光孤子自頻移效應(yīng)的案例
RP Fiber Power 光孤子自頻移效應(yīng)
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文件： Soliton self-frequency shift .fpw
(對(duì)應(yīng)表格操作文件Soliton self-frequency shift .fpi)
該范例為，由于拉曼散射效應(yīng)，光纖中光孤子脈沖的中心波長(zhǎng)朝長(zhǎng)波方向移動(dòng)。
選擇非啁啾sech2型初始脈沖。對(duì)于光纖中的拉曼散射，采用簡(jiǎn)化的響應(yīng)函數(shù)。
如下圖所示：
圖1為頻移變化。
圖2為頻移與脈沖寬度的關(guān)系。光孤子脈沖寬度增加，頻移量變小。
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展開(kāi) RP Fiber Power 光孤子自頻移效應(yīng)
文件： Soliton self-frequency shift .fpw
(對(duì)應(yīng)表格操作文件Soliton self-frequency shift .fpi)
該范例為，由于拉曼散射效應(yīng)，光纖中光孤子脈沖的中心波長(zhǎng)朝長(zhǎng)波方向移動(dòng)。
選擇非啁啾sech2型初始脈沖。對(duì)于光纖中的拉曼散射，采用簡(jiǎn)化的響應(yīng)函數(shù)。
如下圖所示：
圖1為頻移變化。
圖2為頻移與脈沖寬度的關(guān)系。光孤子脈沖寬度增加，頻移量變小。
GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
GLAD應(yīng)用：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2. 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3. 理想高斯光束的成像切片
圖4. 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) 
GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1 模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3 理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) RP Fiber Power 非線性自聚焦效應(yīng)
文件：Self-focusing .fpw
首先計(jì)算了大模場(chǎng)面積的基模隨非線性自聚焦效應(yīng)的收縮。模式求解中通常會(huì)忽略非線性效應(yīng)。然而，編寫(xiě)數(shù)行程序代碼，即可設(shè)置折射率分布及其非線性的變化，繼而重復(fù)計(jì)算光纖模式，直至出現(xiàn)自洽解。
該程序也說(shuō)明了光束傳輸?shù)膽?yīng)用，可模擬高功率下光束分布的變化。用戶(hù)可以采用LP01（低功率）與LP11模式的疊加，并研究光纖非線性效應(yīng)的影響。可見(jiàn)，即使僅有LP11模式被激發(fā)，在大功率下也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，大部分功率轉(zhuǎn)移到LP10模式中。
可獲得以下圖形：
圖1為給定光功率下模式分布（與自聚焦響應(yīng)功率相差不大），對(duì)應(yīng)折射率分布條件下的模式分布。可見(jiàn)，非線性效應(yīng)極大地改變了折射率的分布。
圖2為模場(chǎng)面積與光功率的關(guān)系。當(dāng)接近臨界功率時(shí)，模場(chǎng)面積急劇減小。
圖3為最大功率與纖芯半徑的函數(shù)關(guān)系。對(duì)應(yīng)每一個(gè)纖芯半徑，用戶(hù)需計(jì)算軸上強(qiáng)度達(dá)到破壞閾值時(shí)的光功率。當(dāng)然，也需要重新計(jì)算每一個(gè)功率所對(duì)應(yīng)的模式。
圖4為光束分布的變化，模擬了光束的傳輸特性。
公眾號(hào)：武漢墨光
展開(kāi) GLAD應(yīng)用：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
圖2. 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3. 理想高斯光束的成像切片
圖4. 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) 界面自旋釘扎效應(yīng)提高析氧反應(yīng)效率
通過(guò)對(duì)電化學(xué)重構(gòu)前后的樣品進(jìn)行磁性測(cè)試，在表面重構(gòu)形成的CoxFe3-xO4/Co(Fe)OxHy體系中發(fā)現(xiàn)了交換偏置現(xiàn)象，該現(xiàn)象源于鐵磁/順磁界面處原子磁矩交換作用產(chǎn)生的自旋釘扎效應(yīng)，順磁性Co(Fe)OxHy層的磁矩會(huì)受到鐵磁層的調(diào)制，在小的磁場(chǎng)作用下，順磁性Co(Fe)OxHy層的磁矩也能趨于平行排列，提高了對(duì)自旋電子的選擇性，且提高程度正相關(guān)于氧化物的飽和磁化強(qiáng)度，OER的活性也進(jìn)一步被提高（圖2）。
對(duì)于具有自旋取向的Co(Fe)OxHy層，其Co2+離子的M-3d軌道與O-2p軌道有更多重疊，Co(Fe)OxHy層空穴的3d-2p軌道雜化更強(qiáng)，在O原子上具有更高的自旋密度，優(yōu)化了三相界面的自旋電荷傳遞動(dòng)力學(xué)，催化劑與被吸附的氧基團(tuán)之間的鐵磁交換將以更小的電子排斥力進(jìn)行，從而提高自旋相關(guān)的電導(dǎo)率并降低RDS鍵合能，提高了OER過(guò)程中的自旋極化，從而提高三線態(tài)O2分子的產(chǎn)生效率（圖3）。
進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自旋極化對(duì)于OER的提升作用受到電解液pH的影響，在高pH電解液中，磁場(chǎng)作用下的OER催化性能顯著增強(qiáng)。在高pH環(huán)境中，與金屬位點(diǎn)配位的氫氧根可更容易地脫氫產(chǎn)生自由基狀態(tài)的活性氧基團(tuán)，表明在OER四步電子轉(zhuǎn)移中，具有未配對(duì)單電子的氧自由基的產(chǎn)生是OER中間體是自旋極化的關(guān)鍵步驟。由于O配體的自旋與金屬位點(diǎn)的自旋有關(guān)，金屬位點(diǎn)在自旋釘扎效應(yīng)下，通過(guò)鐵磁自旋有序可以使氧自由基發(fā)生極化，降低了下一步O-O耦合（OER中的RDS）的動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘。基于多個(gè)吸附中間體的演化機(jī)理(AEM)和晶格氧氧化機(jī)理(LOM)，通過(guò)第一性原理計(jì)算深入解釋了OER限速步驟中存在的自旋效應(yīng)以及自旋釘扎效應(yīng)對(duì)氧自由基自旋極化的促進(jìn)作用（圖4）。
圖3.
展開(kāi) RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設(shè)計(jì)軟件—非線性自聚焦效應(yīng)
首先計(jì)算了大模場(chǎng)面積的基模隨非線性自聚焦效應(yīng)的收縮。模式求解中通常會(huì)忽略非線性效應(yīng)。然而，編寫(xiě)數(shù)行程序代碼，即可設(shè)置折射率分布及其非線性的變化，繼而重復(fù)計(jì)算光纖模式，直至出現(xiàn)自洽解。
該程序也說(shuō)明了光束傳輸?shù)膽?yīng)用，可模擬高功率下光束分布的變化。用戶(hù)可以采用LP01（低功率）與LP11模式的疊加，并研究光纖非線性效應(yīng)的影響。可見(jiàn)，即使僅有LP11模式被激發(fā)，在大功率下也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，大部分功率轉(zhuǎn)移到LP10模式中。
可獲得以下圖形：
圖1為給定光功率下模式分布（與自聚焦響應(yīng)功率相差不大），對(duì)應(yīng)折射率分布條件下的模式分布。可見(jiàn)，非線性效應(yīng)極大地改變了折射率的分布。
圖2為模場(chǎng)面積與光功率的關(guān)系。當(dāng)接近臨界功率時(shí)，模場(chǎng)面積急劇減小。
圖3為最大功率與纖芯半徑的函數(shù)關(guān)系。對(duì)應(yīng)每一個(gè)纖芯半徑，用戶(hù)需計(jì)算軸上強(qiáng)度達(dá)到破壞閾值時(shí)的光功率。當(dāng)然，也需要重新計(jì)算每一個(gè)功率所對(duì)應(yīng)的模式。
圖4為光束分布的變化，模擬了光束的傳輸特性。
展開(kāi) 
