论回旋电子与涡旋电磁波量子涡旋电磁波量子辐射

文档摘要：回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文为"论回旋电子与涡旋电磁波量子"的第二部分,建立"涡旋电磁波量子辐射"相关理论模型.电子通过能级跃迁能够辐射单个携带内禀OAM(OrbitalAngularMomentum)的电磁波量子.为了给出这一辐射机理,推导了非相对论和相对论效应中电子在朗道能级的跃迁概率.由于非相对论效应中朗道能级与内禀OAM模态值的线性关系,电子无论以何种初始状态跃迁都只能辐射平面波量子.相对论效应情况正好相反,可以得到丰富内禀OAM模态值的电磁波量子.在实际工程上,可用特定回旋装置作为产生单个涡旋电磁波量子的辐射源;模态选择上,根据不同内禀OAM模态间具有频率差的特性,利用虹膜嵌入式波导滤波器进行频率筛选,同时选择出特定内禀OAM模态的电磁波量子.最后分析强调了量子态和统计态涡旋电磁波的差异,以及二者在无线传输应用时的优缺点.

Abstract：Thetheoreticalmodelofcyclotronelectrontoradiatevortexmicrowavephotonsiscrucialforthetechnolo-gyofquantumstatevortexelectromagneticwave.Thispaperisthesecondpartof"TheVortexElectronandVortexMicro-wavePhoton"series,whichestablishesthetheoreticalmodelrelatedtothe"VortexMicrowavePhotonRadiation".Thera-diationbyenergyleveltransitionofelectronscangenerateasinglemicrowavephotoncarryingIOAM(IntrinsicOrbitalAn-gularMomentum).Aimingtoclarifythisradiationmechanism,theprobabilitiesofLandauenergyleveltransitioninnon-relativisticandrelativisticeffectsarededuced.BecauseofthelinearrelationshipbetweentheLandauenergylevelandtheIOAMinthenon-relativisticeffect,theelectroncanonlyradiatetheplanewavephotonsregardlessoftheinitialstateofthetransition.Itisopposedtotherelativisticeffect,wherethemicrowavephotonwithrichIOAMmodesvaluescanbeob-tained.Thispaperalsopointsoutthatinpracticalengineering,somecyclotrondevicescanbeusedasradiationsources.Formodeselection,accordingtothecharacteristicofthefrequencydistinctionbetweendifferentIOAMmodes,theiris-em-beddedwaveguidefilterscanbeusedforfrequencyselection.Atthesametime,themicrowavephotonsofspecificIOAMmodescanbeselected.Thispaperconcludeswithadiscussionofthequantumandstatisticalstatevortexelectromagneticwaveswhichrevealsthecorrespondingproandconinwirelesscommunications.

作者：王哲远  张超Author：WANGZhe-yuan  ZHANGChao
作者单位：清华大学航天航空学院航空宇航电子系统实验室,北京100084
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2024, 52(5)
分类号：TN91O562
关键词：能级跃迁辐射  涡旋电子  内禀OAM  辐射概率  相对论效应  波导滤波器  涡旋电磁波量子  
Keywords：energyleveltransitionradiation  vortexelectron  intrinsicOAM  radiationprobability  relativityeffects  waveguidefilter  vortexmicrowavephoton  
机标分类号：O413.1O562.1TP3
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：论回旋电子与涡旋电磁波量子:涡旋电磁波量子辐射[
期刊论文]  电子学报--2024, 52(5)王哲远  张超回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文为"论回旋电子与涡旋电磁波量子"的第二部分,建立"涡旋电磁波量子辐射"相关理论模型.电子通过能级跃迁能够辐射单个携带内禀OAM(OrbitalAngula...参考文献和引证文献
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2024-10-4 01:25 上传 论回旋电子与涡旋电磁波量子涡旋电磁波量子辐射.pdf

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