湖北汽车工业学院数理与光电工程学院 湖北 十堰 442002
为提出一种更加简便有效的对角化哈密顿量的实用方法,以线性代数中的N元二次型的通用计算流程为基础,研究了二重构型类的量子玻色模型的哈密顿量对角化方法。以Dicke模型及腔光力杂化体系的哈密顿量的对角化过程为例,通过普通二次型到标准二次型的线性代数计算流程验证了该方法的正确性和有效性。尽管应用此法来处理量子模型的哈密顿量对角化问题有二重构型的条件限制,但是相信它也会为研究特定体系的量子相变问题提供另一类行之有效且简便的基本方法。
量子光学 哈密顿量对角化 二次型 本征能量 quantum optics Hamiltonian diagonalization quadratic form eigen energy 量子光学学报
2023, 29(2): 020101
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091005
1 北京科技大学科技史与文化遗产研究院，北京 100083
2 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 脊椎动物演化与人类起源重点实验室，北京 100044
3 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心，北京 100044
4 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京100049
新疆哈密地区翼龙化石具有极高的科学研究价值。 哈密翼龙动物群主要埋藏在早白垩世湖相地层形成的雅丹中, 富集在风暴沉积层。 化石一旦暴露地表, 就会发生不同程度的自然风化破碎, 尤其是见水或受潮后风化更为严重。 哈密大海道2号水源地附近的雅丹底部由于地下水和间歇性地表水的作用, 发生了严重的盐碱析出导致的强烈风化现象, 造成雅丹下部剥落侵蚀和上层雅丹重力坍塌, 从下到上不同地层的风化程度差异较大, 底部地层的风化最为剧烈。 对大海道雅丹地层剖面取样, 利用多种分析方法确定每一层的岩性和可溶盐种类, 从微观上揭示雅丹风化的机理。 偏光显微观察和X射线衍射(XRD)结果显示每一层都含有石英、 长石、 方解石和粘土矿物, 矿物组成无较大差异, 但粘土含量差别较大。 精确的可溶盐种类鉴别方法, 包括离子色谱(IC)确定出样品中可溶盐离子含量及种类, 拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴别出样品中的硝酸盐和硫酸盐, 扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)鉴别出氯盐、 硝酸盐和硫酸盐。 结果显示雅丹各风化层中最底层可溶盐主要是NaCl和Na2SO4, 第二层是NaCl和CaCl2, 第三层是NaCl, 盐种类/含量的差别是此处雅丹从下到上发生不同风化现象的重要原因。 结合大海道雅丹所处的气候地理环境(极干旱高盐碱地区、 水源地附近), 探讨水盐活动规律并关联风化表现, 分析该处雅丹风化原因, 内因是每层沉积岩的岩性不同, 外因是水和盐(NaCl, Na2SO4, CaCl2)的共同作用下, 强烈的水盐活动造成了埋藏有哈密翼龙化石的雅丹严重化学风化。 这一风化机理也可很好地解释哈密翼龙化石及其围岩层受潮后的强烈风化破碎现象。
哈密翼龙 雅丹 风化机理 可溶盐 哈密 Hamipterus Yardang Weathering mechanism Soluble salts Hami
1 成都师范学院计算机科学学院, 成都 611000
2 南京信息工程大学计算机与软件学院, 南京 210000
针对连续线性系统的无限时域最优控制的在线实现问题, 在系统动态完全未知的条件下设计了一种在线Q学习算法。基于无限时域最优控制理论中的哈密顿函数与最优代价函数, 构造了连续线性系统的Q函数。采用积分强化学习方法设计了一个Actor/Critic逼近器结构, 在保证闭环渐近稳定性和最优解收敛的同时, 在线估计Q函数的参数。考虑涡轮增压发动机的6阶线性系统模型进行了数字仿真, 结果表明,Critic权重与Actor权重均渐近收敛于最优值, 实现了无模型的最优控制。
最优控制 哈密顿函数 Q学习 Actor/Critic逼近器 optimal control Hamiltonian function Q-learning Actor/Critic approximator
提出了在三腔光力学系统中实现非互易性的理论方案。三个被强驱动光场驱动的光学腔场通过辐射压力分别与一个机械振子耦合,其中两个光学腔场通过光纤耦合在一起的同时还被弱探测光场驱动。基于海森堡-朗之万方程给出了三腔光力学系统的稳态解,利用输入-输出理论得到了传输振幅的具体表达形式。研究结果表明:三腔光力学系统中的非互易性来源于光力相互作用以及两个光学腔场相互作用之间的量子干涉效应;相位差不仅可以决定系统中能否发生非互易性,还决定了发生非互易性的方向;随着有效光力耦合强度增加,传输振幅曲线的变化形式完全不同;在一定的有效光力耦合强度下,腔光力学系统可以实现完美的非互易性。本研究成果为基于腔光力学系统的量子信息处理的应用提供了参考。
测量 腔光力学系统 非互易性 哈密顿量 朗之万方程 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 191201
将机械振子冷却到基态是实现机械振子量子操控的关键。利用电磁感应透明冷却法,研究了边带不可分辨区域中三拉盖尔高斯腔光力学系统的机械振子基态冷却。在该系统中,两个附加腔场分别与标准的腔光力学系统中的腔场发生了耦合。通过选择系统的最优参数,光学涨落谱从洛伦兹线型变成类似三能级原子系统中电磁诱导透明谱线的形式,冷却和加热速率的不对称使得机械振子被冷却到基态。研究结果为三拉盖尔高斯腔系统中机械振子的冷却提供了理论参考。
量子光学 腔光力学系统 机械振子的基态冷却 边带不可分辨 哈密顿量 光学学报
2020, 40(18): 1827001
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，安徽 230031
Yb3+掺杂晶体材料是重要的激光材料，在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景，但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数，尤其 是低对称体系，从头计算是解决此问题的重要途经。本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型，用该方法计算了Yb3+ 掺杂M型和M’型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数，得到的能级结构和实验能很好地符合，并发现了Yb3+掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现 规律变化。表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb3+掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径，结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态 激光工作物质。
DV-Xα方法 有效哈密顿量模型 稀土钽铌酸盐 晶体场参数 DV-Xα method effective Hamiltonian model rare-earth tantalite and niobate crystal-field parameter
1 石河子大学机械电气工程学院, 新疆 石河子 832003
2 农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832003
3 石河子大学食品学院, 新疆 石河子 832003
水分含量是哈密大枣干制过程中的重要指标, 对其外观、 口感、 贮藏和运输具有重要的影响。 因此, 为实现哈密大枣水分含量的准确预测, 采用近红外光谱结合变量优选方法, 建立干制哈密大枣水分含量的GA-ELM预测模型。 为提高模型的稳定性和预测精度, 开展并讨论了核函数和神经元个数对GA-ELM预测模型的影响。 采用多种预处理方法对全波段光谱进行处理, 对比分析发现标准正态变换方法（SNV）效果最佳。 对标准正态变换处理后的光谱利用连续投影算法（SPA）、 联合区间偏最小二乘（si-PLS）和遗传算法（GA）及其组合算法分别从全波段927.77~2 501.14 nm范围内筛选特征波长, 并建立对应GA-ELM预测模型, 同时与全波段的GA-ELM模型效果相比较, 采用SNV+SPA筛选的14个特征波长建立的GA-ELM模型效果最佳, 预测结果Rc和Rp分别为0.984 2和0.967 5, RMSEC和RMSEP分别为0.006 1和0.007 9, RPD为3.678 8。 研究结果表明： SNV+SPA+GA-ELM方法可实现干制哈密大枣水分含量的准确预测, 为近红外光谱技术应用于干制哈密大枣在线检测提供了参考。
近红外光谱 哈密大枣 水分含量 特征波长 极限学习机（ELM） Near infrared spectroscopy Hami big jujubes Water content Characteristic wavelengths Extreme learning machine
1 太原理工大学 物理与光电工程学院，山西 晋中 030600
2 太原理工大学 信息工程学院，山西 晋中 030600
3 武汉电信器件有限公司，武汉 430074
文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响，并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知，当掺杂浓度增加时，峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现，在AlxGa1-xAs势垒中，Al的摩尔分数(x)增加时，子带间吸收能力增强，但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动，进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。
量子阱红外探测器 哈密顿方法 摩尔分数 掺杂浓度 QWIP Hamiltonian method mole fraction doping concentration
1 华南理工大学广州学院, 广东 广州 510800
2 中国地质大学(北京)珠宝学院, 北京 100083
3 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
4 中国科学院大学, 北京 100049
5 国家珠宝玉石质量监督检验中心, 北京 100013
6 北大宝石鉴定中心, 北京 100871
7 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037
8 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083
最近在新疆哈密发现了可规模开采的宝石级绿松石矿床。 采用X射线粉晶衍射仪、 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、 扫描电子显微镜、 傅里叶变换红外光谱仪、 拉曼光谱仪、 紫外-可见光谱仪等测试方法, 对该地绿松石的化学成分、 矿物组成、 表面微形貌、 红外吸收光谱、 拉曼散射光谱、 紫外-可见吸收光谱等矿物学和光谱学特征进行了系统对比研究。 新疆哈密绿松石的主要化学成分以富Cr (1 617 ppm), V (435 ppm), Ti (428 ppm), 贫Ba (99.9 ppm)为特征, 随着Fe2O3/CuO比值的递减, 绿松石的色调由绿变蓝。 由磷酸根、 羟基和结晶水引起的特征峰出现在该地绿松石的拉曼光谱和红外吸收光谱, 其中磷酸根的振动峰位于1 000~1 200和420~650 cm-1, 羟基的振动峰出现在3 400~3 600 cm-1, 而结晶水引起的振动峰位于3 000~3 300 cm-1。 此外, 该地绿松石的紫外-可见吸收光谱显示, 在600~700和430 nm处分别有由Cu2+和Fe3+引起的吸收峰, 这两处的峰强与绿松石的蓝绿色调之间的关系, 和新疆哈密绿松石成分中Fe2O3/CuO的比值与颜色之间的关系对应一致。
新疆哈密 绿松石 矿物学研究 谱学特征 Turquoise Mineralogy Spectroscopy Hami Xinjiang Province 光谱学与光谱分析
2018, 38(4): 1231
