单轴各向异性左手平板波导的导模特性研究

为了研究单轴各向异性左手材料波导的传输性能,对单轴各向异性左手平板波导的导模特性进行了研究.推导了该波导的导模特征方程.对导模的快慢波特性进行了研究,发现单轴各向异性左手平板波导的非表面波模与各向同性左或右手材料平板波导的不同,它既可以成为快波模,也可以成为慢波模;非表面波偶模存在一个截止频率;表面波模都是慢波模.对表面波模特征方程有或无解的情况进行了研究.详细讨论了该波导的电磁参量与表面波模特征方程解的关系,发现有些情况下,对于同一频率,表面波可以存在两种模式.证明了波导的导模之间具有正交关系.     

含色散左手材料非对称5层平板波导的模式特性

系统研究了含色散左手材料作为芯层的非对称5层平板波导TE波的传输特性,重点讨论了芯层色散、芯层厚度和覆盖层折射率对波导的影响,并与无色散5层平板波导做了比较。研究表明,导波和表面波都可以在这种波导中传播;TE0模只有表面波,TEm（m〉1）模只有导波,TE1模既有导波又有表面波;TEm（m≥1）各模均存在双模现象。     

含色散左手材料平板波导的模式特性

研究了含色散左手材料作为芯层的对称3层平板波导TE波的传输特性。利用有效折射率与频率的关系图,讨论了芯层色散和芯层厚度对波导的影响。研究表明,导波和表面波都可以在这种波导中传播。导波不存在TE0模式,表面波有TE0、TE1模式,阶数m〉1的所有TEm都是导波,除TE0模外所有TE模都存在双模现象。并与无色散左手材料平板波导进行对比,发现它们模式特性的差异。     

同质位错缺陷二维声子晶体带隙结构及传导模的研究

为了研究声子晶体因缺陷而产生的声波导问题,提出了同质位错缺陷模型.以二维铝圆柱/空气体系正方格子声子晶体为研究对象,采用平面波法结合超元胞的方法研究了声子晶体同质位错结的传导模.结果表明,横向位错效应与线缺陷相似,它可以使处于禁带频率范围内的声波沿位错通道进行传播,形成声波导;纵向位错效应由于其对称性而类似于点缺陷,界面两边3个最接近的"格子"形成腔,因而能够产生局域模.横向位错距离和纵向位错距离的大小将影响传导模的位置和数量.     

三种静磁模与导波光的非共线衍射作用

根据任意倾斜偏置磁场情形下的磁光耦合模理论,分析了传统磁化时磁光薄膜波导中静磁正向体波、静磁反向体波和静磁表面波等3种静磁模对导波光的非共线衍射作用．给出了用静磁波复振幅表示的导波光衍射效率公式,理论计算与实验结果一致,所得结论可为磁光Bragg器件的优化设计以及它在磁光信息处理中的应用分析提供理论基础。     

哥氏力对剪切型声表面波传播属性的影响

从理论分析和实验研究了哥氏力对剪切型声表面波传播属性影响。理论分析方面表明,在哥氏力作用下剪切型声表面波中质点的运动方式发生了变化,已不再是纯剪切运动,而是变为椭圆运动,从而改变声波的传播速度。在实验方面,选择综合性能优良的ST-90oX切石英晶片为基底材料,设计了差分结构的剪切型声表面波器件,并设计相应的工作检测电路,通过实验,检测出旋转角速率使声表面波的频率发生了变化,验证了哥氏力对剪切型声表面波的影响。     

单负材料对平板波导的模式影响

研究了内包层为负ε材料（ENG）的对称5层平板波导的传输特性。研究表明,这种波导既支持振荡导模（所有TE模和m〉0的TMm模）的传播,又支持TM0,TM1模的表面波传输。在波导中可传输的TM模的模式数目比TE模多1支,同阶的TM模的有效折射率高于TE模。随着ENG层厚度的增加,振荡导模的有效折射率范围扩大。ENG层厚度达到一定后,对波导的传播模式的影响可以忽略。随着芯层厚度的减少,波导中可传输的模式数越来越少。芯层厚度达到一定程度后,就可以在波导中实现单模传输。     

激光刀口法声表面波分布图像化系统

介绍了激光刀口法声表面波(SAW)分布图像化高速测量系统的原理和系统构成,并进行了测试验证。通过将声表面波传播时引起的被测件表面微变转换为入射到光电二极管的光量变化,转换出的电信号下变频到中频进行检波和鉴相后输入到高速数据采集器,实现了约20 min测试2 620(x)×410(y)点阵,获取的声表面波振幅和相位数据重构声表面波分布的图像。     

铌酸锂电光长周期波导光栅

该文对用铌酸锂制作电光长周期波导光栅的研究进展进行了综述.讨论了用铌酸锂制作长周期光栅的难点,介绍了解决此难点所用的特殊铌酸锂波导的制作原理和方法,再重点论述了对铌酸锂电光长周期波导光栅的研究,包括包层模阶数、铌酸锂波导的结构参数对光栅性能的影响以及光栅的谐振波长的温度灵敏度.研究表明铌酸锂长周期波导光栅的强度和谐振波长可分别由电压和温度调控,使该器件能进一步开发成为新型高速动态光滤波器或调制器.目前在最佳样品中实现25 dB光栅强度调控所需的驱动电压不超过49 V,其谐振波长的温度灵敏度为-1.0 nm/C.     

刮板输送机圆环链断链检测方法的研究

提出了采用表面波电磁声技术对圆环链裂纹进行在线检测的方案，成功地研制了电磁声探伤装置和电磁声传感器．在钢管和圆环链上非接触地激发并探测到声表面波和人工缺陷反射波以及造成的声波衰减，从理论上和试验技术上为最终实现对运动圆环链的在线检测奠定了基础．所研制的传感器也可用于对其它运动的、表面粗糙的金属构件和结构件进行无损检测，有着极广阔的应用前景．     

声磁效应的发现与实验研究

介绍了声磁效应的发现与实验研究，确认了声磁效应是存在于铁磁材料表面的一种普遍物理现象．研究结果还表明：在退磁状态下产生声磁转换需要较强的声场强度，若在试样表面加上一直流偏置磁场，较小声强的声波也可以产生较高的声磁转换．此外，还对声磁转换的机理进行了简要地分析．     

基于瑞利波法对混凝土表面裂缝检测的数值研究

基于瑞利波及衍射纵波的传播时间差法,利用有限元法分析了瑞利波在含不同长度及角度裂纹的混凝土介质中的传播规律,提出了混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算公式,并验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明：在传播过程中,瑞利波一部分沿着介质表面（含裂纹表面）传播,另一部分在裂缝尖端发生模式转换,形成衍射横波和衍射纵波,弹性波传播到介质边界时被粘弹性人工边界全部吸收,消除了反射波的影响;表面裂缝长度和角度的计算结果误差基本在5%以下,只有个别数据误差较大,在一定范围内,随着裂缝长度和角度值的增大,计算结果的准确度越高。     

声表面波换能器电荷分布的有限元解

从压电本构方程和声场波动方程出发,在准静态近似的前提下,根据哈密顿原理,推导出压电结构的变分方程,建立了求解声表面波换能器电荷分布的有限元方程.以电极上加常电压为例,计算了两种情况下的声表面波换能器电极表面的电荷分布,为有关声表面波器件的结构优化和设计提供具有参考价值的器件参数.     

特殊制备材料力学性能超声无损检测与评价方法

为了检测新材料性能和评估新制备工艺,利用超声显微无损检测系统和PVDF线聚焦超声探头,对增材制造(3D打印)和粉末冶金2种特种加工试件进行表面波波速测量,用于材料力学性能的反演.利用散焦实验测量和时间分辨法,测量试件截面不同位置、不同角度的表面波波速,获取相应位置和角度下的力学性能参数.实验所用窄探头PVDF薄膜宽度仅为1 mm,通过减少被测面积,提高了探头的分辨率.结果表明:粉末冶金材料在任意方向上的表面波波速基本一致,呈各向同性.3D打印材料不同方向表面波波速略有差异,呈现出一定的各向异性.超声显微无损检测系统可用于材料的小区域、多角度声学性能测试,实现材料力学性能的反演表征,为新材料性能检测、新制备工艺评估提供一种无损检测与评价的方法.     

液体表面与界面特性研究的新途径

本文建立了激光与液体一维表面张力驻波的相互作用原理,为研究液体表面与界面的特性提供了简捷而精确的测试手段。在理论方面,给出了表面张力波光栅衍射理论的方程式(21),从而开创了新的研究方法,该实验装置如图1所示,从测试技术方面提供了新的测试方法,并取得了精确度高,重复性好的效果。因此为液体表面与界面动态特性的研究,开拓出新的研究途径。     

局域波神经网络海洋平台AE信号识别研究

为了研究海洋平台结构声发射信号的特征,将近期发展的局域波法和神经网络相结合应用于提取识别中.首先,将海洋平台结构声发射信号进行局域波分解,得到自适应的基本模式分量,然后从各基本模式分量中提取能量特征参数作为神经网络的输入参数来识别海洋平台结构的声发射信号.通过对海洋平台结构模型声发射信号的实验数据分析表明,以局域波法提取各频带能量作为特征参数的神经网络方法可以准确、有效地识别海洋平台结构声发射信号,从而为海洋平台结构声发射信号特征提取识别提供了一种新的方法.     

周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的仿真及分析

对周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的机理进行了分析,指出周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是由于相邻压电体极化方向相反,导致相邻压电体沿极化方向发生伸缩变化,从而在压电陶瓷表面形成的。通过对周期极化压电复合结构进行谐响应仿真分析,结果表明：在周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是瑞利声表面波,表面波的振幅达到压电体厚度的18%,振幅相对较大。并且通过实验研究,验证了周期极化压电陶瓷可以激发出瑞利声表面波。     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化（间隙孔半径、层数）与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

基于表面等离子激元的亚波长器件研究

基于不同金属材料表面等离子激元耦合激发的传播深度和传播距离,提出选择器件材料的标准,其中银表现出最佳的特性.以入射波长为1 050 nm的p偏振光为例,利用时域有限差分方法,模拟了p偏振光高斯光束入射到金属银亚波长狭缝与光栅结构的传播特性,证明这种结构具有透射增强及定向耦合输出功能.入射面光栅对输出光的主要贡献是透射增强,出射面光栅主要对输出光的远场分布特性产生影响,光栅凹槽数目和深度对透射增强作用具有最佳化参数,透射强度与亚波长狭缝深度之间的关系呈周期性变化特性.     

激光衍射法测量液体的表面张力

液体表面张力波相当于一块位相型光栅,理论上分析了表面张力波光栅夫朗和费衍射场的分布,得到了液体表面张力系数和液体表面张力波波长的关系,通过测量液体表面张力波的波长,可实现液体表面张力的激光衍射测量.