一种改进的非磁化等离子体SO-FDTD算法

针对时域有限差分法解决复杂等离子体问题时效率低的问题,提出了一种改进的移位算子有限差分(SO-FDTD)算法.运用该算法计算了非磁化等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,为等离子体中电磁波传播特性的分析提供了一定的理论指导.该算法采用内存优化算法减少了计算中的迭代变量,节约了系统内存,提高了计算速度.仿真实验表明,改进型算法的计算效率明显优于以往文献中提出的SOFDTD算法,并且计算结果与解析解吻合得很好.     

利用微纳结构提高太阳能薄膜电池效率

太阳能电池的吸收效率低是制约太阳能电池性能的主要因素之一。为了解决这一问题提出了一种新的结构模型。该模型可以激发局域表面等离子体共振、表面等离子体共振、光子模式、磁极子激元这4个效应。通过时域有限差分法对该模型的效果进行了模拟,并对其结构进行优化,从而使各个效应能够互相耦合,使吸收层吸收率达到一个优值。结果表明,最终优化完成的结构的总体提升系数较常规太阳能电池提高了2.39倍。     

平面光波导数值分析的一种新方法

用有限时域差分法直接求解了依赖时间的麦克斯韦旋度方程,得到了一维电磁场的有限时域差分公式.在此基础上,利用吸收边界条件计算了简单三层对称平面光波导中TE模的光场分布,得到了任意截面上光场的分布.     

一种单向介质辐射器的数值模拟

在PC机上应用扩展虚拟内存技术对一种单向介质辐射器(UDR)模型进行了FDTD模拟,求出了远场区辐射方向图,得出的数值结果与实测值较好地吻合;讨论了前后功率流,证明了这是一种仅在正前方有极强辐射的定波束高增益天线原型。该天线适合移动通信的手机天线、防撞雷达、空间功率合成器等特殊应用。     

远红外宽波段高性能四向偏振光栅的研究

为提升远红外同步型偏振成像系统中偏振器件的偏振性能,设计了一种二维四向多层结构的像素型阵列偏振光栅,构建了以GaAs为基底的双过渡层亚波长双层金属光栅微单元结构模型,对该结构模型进行仿真优化并分析了结构参数对于偏振光栅偏振性能的影响。结果表明,在光栅周期为0.5μm的条件下,该结构在8～12μm波长范围内的TM波透过率可达94%以上,消光比大于55.3 dB。与同波段适用的以ZnSe为基底的偏振光栅结构相比,TM波透过率提升4%以上,消光比也有所增加。     

THz波在非均匀等离子体层中传播的FDTD分析

为了有效对抗等离子体隐身目标,采用Z变换时域有限差分法,结合实际情况,选取等离子体中电子密度分布为双曲函数分布,对不同太赫兹频率、不同电子碰撞频率下太赫兹波在非均匀等离子体中的传播情况进行了数值研究．数值计算结果表明,等离子体对太赫兹波没有吸收效应,说明太赫兹波能有效穿透等离子体层．     

平面光波导数值分析的一种新方法

用有限时域差分法直接求解了依赖时间的麦克斯书旋度方程，得到了一维电磁场的有限时域差分公式。在此基础上，利用吸收边界条件计算了简单三层对称平面光波导中TE模的光场分布，得到了任意截面上的光场的分布。     

曲率对柱面频率选择表面传输特性的影响

曲面频率选择表面（FSS）部件处于天线的非均匀照射下,容易造成传输特性对角度响应的不稳定。本文通过设计了一种柱面FSS结构,并利用时域有限差分法,研究了分别以圆环型、十字型和Y型单元构成柱面FSS结构下,曲率对其传射特性的影响。结果显示,随着曲率半径的减小,柱面FSS频点向低频漂移,透过率降低,其中以Y型单元的性质相对稳定。     

金属颗粒对微小孔激光器增强透射的研究

制备了带有金属纳米颗粒结构的微小孔径垂直腔面发射激光器(NA-VCSEL)。当小孔和金属颗粒的直径分别为400 nm和100 nm时,其最大输出光功率达到了0.5 mW,比400 nm单个小孔的最大输出光功率提高了0.2 mW。实验和理论验证了金属纳米颗粒结构对NA-VCSEL输出光功率的增强作用。     

电磁辐射加温治疗乳腺肿瘤的比吸收率分布

针对如何治疗乳腺肿瘤这个问题，简要介绍了几种方法， 重点阐述了电磁辐射治疗乳腺肿瘤的方法.电磁辐射治疗肿瘤可以选择性地杀伤肿瘤组织， 减轻毒副作用.根据人体组织的生理结构，建立了一套简化的分析模型，采用时域有限差分法，模拟及分析了不同设计参数下乳腺肿瘤对电磁波的吸收作用.通过调整分布在乳腺肿瘤 四周天线阵中天线信号的振幅和频率，得到了乳腺肿瘤吸收能量的不同分布，即增加激励源 频率、振幅，乳腺肿瘤的比吸收率变大.为通过优化影响温升的参数以得到乳腺肿瘤处的理 想温升值奠定了基础.     

原子分束器及其应用

对各类基于磁导引、光导引或波导引原子分束器以及自由空间原子分束器的实验方法和进展进行了综述,同时介绍了原子分束器在原子衍射、原子干涉、玻色凝聚原子(BEC)的相干分裂研究中的应用。     

泊松分布单光子源的光束分离器窃听模型

针对低轨卫星-地面站间量子密钥分配的光束分离器窃听问题,分析了泊松分布单光子源,建立了量子比特率理论模型,给出了光束分离器窃听中窃听率的表达式.从而分析了低轨卫星-地面站间量子密钥分配的光束分离器窃听问题.结果表明,对于低轨卫星-地面站间链路,每个脉冲平均光子数可以取最优值,窃听率在10-4量级.通过数据纠错和保密加强,可以使得窃听者所获得的密钥信息量降低到1比特以下.这说明,在低轨卫星-地面站间进行量子密钥分配是可行的,在保证系统具有很高量子比特率的同时,量子密钥分配仍然是安全的.     

一种用莫尔技术测量分光板夹角的简易方法

介绍了一种将剪切干涉和莫尔技术结合起来测量分光板夹角的新方法，该方法简单可靠、准确度较高。     

简支柔性梁的非线性动力学和分叉

研究了轴向激励作用下简支柔性梁的非线性动力学和分叉,导出了简支梁在参数激励作用下具有五次非线性项的运动方程,分析了局部分叉和稳定性．利用多尺度法得到了柔性梁的平均方程,借助于数值方法研究了柔性梁的局部分叉．     

介质覆盖金属光栅混合表面等离子模式光学特性研究

采用时域有限差分法与耦合模理论,研究了介质覆盖金属光栅表面等离子混合模式的光学共振特性。研究结果表明,在所研究的结构中,覆盖介质支撑的混合表面模式与金属光栅所支撑的表面等离子模式相互作用引起抗交叉效应;利用耦合模理论,对此系统的反射特性进行了建模研究,得出了减小吸收的条件。此耦合系统的所有光学特性都采用了时域有限差分法进行验证,理论结果与数值模拟结果一致。     

非惯性坐标系下柔性梁的动力学分析与压缩建模

文章针对大范围运动已知的空间柔性梁结构建立其动力学方程.通过研究与分析,提出了文中精确模型,各项矩阵较原有一次耦合模型新增了2类耦合项:即变形耦合项和基点速度和角速度耦合项.通过仿真计算,比较其动力学特性与零次、一次耦合模型的差异,确定各种耦合项的作用,并进行了定性分析.最后研究了复杂系统的压缩建模问题,为工程实际和今后的研究奠定了理论基础.     

光学相干断层扫描成像系统中消偏振分光膜的研制

消偏振分束镜能够将光学相干断层扫描干涉成像系统中的信号光进行分束,是光学相干断层扫描成像系统中重要的组成器件。为了减小45度角入射时P光和S光造成的偏振分离,针对成像系统中分光棱镜的参数要求,选择Ti3O5、Al2O3和Mg F2薄膜材料,借助Macleod膜系设计软件,结合Compact Design功能,运用Optimac和Needle Synthesis两种优化方法进行优化设计,选择电子束加热蒸发和离子源辅助沉积的方式镀制薄膜。根据实际镀膜结果,运用Independent Sensitivity功能对膜层敏感度进行分析,并采用Reverse Engineering模块进行逆向模拟分析,判断镀膜误差主要来源于不同监控波长的光控tooling值有细微的差距以及膜层的Final Swing值过大。通过改变不同监控波长的光控tooling值以及对敏感度较高的膜层进行重点监控,制备的消偏振分光膜经过测试,1310±50nm处P光平均透射比为51.47%,S光平均透射比为49.11%,偏振度为4.59%,满足成像系统的使用要求,并通过了环境测试。     

钢筋混凝土框架“强柱弱梁”及轴压比限值的概率分析

从可靠度校准的角度分析了现行建筑抗震设计规范“强柱弱梁”和轴太比限值的概率意义。结合框架和节点试验结果,表明现行规范规定的柱梁弯矩比并不能有效地防止柱铰机构的形成,不同抗震等级框架的轴压比限值的失效概率相差较大。本文认为,在保证相同的延性换效概率的前提下,可以通过提高柱梁抗弯强度比来放宽规范轴压比的限制。最后,探讨了进一步研究的思路和方法。     

低能离子束生物工程及其应用研究进展

20世纪80年代中期,我国科学家发现了离子注入生物学效应,并以低能离子与生物体之间存在复杂的相互作用为基础,有目的地对生物体内的遗传物质进行加工、修饰、重组,开辟了农作物、微生物的遗传改良及转基因的新途径,由此开创了离子束生物工程学的先河．文章对离子束生物工程的装置、技术原理、离子注入的生物学效应及其应用作了综合评述．     

某办公楼井字梁屋面的裂缝分析与处理

通过对钢筋混凝土屋面井字梁裂缝的分析与处理的实例,详细分析了混凝土收缩应力和温差．应力对结构构件的影响．