硅基槽型微环谐振器及其调谐特性研究

仿真和实验研究了含槽型(slot)光波导的反馈波导型微环谐振器的特性,将槽型光波导集成到Si基微环谐振器中,丰富Si基光波导的功能,为新型光电子器件的实现提供途径。通过锥形波导结构实现从传统波导到槽型波导的模式转换,减小传输损耗,采用时域有限差分法(FDTD)研究了光功率的分布和模式转换过程。结果显示,光功率逐渐转移到锥形结构两侧的槽型波导中并最终形成槽型波导中的传输模式,通过优化锥形结构能实现较高的模式转换效率,可以达到90%以上。采用电子束刻写技术和等离子刻蚀技术制备了反馈波导型槽型微环谐振器。实验显示,锥形波导能够实现模式的转换,光传输过程良好。通过在槽型波导中填充电光聚合物来改变槽型光波导的折射率,测量结果显示,传输谱谐振峰发生了明显移动,移动幅度达到5.6nm,器件具备很好的可调谐性。     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

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。     

用有限元法分析任意截面槽波导

用有限元法分析了任意形状槽波导。在槽波导开放端口引进了吸收边界条件。对矩形槽波导、Ｖ形槽波导、圆形槽波导的分析表明，计算结果与实验值以及其它方法得到的结果有较好的吻合。     

用于动中通卫星通信中旋转关节的设计

本文比较了同轴线型的旋转关节和圆波导型旋转关节各自的性能特点，根据圆波导旋转关节具有传输功率容量大的特性，着重论述了圆波导旋转关节的工作原理和设计方法，并对实物做了大量的实验。     

Si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量

对Si基槽型(slot)光波导的传输特性进行了研究。 采用三 维时域有限差分(3D-FDTD)法研究了芯层中的光功率与波导槽型宽度及Si条带宽度之间的关 系,结果显示,槽型光波导具有很好的光功率约束效率,可以达到30%以上; 分析了光功率的变化规律及其优化,综合考虑光功率和光功率密度确定波导结构参数,实现 最佳光功率分 布,横向光功率分布沿x轴方向具有很好的约束效果,沿y轴方向呈现高斯分布;分析了底部Si薄层对光 功率的影响,100nm的底部Si薄层使得芯层的光功率下降50%,减小 底部Si薄层厚度有利于光功率约束效 率的提高;采用电子束刻写(EBL)技术和等离子刻蚀(ICP)技术制备了Si基槽型光波导,实验 研究了其传输损耗,结果显示,槽型光波导具有较低的传输损耗,达到13.5dB/cm。     

回旋媒质偏心加载圆波导的传输特性

利用基于Bessel函数加法定理的坐标变换,获得了关于回旋媒质偏心加载圆波导中传播常数的特征方程.文中给出了回旋介质棒偏心加载圆波导时的色散特性曲线,并讨论了传播常数随各参数的变化.     

W波段V型曲折矩形槽波导行波管的模拟研究

分析了一种新型慢波线-V型曲折矩形槽波导慢波结构,利用电磁仿真软件CST及HFSS对其高频特性进行了模拟计算,并在此基础上设计了工作在W波段的V型曲折矩形槽波导行波管的互作用结构.利用CST粒子工作室对其注-波互作用特性进行了模拟分析.结果表明:W波段V型曲折矩形槽波导行波管能够有效放大微波信号,且频谱纯净.     

圆波导Y结环行器

本文介绍一种Y型波导结环行器———圆波导环行器 ,它由装有铁氧体样品的圆柱形结腔及其侧面连接的三段互成 12 0°的圆波导组成 ,并在Ku波段上利用有限元法对这种Y结环行器的性能进行数值计算和实验测量。所得结果表明这种结构的环行器可以实现环行性能。本文从理论上也分析了腔体内上下介质不对称对环行性能和圆波导主模TE11极化面的影响     

同轴TE_(11)~⊙模与矩波导TE_(10)模的耦合计算

首先建立同轴 TE1 1 ⊙ 模与圆波导 TE1 1 o 模的等效关系。进而将同轴 TE1 1 ⊙ 模与矩波导 TE1 0 模的耦合问题转化为其等效圆波导 TE1 1 o 模与矩波导 TE1 0 模的耦合问题。实验证明 ,理论计算与实测结果吻合     

高功率毫米波模式变换中的相位重匹配

在模式耦合理论的基础上,对过模圆波导TM01-TE1模式变换进行了研究．采用不同的相位重匹配方法和选择相应的结构,对TM01-TE1模式变换器进行了优化分析,得出了圆波导半径、弯曲圆波导曲率和频率以及频带宽度之间的变化规律．以此结果可设计出相应的紧凑、高效、宽带毫米波过模圆波导模式转换器．     

矩形槽波导的模式图

本文用有限元法分析了矩形槽波导。对矩形波导的计算验证了我们的有限元程序是有效的。文中给出的矩形槽波导模式图有助于设计基于矩形槽波导的短毫米波和亚毫米波器件。     

螺旋槽波导特性的计算与模拟研究

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。     

部分介质填充槽波导色散特性的网络分析

本文给出了部分介质填充单槽和非对称双槽波导的横向等效网络。以此为基础,用微波网络方法分析了各种槽波导的色散特性,并将所得到的数据与用其它方法得到的结果进行比较,两者吻合好。证实本方法在保持有高的计算精度的情况下极大地简化了分析和求解过程。文中通过对宽带槽波导定向耦合器的具体设计,证明了本方法在槽波导电路分析和设计中的重要实际意义。     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

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.     

新颖的波导同轴变换

本文借助微扰原理,导出了在圆波导的不同位置(相对于电场方向)上加脊后的截止频率公式,为各种圆脊波导器件的设计提供了理论依据。我们应用这一原理,研制出了新颖的波导同轴变换,性能甚佳。     

大功率圆波导旋转铰链的设计与仿真研究

着重对圆波导旋转铰链的主要尺寸(圆波导半径R、圆波导腔体长度L、模式变换块厚度和高度以及圆波导铰链输入口径)进行了理论设计和分析,给出了工程经验设计公式,并借助于微波电磁场仿真软件HFSS,对Ku、X波段两种圆波导旋转铰链进行了仿真设计,理论上拓宽了圆波导旋转铰链的工作带宽。结果和目前该两种圆波导旋转铰链产品实测性能比较吻合。     

Sunflower圆形光子准晶在光通信器件中的应用

Sunflower结构是一种新型的圆对称型准晶光子晶体结构,它在实现大弯曲波导方面具有其它光子晶体结构无法比拟的优越性。对sunflower结构的带隙特性进行了优化,在优化的准晶结构上设计Y型、U型等大弯曲波导,对波导的透射谱、损耗进行讨论。     

多手征介质填充圆波导的分析

本文利用递推本征函数法分析了多层手征介质填流圆波导的传播特性。文中给出了不同介质层中电磁场的递推关系，推导了Ｎ层手征介质填充圆波导色散特性的一般笥计算公式。作为示例，文中还给出了对几结构传播特性的计算结果。     

直径渐变的波纹圆波导的研究＊

本文从麦克斯韦方程出发,推导出了直径均匀渐变的波纹圆波导中模式耦合的积分公式,并进而导出了这种波纹波导中各种模式间耦合系数的明确显式。     

槽波导色散特性的模匹配法分析

槽波导是一种很有前途的毫米波传输结构。本文用模匹配法分析了单槽波导和非对称双漕波导的色散特性,给出了n阶近似的色散方程的一般公式,据此编制了求解单槽波导和非对称双槽波导色散特性的通用程序,利用该程序对若干单槽和非对称双槽波导色散特性进行了计算,并与已有的数据进行了比较,获得了十分一致的结果,从而证实了所给公式和程序的正确性和可靠性。