波在多层介质缓变波导中的传播

为了求解波在声学和电磁学等大尺度分层介质中的传播问题,给出了波在这种波导中的各个传播模式的传播特性及其理论证明,并基于该理论提出了一种稳定的正则化算法.该算法可应用于具有多层介质的波导中,具有很强的稳定性,特别适合计算长距离、多界面缓变波导中波的传播反问题中的正则化处理.     

求解缓变波导中反问题的一种步进方法

对于声学和电磁学中的大尺度反问题,基于直接方法(例如有限元或者无网格方法)的数值计算往往会导致一个巨大的线性系统,因而在计算速度和存储上并不现实.基于求解Helmholtz方程正问题的Dirichlet-to-Neuman(DtN)算子步进方法,提出了一种用于求解波在大尺度缓变波导中传播的反问题的反向基本解算子步进方法(IFOMM).     

非对称双层磁性薄膜中的自旋波研究

在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,将双层铁磁/反铁磁薄膜中自旋波本征值问题归结为联立求解能量约束方程和界面参数化方程.重点讨论了在层间反铁磁性耦合薄膜中自旋波低温激发问题.结果表明:体系中存在体模、完全禁闭模和界面模三类不同的本征模,三类自旋波的传播行为以及本征模的色散关系不同.体模能在薄膜中自由传播,但在...     

GRINSCH-SQW激光器波导特性的数值分析

分析了具有缓变折射率分别限制单量子讲的波导特性。用有限差分方法解出了波导对于基模的等效折射率。在此基础上，通过计算波导中垂直子激光器结平面方向上的光强过场分布，进而求得有源层的光限制因子及各种波导结构参数对的影响。     

GRINSCH—SQW激光器波导特性的数值分析

分析了具有缓变折射率分别限制单量子阱的波导特性。用有限差分方法解出了波导对于基模的等效折射率。在此基础上，通过计算波导中垂直于激光器结平面方向上的光强近场分布，进而求得有源层的光限制因子Г及各种波导结构参数对Г的影响。     

弹性介质中SH波传播的三角形格子法

目的提出一种不规则边界非均匀弹性介质中反平面剪切(SH)波传播数值模拟方法,研究反平面剪切波入射时地表起伏及软弱层对场地的影响.方法将实际介质计算区域剖分成三角形网格,构造出控制体,给出积分形式的控制体运动方程;交替运用控制体运动方程和SH波的本构方程,在时间域上递推计算给出被研究区域内各节点的加速度、速度、位移和各格子的应力.结果给出了弹性介质中SH波传播数值模拟三角形格子法.数值算例结果与解析解比较,验证了方法的计算精度和有效性.瞬态反平面剪切波入射时,地表起伏、软弱层会引起场地的运动状态量和应力量的放大,有运动状态量和最大剪应力集中现象.结论SH波传播数值模拟三角形格子法计算精度较高,处理不规则边界非均匀介质波动问题的适应性强,算法实现简单、计算量小.是研究大规模、不规则边界非均匀介质中SH波传播问题的一种有力工具,为岩土动力学中的波动研究提供了一种新的数值方法.     

一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法

提出了一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法.该方法相较Hadley所提出的广角束传播法,在分析光信号与光波导之间相互作用时同时考虑了载波和调制波对传输特性的影响,更具一般性且精度更高.通过与已发表的权威文献相比,在相同的计算资源下,精度提高了10%.     

流固混合声子晶体中负折射与导波特性研究

针对声子晶体中负折射现象产生的原因以及调控波导的方法,本文研究了工字型钢在空气中正方形排布所形成流固混合型声子晶体的波动特性。数值计算是通过有限元方法进行的。根据等频率曲线确定声子晶体产生负折射的频率,并进行模拟验证。通过引入线性缺陷,设计直线和折线型波导,调控波的传播。并通过引入耦合共振缺陷,研究结构中耦合共振波导的波动特性。结果表明：在?=0°的声子晶体中,5 255 Hz时波仅沿y方向传播。在?=45°的声子晶体中,3 045 Hz时波的传播会出现负折射现象。只有在特定的频率范围内,波在Z型线性波导中能够较好地传播。在不同的频率范围内,波在2种直线型耦合共振波导中均能够较好地传播。相关结果为流固混合型声学器件的设计提供一定的数值基础。     

水中甚低频声源激发海底地震波的传播

目前关于海底地震波的理论分析仅局限于水平分层的弹性海底,该文对倾斜弹性海底的地震波传播规律进行研究.研究了浅海海底地震波的激发机理,当海底为弹性海底,且海底切变波速度大于水中声速时,水中声源能激发出水中的波导简正波和Scholte波、弹性海底的次表面波和Scholte波.建立预报海底地震波场的抛物方程方法模型,研究了海底地震波的传播规律:甚低频声波在具有倾斜弹性海底的海洋环境中传播时,水中波导简正波和海底的次表面波会随着海水深度的减小出现能量泄漏现象.     

异型截面波导模式变换技术

异型截面波导具有特殊的模式传输特性,理论上能够扩展现有的变模技术,推动多频点、宽带宽和紧凑化模式变换器的发展。但由于其结构复杂,难以通过数学方法直接获得准确描述模式耦合过程的解析表达,从而抑制了此类技术的发展。从麦克斯韦方程组出发,重新推导并给出了基于矢量波形函数的弯曲波导耦合波方程组以及耦合系数的表达式,结合数值求解矢量波形函数的方法即可解决异型波导模式变换器的优化问题。为验证该技术途径的有效性,设计了一个工作在X波段的椭圆波导TM₀₁-TE₁₁模式变换器。仿真与数值计算结果一致,表明该模式变换器变模效率高于95%的带宽为10%,最高转换效率高于99%,较经典的圆波导变模器件有着更好的性能表现。     

Propagation properties of overmoded plasma circular waveguide

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｗａｖｅｇｕｉｄｅｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｍａｒｖｅｌｏｕｓｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒａｎｄｓｕｂｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｓ,ａｓｗｅｌｌａｓｆｏｒｌｉｇｈｔｗａｖｅｓａｎｄｓｏｏｎ.Ａｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅ,ｐｌａｓｍａｗａｖｅｇｕｉｄｅｈａｓａｌｓｏａｔｔｒａｃｔｅｄｇｒｅａｔｉｎｔｅｒｅｓｔ.Ｍａｎｙｓｃｈｏｌａｒｓｈａｖｅｂｅｅ…     

平板金属覆盖层玻璃波导的理论分析和测试

以Ｍａｘｗｅｌｌ方程组为基础,对平板金属覆盖层离子交换玻璃波导进行了理论分析和实际测试。由波导的本征值方程的数值计算表明在离子交换玻璃波导中,金属覆盖层对ＴＥ模和ＴＭ模的影响相差甚远。ＴＥ模的损耗远小于ＴＭ模（特别是ＴＭ０模）,因此,此类波导可以应用于集成光学中的选偏器及相干光通信的偏振控制器件。对制成的波导进行了测试,实验结果与理论计算值吻合。     

光流线量子理论研究渐变波导

本文首次应用光线量子力学理论研究渐变折射率波导问题,建立了指数型波导势阱函数模型,运用量子力学的线性谐振子相类比的方法,精确的解出渐变折射率波导内光传输的传播常数和模场分布,揭示了光传输的波粒二象性的本质。     

电容法油罐多液位测量仪的研究

基于含水率不同的原油其有效电容介电常数不同的理论和油罐不同高度其含水率不同的特点，提出了一种粗线、实时测量原油分离罐多液位的方法.详细地介绍了测量原理、系统组成以及工作过程等，进行了理论分析和试验，取得了如期的效果.此油罐多液位测量系统对于掌握油田的油量和油罐的排水量有十分重要的实用价值.     

光敏杂化溶胶-凝胶法研制多模干涉波导分束器

采用有机/无机杂化溶胶-凝胶方法制备高质量的SiO2薄膜和光敏性薄膜材料;利用三维FD-BPM(finitedifference beam propagation method)研究了掩埋式和暴露式矩形波导结构多模干涉(MMI)型光功率分束器的主要性能,理论模拟发现,掩埋式矩形波导结构分束器的长度、宽度和厚度容差性都优于暴露式矩形波导结构的MMI型分束器,并且具有更宽的带宽特性。通过简单的紫外曝光、显影工艺制备了1×4 MMI型波导分束器,分束器在1 550 nm波长附近的插入损耗为8.1～8.8 dB,功率分束不均匀性小于1 dB。     

Ti:LiNbO_3单模沟道波导分析

本文以标量变分原理为基础,提出一个新的模型,直接从可控制的扩散参数及基本常数出发,计算单模 Ti:LiNbO_3波导的模斑尺寸及传播常数。该模型可用于Ti:LiNbO_3波导器件设计及耦合连接的分析之中。     

五层结构大光腔可见光GaAlAs激光器波导特性分析

本文对五层结构大光腔可见光GaAlAs激光器的波导特性进行了计算机数值分析。推导出了适合大光腔结构五层泄漏平板波导的本征值方程,计算了传播常数、功率限制因子与有源层厚度,波导层厚度和复合光腔厚度之间的关系并进行了讨论。用计算机模拟方法给出了近、远场分布曲线。     

一种新型圆形微屏蔽共平面波导的基本特性

提出了一种新型圆形微屏蔽-脊导体共平面波导。基于假设只有纯TEM波传播和零色散的情况下,通过保角变换得到了特性阻抗和有效介电常数的闭合形式的解析表达式。这种新型波导大大降低了传统共平面波导和微带线的辐射损耗和信号线边缘的电流,并且不需要打孔或空桥接地。     

双相介质中孔隙率反演的一种方法

用双相介质二维弹性方程来描述地震波在地下介质中的传播,利用遗传算法来反演地下介质的孔隙率,并进行了数值模拟,结果表明该方法是可行的。