element
1 兴义民族师范学院 物理与工程技术学院, 贵州 兴义 562400
2 河南师范大学 物理与电子工程学院, 河南 新乡 453000
通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性,结果表明: 在TE极化情况下,当包裹层为金属-芯层为左手材料的三层平板波导满足波导导行条件时,导波层能承载新功能的导波模式,即不存在TE0模; 在特殊条件下存在TE1模,而且这导波模式与电磁波频率、材料的介电常数和磁导率密切相关; 当不满足波导导行条件时,三层平板波导的三个区域出现不同指数规律衰减的表面波,当导波系数与导波层厚度的乘积为2.1π时,不同模式的表面波将趋向一致。模系数m的奇偶性对导波模式和表面波的能流分布有着显著的影响。利用包裹层为金属-芯层为左手材料三层平板波导的导波模式、表面波和能流分布的奇异特性,可以实现特效导波模式的波导器件,为波导实际设计和应用提供了理论参考。
转移矩阵法 左手材料 平板波导 导波模式 能流分布 transition matrix left-handed materials slab waveguides Guided wave mode energy flux distribution
1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
2 广西工学院汽车工程系, 广西 柳州 545006
当前压缩感知中测量矩阵的优化是测量阶段和重构阶段采用同一矩阵的事前优化。采用了以行变换为主的测量矩阵优化算法和过渡矩阵将压缩感知的测量矩阵和重构矩阵相分离，在测量阶段采用单像素相机的0-1稀疏矩阵，在重构阶段采用近似矩阵，这是区别于传统思路的测量数据和测量矩阵的事后优化方法。理论分析和实验结果表明，优化矩阵的性能好于稀疏循环矩阵，近似矩阵和优化矩阵具有相近的性能。研究成果降低了测量矩阵工程设计和实现的难度。
图像处理 压缩感知 测量矩阵 重构矩阵 过渡矩阵 相关性
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
传输型立体测绘卫星利用测绘相机进行摄影测量时, 需要确定测绘相机在惯性坐标系中的姿态。确定姿态时, 首先由星敏感器测量得到星敏测量坐标系在惯性坐标系中的姿态, 然后通过星敏测量坐标系与星敏立方镜的转换矩阵、星敏立方镜与测绘相机立方镜的转换矩阵, 得到测绘相机测量坐标系在惯性坐标系中的姿态。文中介绍了各坐标系的定义, 根据星敏立方镜与测绘相机立方镜坐标系的关系, 利用4台经纬仪测量系统分别建立星敏立方镜和测绘相机立方镜的坐标系以及2坐标系间的转换矩阵,介绍了2个立方镜坐标系的标定方法, 多次测量结果表明, 最大标定误差为1.011 6", 优于2"(1σ), 满足立体测绘精度的要求。
测绘相机 立方镜 星敏感器 转换矩阵 标定 mapping camera cubic prism star sensor transition matrix calibration
1 井冈山师范学院物理系,江西吉安343009
2 四川大学原子与分子物理研究所,成都610065
采用B3P86方法计算了C6H6在外电场作用下分子系统的能量及分子轨道能级、谐振频率、CH键离解能和极化率等分子特性；通过跃迁矩阵元计算了各激发态的激发能，吸收及自发辐射系数，从而进一步分析了苯分子的外场效应。对于高分子化合物尤其是具有苯环结构的有机高分子化合物的外场作用特性的研究具有参考价值。
C6H6 密度泛函方法 跃迁矩阵 C6H6 DFT Transition matrix elements Effect under external electric field 原子与分子物理学报
2004, 21(2): 291
1 四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065
2 中国工程物理研究院,绵阳,621900
本文计算H2从基态到激发态的跃迁矩阵元(μ)0n,振子强度f0n,自发辐射系数An0和吸收系数B0n(n=1-6),还计算了在电场AE→U2=-72.0,-36.0,0.0,36.0和72.0 V/M下H2的行为.对进一步研究高分子材料的外场效应有参考价值.
跃迁矩阵元 电磁场 H2 H2 Transition matrix elements Electromagnetic field 原子与分子物理学报
2003, 20(2): 169
利用U(5)群链描述三原子分子振转谱的对称性质,并用群论方法计算了CO_2分子喇曼散射的跃迁矩阵元,给出了它的振动与转动喇曼散射截面.结果与实验较好地符合.
喇曼散射 群论 跃迁矩阵元
本文利用群链U(4)U(3)O(3)描述双原子分子N2和O2振转谱的对称性质,并利用群论方法计算了N2和O2分子转动喇曼散射的跃迁矩阵元,给出了它们的转动喇曼散射的截面。结果与实验较好地符合。
转动喇曼散射 跃迁矩阵元 截面
