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运用场匹配法,提出一种可求解包含电子束的任意轴对称周期慢波结构TMOn模色散曲线的数值方法;该方法具备较强的通用性和推广性,对设计具有周期性慢波结构的契仑柯夫类高功率微波源器件,有着重要的指导性意义。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序,以算例的形式验证了本数值算法的可靠性,计算出的冷腔色散曲线结果与多维全电磁模拟软件的模拟结果作了比对,二者相对误差在1%之内,计算结果准确可靠。由于采用了数值积分算法,在计算波纹波导色散曲线时,该方法与Bessel函数泰勒级数展开法相比具有计算速度快的优点。 相似文献
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为研究螺旋波纹波导的色散曲线特性,利用阻抗微扰法对螺旋波纹波导色散方程进行求解,并分析了波导尺寸的变化对色散特性的影响。针对目前采用谐振法仿真色散曲线时存在模式分割以及谐振点的选取问题,利用行波法(不属于波纹波导理论体系下的新方法)对不同频率下的色散值进行仿真求解。研究结果表明,基于行波法仿真得到的色散曲线与由Matlab计算得到的理论色散曲线吻合度好,计算过程不涉及波纹波导理论体系下谐振点的选取问题,相比传统的谐振法,整个仿真计算过程更简洁。 相似文献
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本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性。该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实。文中对诸如如矩形,三角形,抛物,椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究。计算结果表明,不同形状槽波导具有相近的色散特性,但损耗相差很大,其中V形槽波导损耗最小,大约是矩形槽波导的一半。文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考。 相似文献
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本文提出了一种适合于求解各类复杂圆波导结构TE0和TM0模式的截止频率和色散曲线的FDTD分析方法,并可在一维空间中加以处理,大大提高了计算效率和减少了存贮量。本文对圆波导中TE0和TM0模式的截止频率和色散曲线进行了计算和分析,同时分析了网络剖分对计算结果精度的影响,并与已知的理论结果进行了比较,证实了这一方法的可靠性。作为实例,计算和分析了表面波圆波导结构的色散曲线,所得结果与实验结果和其它数 相似文献
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本文应用曲边有限元方法有效地计算了曲边质波导的色散特性,编制了相应的计算程序,应用本文方法计算得到的椭圆旬质波导和组合椭圆介质波导的主模和高次模的色散曲线与文献[2],[3]的结果相当吻合。 相似文献
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本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性.该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实.文中对诸如矩形、三角形、抛物、椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究.计算结果表明,不同形状槽波导具有相近的色散特性,但损耗相差很大,其中V形槽波导损耗最小,大约是矩形槽波导的一半.文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考. 相似文献
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计算了螺旋槽波导的色散特性和群速度,用“准周期边界条件”方法和谐振法模拟计算了螺旋槽波导的色散特性,两种方法的模拟结果与计算都比较一致。此外,还模拟测试了渐变与规则螺旋槽波导连接的匹配性能、螺旋槽波导高频系统的传输特性。结果表明,螺旋槽波导是非常适用于回旋行波管的高频结构。 相似文献
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利用矢量等效折射率法计算了空气孔间距和空气填充率对非线性系数以及波导色散的影响,通过计算发现孔间距对波导色散曲线的走向起决定性作用,而空气填充率的影响主要是使得波导色散大小和位置发生变化,同时减小孔间距以及增大空气填充率都会提高非线性系数,最终设计出了几种不同特性的800nm处色散平坦高非线性光子晶体光纤。 相似文献
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高阶FDTD法分析电-大尺寸光波导器件 总被引:8,自引:4,他引:4
高阶时域有限差分(FDTD)法用于电-大尺寸平面光波导器件的时域分析,实现了高阶FDTD法的理想匹配层(PML)吸收边界条件;研究了高阶FDTD法的数值色散特性,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟,所得结果与解析解非常一致。 相似文献
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Dispersion compensation is one of the most important tools for the generation of ultrashort optical pulses. Chirped mirrors have significantly increased the possibilities of compensation for arbitrarily shaped high-order dispersion. However, all design methods and manufacturing attempts reported so far have shown a spectral ripple on the phase characteristics of the mirror. We investigate the origin of this dispersion ripple and its consequences on pulse shaping. Recently, similar effects have also been reported in telecommunication applications of short pulses in devices such as fiber Bragg gratings and arrayed waveguide gratings. This calls for a systematic analysis of the phase ripple artifacts, which will be addressed both by numerical simulations and approximate analytical expressions. The results allow for an estimation of the severity of phase distortions in mode-locked lasers, external compression schemes, and telecommunication applications. 相似文献
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《Lightwave Technology, Journal of》2009,27(14):2924-2929
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该文研究一种减小三维交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)数值色散的新方法。通过在三维字间中合理添加各向异性介质,达到调整相速的目的,从而减小数值色散,使计算结果更加精确。首先对添加各向异性介质后的三维ADI-FDTD迭代公式进行变形,并得到新的数值色散关系,从而求解得到各向异性介质的相对介电常数。以空心波导和具有介质不连续性的波导作为数值算例,分析不同的各向异性介质和添加方法对计算精度的影响,并与传统ADI-FDTD得到的结果和计算资源占用情况进行比较。结果表明通过正确选择各向异性介质和添加方法,可以有效地减小三维ADI-FDTD数值色散。 相似文献
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A new analysis leading to an exact and efficient algorithm is presented for calculating directly and without numerical differentiation the mode dispersion characteristics of cylindrical dielectric waveguides of arbitrary refractive-index profile. The new algorithm is based on the equivalent transmission-line (T-L) technique. From Maxwell's equations, we derive an equivalent T-L circuit for a cylindrical dielectric waveguide. Based on the TL-circuit model we derive exact analytic formulas for a recursive algorithm which allows direct calculation of mode delay and dispersion. We demonstrate this technique by calculating the fundamental mode dispersion for step, triangular, and linear chirp optical fiber refractive index profiles. The accuracy of the numerical results is also examined. The proposed algorithm computes dispersion directly from the propagation constant without the need for curve fitting and subsequent successive numerical differentiation. It is exact, rapidly convergent, and it results in savings for both storage memory and computing time. 相似文献
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本文采用Galerkin方法分析了金属栅加载圆形介质波导在圆对称模激励时的传播特性。在推得了严格的色散方程之后,给出了TE模和TM模的色散曲线,以及禁带宽度、禁带中心频率和带内最大衰减随金属条带宽度变化曲线,并讨论了数值解的收敛特性。 相似文献
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《Microwave Theory and Techniques》1973,21(3):139-142
Numerical "shooting" methods are employed in obtaining the dispersion curves of a coaxial waveguide loaded with a radially inhomogeneous dielectric. The utility of this technique is tested by comparing results with known analytical solutions. The method is also used to find the dispersion curves of a coaxial waveguide loaded with a radially Gaussian-distributed plasma. 相似文献