Ce:KNSBN光折变光纤两波耦合特性研究

研究了掺铈钾钠铌酸锶钡(Ce:KNSBN)光折变光纤"扇"特性及两波耦合的基本特性.通过实验发现,当入射光的入射角为8°左右时,"扇"最小,这与块状晶体有根本的不同.在信号光与抽运光的入射夹角2θ小于11°时,两波耦合增益随入射夹角的增大而增大,而当入射夹角大于11°时,两波耦合增益随着入射夹角的增大而迅速减小.给出了在各个不同的入射夹角下,两波耦合增益中透射的信号光的时间特性曲线.两波耦合增益随信号-抽运比的增加而增加,在入射夹角为8°,信号-抽运比为1:1000时,两波耦合增益达到了77,比块状晶体相应条件下提高了4倍.用两波耦合的理论公式对增益随信号-抽运比的实验数据进行了拟合,二者相符.     

红外光纤比色测温法技术研究

通过对电火工品电磁危害分析研究,本文提出了一种新的测试方法—红外光纤比色测温法,利用射频电流和直 流电流对电火工品桥丝加热的等效性,通过标定传感器,建立一个定量评估电火工品在电磁场中电磁危害的方法和手段, 为判断电火工品在电磁场中的安全性和可靠性打下一定的基础。     

应用于感知物联网的方向图可重构超高频RFID标签天线

提出了一款新颖的应用于感知物联网的方向图可重构的RFID超高频电子标签天线。该RFID超高频电子标签天线为应用于金属物品的偶极子天线,创新地在RFID超高频电子标签天线中采用汉字结构;偶极子天线应用"铰链型"可旋转结构,在0~90°范围内调控超高频电子标签天线的偶极子臂的夹角,进而实现电子标签天线的阻抗实部在0~90Ω范围以及虚部在150~260Ω范围内可调,方向图在边射(约0°)和前向端射(约-90°)范围内调控;在该超高频天线偶极子臂夹角固定为某一特定角度(以60°为例)的前提下,通过在"铰链型"天线的上层加一层介质和电磁带隙栅格结构进一步调控方向图的辐射方向(以60°夹角为例,可进一步调控30°~40°)。实际测试结果验证了RFID超高频电子标签天线的可翻转偶极子臂对方向图的调控性,以及EBG结构对方向图辐射方向的可调控性。在此探索了可重构天线在RFID超高频电子标签天线的延伸,尤其提出并验证了可翻转偶极子臂以及EBG对RFID超高频电子标签天线的方向图及方向图辐射方向的可调控性能。     

三维集成光学芯片中波导之间的耦合研究

为了实现高集成度和高稳定性的三维光学芯片,必须对三维空间波导的耦合特性进行系统研究.本文主要研究三维集成光学芯片中波导之间的耦合问题.通过全波仿真的方法数值模拟波导阵列在不同架构下的电场分布,并分析平行波导间和交叉波导间的耦合效率与波导间距、周围介质折射率、工作波长和夹角之间的关系.在平行波导中,当两个SiO2基片上波导之间的中心间距为0.76 μm和耦合长度为72.5 μm时,垂直方向上波导间的耦合效率达到0.997.在交叉波导中,波导之间的耦合效率对波导夹角很敏感,当夹角大于10°时,波导间不发生耦合,可以通过调整波导间的夹角来控制波导之间的耦合.     

基于DL模型与时域耦合波理论的PCA THz调制机理研究

太赫兹电导天线是太赫兹源或探测器的最常用器件之一。针对太赫兹波与金属微结构之间的相互作用效应以及远场辐射调制机理问题,本文提出了基于DL模型与时域耦合波理论的光电导天线太赫兹波调制机理研究。在工形光电导天线上引入金属微结构,采用DL模型理论求解瞬态电流以及时变电磁场,并经由格林函数处理后实现PCA THz的远场辐射;同时建立了瞬态电流和局域电磁模式之间的耦合模型,利用时域耦合波理分析了微结构光导天线THz波辐射的机理。研究结果表明:本文引入的微结构改变了等效模型的辐射阻抗,局域电磁模式能够存储能量6 ps后通过调整结构间的耦合系数以散射损耗形式释放出来;且存在耦合作用时,组合微结构对应共振频率处的辐射得到极大增强,该结论为后续光导天线结构设计和太赫兹波辐射调制奠定重要基础。     

仿生复眼多级耦合光学天线优化设计及分析

在阴影遮挡等非视距应用场景中,可见光通信系统的性能受限于严重的光功率衰减影响。基于仿生复眼的工作原理,设计了一种球面仿生复眼微透镜组和复合抛物面聚光器耦合的光学接收天线。利用Trace Pro软件分析球面仿生复眼的非成像特性,发现当探测面面积一定时,随着邻子眼光轴夹角减小,能量收集比率逐步提高,当邻子眼光轴夹角小于局部最优值时,能量收集比率达90%以上,接近最优。光轴夹角的局部最优值与探测器面积呈正相关。复眼的大视场特性随邻子眼光轴夹角的增大而逐步丧失,最终趋近于单透镜特性。对于可见光通信非视距链路的应用,可获得天线增益达56.45,视场角大于90°。利用MATLAB对室内信道进行数值分析,证明了仿生复眼多级耦合光学天线在阴影遮挡严重的场景下依旧能保持较高的馈入光功率,与普通的单透镜天线相比,平均功率提高了20 d Bm,表明所设计的光学天线具有大视场和高增益的特性,可有效提高室内可见光通信系统的抗阴影遮挡性能。     

T形天线的研究

系统地研究位于山谷间T形天线的电特性.采用矩量法求解天线和地面上的静电荷分布密度及电流分布密度,进而计算了T形天线与地面之间的静电容和天线的输入电抗,数值结果与实验结果吻合良好.同时研究了引线及顶线的各项参数变化对天线的有效高度、增益、输入电抗、辐射电阻及静电容的影响.研究表明,增加引线数目、引线间距和加长顶线长度均可以增加天线系统的静电容,减小输入电抗的模值,并使天线的增益有所改善.     

短波通信电台带内辐照试验替代方法*

通过分析典型短波电台带内辐照试验,提出改变辐照试验电磁能量耦合途径以简化试验装置的设想.通过理论分析和仿真计算,分析了短波电台带内辐照试验的电磁能量耦合途径,得出电台天线是短波电台带内辐照试验主要能量耦合途径的结论,通过设计电磁辐照法和电流注入法比较试验,验证了仿真计算结论,且证明在该试验条件下电流注入法可以替代电磁辐照法.该结论可以推广到电磁能量耦合途径单一的电磁辐照试验中.     

一种基于共口径的连续视场多波束馈源设计

提出了一种共口径的连续视场多波束馈源设计方法，在满足高交叠电平的前提下，通过利用电小尺寸紧耦合单元的电流连续性实现口径共用，从而获得超过物理尺寸的口径范围.以Vivaldi天线为例验证了其作为反射面高效率馈源的可行性，并总结了在固定反射面交径比和照射角时，这种共口径多波束馈源的设计方法.最后根据15 m天线设计指标要求，设计了一种Vivaldi馈源阵列，并采用差分进化算法对阵列参数进行了优化，在一个倍频程内实现了波束覆盖范围2°×2°的馈源阵列，其口径效率在60%以上，交叠电平3 dB以内，为面向高效率和高交叠电平需求的反射面馈源低成本设计提供了参考.     

纳米天线增强光波透过金属薄膜上亚波长小孔的模拟研究

亚波长金属结构的光学性质已成为光学研究的热点之一。应用三维时域有限差分(3D-FDTD)法模拟研究了利用三维金属纳米天线实现的金属薄膜上亚波长狭缝的光波强透射。分别在金属膜前后放置金属天线,计算光波透过金属薄膜上亚波长狭缝的透射率。通过改变小孔和天线的相对位置,发现当天线和小孔共振模的阶数同为二阶和三阶时,相位匹配,能相互耦合,形成两个强透射峰。当天线放置在狭缝前方和后方,天线共振可以将能量耦合进入和耦合出小孔,都能实现强透射。