一种基于微型谐振腔的环形光探测器的设计

提出了一种基于微型谐振腔的新型环形光探测器,该探测器结构紧凑,较之RCE型光探测器具有高速、高量子效率、易于平面集成等优点．导出了该探测器的量子效率的表达式,分析了环形光探测器半径对光谱的半高全宽（FWHM）的影响;分析了吸收腔厚度、环形光探测器宽度及半径对响应带宽的影响．结果表明,谐振腔的半径越大,FWHM越小,量子效率的峰值间隔越小;吸收腔的半径和波导宽度越大,响应带宽越小．     

大功率半导体激光器的远场分布特性

对于以TM模工作的大功率半导体激光器,利用矢量瑞利衍射积分公式,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,并与标量非傍轴理论进行了比较．结论表明, 大功率半导体激光器的矢量光场和标量光场的光强分布和远场发散角都有一定差异,光强误差随光波的传输距离的增加而减小,随着垂直于结平面方向坐标的增大,误差也增大; 发散角误差与波导结构参数有关．     

相干光时域反射仪中受激布里渊散射的抑制

采用对分布反馈半导体激光器(DFB-LD)直接进行小信号电流调制的方法抑制相干光时域反射仪(COT-DR)中的受激布里渊散射(SBS),分析了DFB-LD受到小信号电流调制时的频谱特性以及SBS阈值和频谱宽度的关系,设计了实验电路和光路抑制光纤中SBS。理论分析和实验结果表明,在低频调制电流处,光源频谱宽度随调制频率增加而减小,随调制幅度增加而增加,而SBS随频谱宽度增加而减弱,直接用电流调制激光器可抑制COTDR中的SBS。     

掺铒有源波导环形腔传感理论的分析与数值模拟

对掺铒有源波导环形腔传感特性进行了理论分析和数值模拟.模拟了掺铒有源环形腔结构参数、泵浦光功率和铒离子浓度对Q值的影响,结果发现,增加波导横截面面积和直波导与环的最小间距、泵浦光功率,减小环形腔的半径和铒离子的掺杂浓度等有利于增加有源波导环形腔传感器的Q值,进而提高有源环形器传感的灵敏度.     

大庆F油层孔隙结构特征对相渗特征影响研究

油水相对渗透率曲线反映了油水两相在多孔介质中的流动规律,而微观孔隙结构特征是影响相渗曲线形态的重要因素。分析了孔隙结构特征参数对储层渗透率和相渗特征的影响,发现大庆F油层的空气渗透率随孔隙半径和分选系数的增大而增大,随结构系数的增大而减小;束缚水饱和度和等渗点饱和度随孔隙半径和分选系数的增大而减小,随结构系数的增大而增大;水相端点渗透率随孔隙半径和分选系数的增大而增大,随结构系数的增大而减小。储层物性、相渗特征参数与孔隙结构特征参数均为幂函数关系。     

钣金V形折弯回弹影响因素的有限元分析

在钣金V形折弯成形过程中,回弹对成形精度的影响很大,为此,针对板材的成形和弹复过程进行有限元仿真试验,分析材料性能参数（弹性模量,硬化指数）、板料厚度、模具几何参数（下模具开口宽度,上模具圆角半径）和润滑条件对折弯回弹的影响.仿真结果表明：回弹随弹性模量、硬化指数和板料厚度的增大而显著减小,随下模具开口宽度的增大而增大;上模具圆角半径和润滑条件对折弯回弹的影响较小,回弹随上模具圆角半径与摩擦系数的增大而缓慢减小.研究揭示了影响回弹的主要规律,为提高V形折弯成形精度提供了可靠的依据.     

LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究

半导体激光器与光纤的耦合系统的优化设计,可减小耦合损耗,有利于半导体激光器的使用和发展。文章分析柱状楔形透镜光纤与半导体激光器的耦合损耗,运用矩阵光学的ABCD定律建立了柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的模型,对激光耦合进入光纤进行计算;通过仿真计算,研究柱状楔形透镜光纤的结构参数对耦合效率的影响与纵、横向位置偏移容忍度。结果表明:柱状楔形透镜光纤各项结构参数中,锥端尺寸与柱面半径对耦合效率的影响较大。锥端尺寸与柱面半径与耦合效率呈反比,在设计的耦合系统中,容忍范围为1.2μm;纵横向偏差存在时,x方向容忍度最低为0.71μm,而y方向的容忍度是x方向的3倍多;在进行柱状楔形透镜光纤耦合实验时要着重减少x方向误差。     

旋转黏弹性夹层梁振动特性及响应研究

对旋转黏弹性夹层梁的振动特性和响应进行了分析。基于Kelvin-Voigt黏弹性本构关系及几何大变形理论,建立了旋转黏弹性夹层梁的振动方程,用Galerkin法将偏微分方程化为常微分方程,给出了系统的固有频率和响应的表达式。用数值方法讨论了黏弹性夹层厚度、转速和轮毂半径对梁固有频率及响应的影响。研究结果表明,固有频率随转速增大而增大,随夹层厚度增大而减小,随轮毂半径的增大而增大,梁端点的振动周期随转速增大而减小。     

钢筋混凝土梁抗震可靠度影响因素

目的研究钢筋混凝土梁抗震可靠度的影响因素,分析各因素对钢筋混凝土梁抗震可靠度计算的影响规律,为钢筋混凝土梁设计和加固提供参考．方法采用考虑变量随机分布的JC验算点法,对钢筋混凝土梁的抗弯和抗剪可靠度进行计算,统计可靠度随各因素的变化规律．结果梁抗弯可靠度随配筋率和应变速率的增大而增大,随荷载比的增大而减小．梁抗剪可靠度随应变率和剪力增大系数的增加而增加,随配箍率和荷载比的增大而减小．钢筋混凝土梁抗弯可靠度和抗剪可靠度随几何尺寸（宽、高、保护层厚度,箍筋间距）的变化有微小变化或无变化．结论梁抗弯可靠度受配筋率、荷载比以及应变速率的影响较大,受几何尺寸的影响很小;梁抗剪可靠度受配箍率、荷载比、应变速率及剪力增大系数取值的影响较大,不受几何尺寸的影响．     

加筋垫层法处理涵洞吹填土地基

结合吹填土的工程特性,介绍了涵洞吹填土地基的处理原则及流程。通过有限元计算模型的建立,对加筋垫层法处理涵洞地基的效果进行了研究,分析了不同的垫层宽度、厚度、土性参数和不同格栅层数、间距及刚度时,涵洞的土压力及位移规律,并对多层加筋时格栅的轴向拉力进行了分析。结果表明：加筋垫层法能有效地减小吹填土地基上涵洞的沉降,涵顶土压力随加筋垫层宽度的增大而减小,随垫层厚度的增加呈非线性增大,并逐渐趋于稳定;格栅层数和格栅刚度的增加对减小涵体沉降有一定的作用,但同时会使涵顶土压力增大。     

Study on the characteristics of erbium-doped waveguide ring laser

A theoretical model of the erbium-doped waveguide ring laser is established according to the theory of erbium-doped waveguide amplifier and the transmission matrix of waveguide directional coupler. The influence of bend radius, coupling coefficient and doped erbium ion concentration on the characteristics of waveguide ring laser is investigated. It is shown that due to the co-action of waveguide bend loss and other relevant loss there is an optimal bend radius which can provide simultaneously low threshold pumping power and high laser light output power. As one part of the resonator’s loss, the laser light coupling coefficient of directional coupler has an impact on the laser property. The analysis indicates that the laser achieves the high output power when the coupling coefficient is about 0.2. The threshold pumping power is the minimum when the doped erbium ion concentration is 0.85×10²⁶ m⁻³. Increasing the concentration of doped erbium ions will enhance the output power of laser light as long as the concentration doesn’t introduce remarkable up-conversion effect. The results give a good theoretical basis for the design and fabrication of erbium-doped waveguide ring laser devices. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60807015), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 200801411037), the Young Teacher Cultivation Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893210) and Doctor Start-up Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893322)     

带有交叉信道的高精细度微环滤波器

针对微环滤波器件对窄带宽和高精细度的需求,设计出一种带有交叉信道的微环滤波器。采用信号流程图理论和微环谐振器理论,推导出滤波器在drop端和through端光强传递函数,据此在谐振波长1 550 nm处对该器件进行模拟与优化。结果表明:取微环半径r=30.74 μm,在交叉信道单微环滤波器中,微环与信道波导间耦合系数为0.1,through端光谱具有较高的精细度,属于周期型窄带高消光比带阻滤波器;drop端光谱带宽极窄,可以将其用作固定波长激光器。在交叉信道微环串联耦合滤波器中,微环与波导间耦合系数取0.05,环间耦合系数取0.000 4时,滤波器drop端输出光谱具有顶部平坦,边沿滚降明显的特点。经数值计算得出,交叉信道微环串联耦合滤波器的精细度为105.41,品质因子为4.189×104。分析结果表明,本文设计的带有交叉信道的微环滤波器在保持优良滤波特性的前提下,使滤波器的精细度进一步提高。     

激光重复频率对吸气式多脉冲激光推进冲量耦合系数的影响

针对实验室已有的平顶抛物形喷管,数值模拟了单脉冲激光能量为500J时,不同激光重复频率下的激波流场演化过程,分析了喷管内激波流场对后续脉冲的影响,得到了冲量耦合系数随激光重复频率的变化规律。结果表明：激光重复频率在10～100Hz范围内,冲量耦合系数随频率的增加显著减小;在100～400Hz范围内,冲量耦合系数下降趋势变缓;随着脉冲数目的增多,喷管内气体密度降低,后续脉冲受到之前激波流场影响增大,推进性能降低。     

球墨铸铁复合仿生耦合单元体结构参数变化对摩擦应力的影响模拟研究

应用仿生耦合原理,提取典型单元体,设计仿生单元体结构,从而获得耐磨性能更好的球墨铸铁耐磨表面,通过模拟发现仿生耦合表面出现了单元体处应力集中,基体应力降低的现象.通过复合典型仿生结构,并改变结构参数可改变摩擦面的应力大小及分布状况.利用软件进行模拟研究,并得出如下结论:对于直线+渐开线形复合仿生单元体来说,当只改变直线...     

同步器同步机理建模与结构影响因素分析

针对同步器结合过程,利用平均雷诺方程和微凸体摩擦原理,建立了油膜压力、微凸体接触力、同步环轴向力、同步力矩4个数学模型,运用4-Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合数值求解,分析了同步器结合过程油膜厚度、转速差、粘性剪切转矩、粗糙摩擦转矩以及总转矩的变化规律.对同步器结合过程数学模型进行试验验证后,利用所建模型研究了同步环宽度、同步环半径、摩擦锥角以及摩擦材料厚度等因素对同步器结合过程的影响规律.结果表明:同步环宽度增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率减缓,粗糙接触转矩响应延迟,同步时间增加;同步环半径增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率加快,同步时间缩短;同步环摩擦锥角增大,粘性转矩增大,粗糙接触转矩减小,转速差下降速率变缓,同步时间增加;摩擦材料厚度增大,粗糙接触转矩相应加快,油膜厚度下降速率增大,最小油膜厚度减小,同步时间缩短.     

表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究

用表面等离子波导端耦合两个表面等离子腔组成非厄米量子系统,研究该系统中表面等离子激元的传输性质,并通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射和反射振幅.通过分析表面等离子波导系统的反射率和透射率随参量变化的关系图表明:随着表面等离子激元波导与腔耦合强度的增加,反射峰和透射峰逐渐变宽; 随着腔损耗的增大,反射峰的峰值明显减小,而透射峰的峰值明显增加; 随着腔间耦合系数g的增加,两个反射峰/透射峰之间的距离变宽.     

一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉...     

垂直窗复合光栅腔调谐波导CO_2激光器的研制

本文提出用垂直窗复合光栅腔实现波导 CO_2激光的调谐,这种腔结构比布儒斯特窗复合腔的耦合损耗小,且工艺简单、调节方便.研究结果表明:复合光栅腔尤其适合一级输出方式,以增大总反射率、减小光栅承受的辐射强度,有利于谱线的稳定和实现单纵模运转.这解决了大功率和宽调谐的矛盾.在激活长度 Lg=340mm 的垂直窗复合光栅腔输出端,获得功率为3.8W 的一级10P(20)基模 CO_2激光以及功率大于0.5W 的谱线61条,可直接用作声光调制器光源、光声光谱测试光源.