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。     

非互易性波导的有效模折射率研究

研究设计了一种采用铁氧体材料、具有非互易特性的矩形波导,对波导内部旋磁材料平板内的电磁场分布进行分析求解,推导出在外偏置磁场作用下波导表面等离子体激元的单向传播性质,得到单向电磁边界模的色散关系;研究分析了该非互易性波导的有效模折射率的特点,以及结构参数对有效模折射率数值的影响。结果表明,该波导传播模式的数量随着波导宽度的增加而增多,而传播模式的有效模折射率却随之减小,并最终趋于一个稳定值。该现象不同于常规金属矩形波导,有望拓展非互易性波导结构在信息传输和光芯片集成领域的应用范围。     

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。     

考虑空间电荷梯度效应的静电电子回旋谐振脉塞的线性理论

本文给出了一个比较完整的关于静电电子回旋谐振脉塞的流体动力学线性理论,考虑了空间电荷梯度效应对静电电子回旋谐振脉塞不稳定性的影响.研究发现,空间电荷梯度效应主要对谐振点Ω=0附近的脉塞不稳定性产生影响.对 TE_(mn)工作模式,当 B_⊥较大时,空间电荷梯度效应对脉塞不稳定性的贡献将几乎与不考虑它存在时系统中的脉塞不稳定性相互抵消;当β_⊥较小时,空间电荷梯度效应成为系统中对脉塞不稳定性的主要贡献者.对于 TM_(mn)工作模式,研究发现,空间电荷梯度效应对系统中的脉塞不稳定性的贡献与不考虑它的存在时系统中的脉塞不稳定性,在β_″>k_″C/ω且 k_″>0时相互加强, 在β_″<β_″C/ω或β_″>k_″C/ω且 k_″<0时相互减弱.另外,在一定的工作参量条件下,空间电荷梯度效应也会成为系统中对 TM_(mn)模脉塞不稳定性的主要贡献者.最后,本文还发现,在考虑了空间电荷梯度效应后,如下的结论仍然成立:当电子注模Ω=0与冷波导模ω~2—k_″~2C~2—k_c~2C~2=0色散曲线相切时,只存在 TE_(mn)模脉塞不稳定性,而不存在 TM_(mn)模脉塞不稳定性.     

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。     

相对论核─核碰撞中粒子的横向动量模关联

本文对１．２ＡＧｅＶＡｒ＋ＢａＩ２和２．１ＡＧｅＶＮｅ＋ＮａＦ碰撞的Ｂｅｖａｌａｃ流光室４π实验事件末态粒子的横向运动特征进行了研究。发现末态粒子的横向运动不仅存在方位角关联，而且还存在横向动量模的关联。研究表明；在Ａｒ十ＢａＩ２碰撞实验中，粒子的横向动量模关联比Ｎｅ＋ＮａＦ碰撞实验强。并且，两种碰撞实验中的粒子方位角关联比其各自的横向动量模关联强。     

单负材料平面微腔结构的共振模研究

利用传输矩阵法研究了由单负材料构成的平面微腔结构的共振模特性。研究表明,腔模频率主要由腔中介质的物质参数和结构参数来决定。单负材料层的厚度影响共振模的线宽,随厚度增加而谱线变窄。单负材料损耗的存在,影响共振模的透射率,使腔内局域电场减小。选择合适的单负材料层厚度,可使腔中局域电场达到最大。还研究了斜入射时腔模的偏振特性,在一定条件下可实现TM腔模的全向透射,用以设计全向滤波器。     

三种缺陷态光子晶体的比较研究

利用光学传输矩阵法对3种基于均匀结构光子晶体的一维缺陷态光子晶体进行了比较研究.研究发现,对于每种结构,当缺陷介质层厚度变大时,缺陷模中心波长向长波区移动,且缺陷模式的带宽随之增加,当缺陷层介质厚度增加到一定数值时会出现多个缺陷模.对于缺陷层两侧为高折射率介质层的结构一和结构三,缺陷模波长与缺陷层厚度呈非线性比例增加关系;对于缺陷层两侧为低折射率介质层的结构二,缺陷模波长与缺陷层厚度呈线性比例增加关系.对于结构一和结构三,在特定的中间缺陷层厚度时光子禁带区内的缺陷模会消失,而对于结构二,禁带区域内始终存在缺陷模式.     

波导不连续性的时域分析

利用时域有限差分法分析了标准矩形波导内的各种不连续结构。采用理想匹配层边界条件以有效吸收边界面上的出射波，并与色散边界条件的吸收效果作比较。然后，给出了主模工作下各种波导不连续结构的等效双端口网络参数     

单负材料-维光子晶体的带隙和局域模特性

利用传输矩阵法研究了由两种单负材料构成的一维周期性结构的透射谱。研究发现,单负材料光子晶体中存在着一个特殊的禁带,禁带宽度取决于两种单负材料的厚度比,而与晶格常数、入射角无关。在光子晶体中引入缺陷,可以在禁带中出现局域模。随着缺陷层厚度的增加,局域模向低频方向移动。随着入射角的增大,局域模会发生改变。在一定条件下,可以实现TE或TM局域模的全向透射。     

辛体系下电磁波导的计算分析

为了解决复杂形状横截面的电磁波导问题,根据电磁波导的Hamilton体系,采用有限元半解析横向离散的方法,在辛几何形式下对电磁波导进行求解．该方法可应用于各向异性材料,而且便于处理不同介质间的界面条件．对于各种不同的边界条件都应当保持体系的辛结构．给出了矩形、T隔膜矩形、分层、各向异性等多种波导的具体算例,其数值结果逼近真实解．     

截面尺寸对矩形巷道中电磁波传播的影响

矩形巷道截面尺寸对电磁波的传播特性有很大的影响．本文在矩形巷道模式匹配理论的基础上，运用软件模拟的方法，具体分析了截面尺寸对不同极化模式下的场强变化的影响．结果表明：在宽度尺寸大于高度尺寸的矩形巷道中，水平极化模式的场强明显高于垂直极化模式，高度尺寸的变化对场强的影响比宽度尺寸的变化要大，这种影响差异随频率的增高和截面尺寸的增大而变小．     

SiO_2薄膜上的溅射玻璃平面光波导

本文借用处理非弱耦合情况下,棱镜耦合器对平面波导导模的影响的方法,讨论了Si—SiO_2—波导层—空气复盖层的波导结构中,导模的有效折射率 及传输时振幅的衰减率和SiO_2薄层厚度的关系;针对具体情况,进行了数值计算,并描述了实验观察到的同一波导中不同阶导模传输的衰减特征长度不同的现象。     

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.     

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。     

矩形压缩谐振腔内基底对电场影响的仿真模拟

针对微波等离子体化学气相沉积金刚石过程中,矩形谐振腔中激发的等离子体稳定性和均匀性差的问题,提出通过用Ansoft软件对矩形压缩谐振腔进行模拟计算来优化设计谐振腔的方法．模拟中,假设除了微波输入端口以外,所有的边界都定义为理想电导体;微波能以平面波的形式,通过矩形波导被耦合到微波谐振腔内;再用高频结构仿真器联合求解满足模型条件的麦克斯韦方程组,得出谐振腔中的电场分布结果．分别模拟了基底深入谐振腔内高度为1．5、2、2．5、3、4mm和基底半径为11、13、15、17mm时,腔体内的电场分布．数值模拟结果表明,压缩谐振腔内的最大电场强度为817V／m左右,较压缩之前的电场强度增高了近一倍,且基底深入谐振腔高度为2mm,基底半径为13mm左右时,装置内电场强度较集中．     

Scattering loss in optical waveguide with trapezoidal cross section

To get the scattering loss of the trapezoidal core waveguide, a new analysis model is presented based on the perturbation equivalent method and modified effective-index method. Firstly, the trapezoidal core waveguide is successfully equivalent to the rectangular one with both restricting the same optical field energy by adopting the perturbation method. Then, the equivalent rectangular core waveguide is decomposed into two slab waveguides by employing the modified effective-index method. The trapezoidal core waveguide scattering theory model is established based on the slab waveguide scattering theory. With the sidewalls surface roughness in the range from 0 to 100 nm in the single model trapezodial core waveguide, optical simulation shows excellent agreement with the results from the scattering loss model presented. The relationship between the dimension and side-wall roughness with the scattering loss can be determined in the trapezoidal core waveguide by the scattering loss model.     

办公建筑室内环境数值模拟

为了研究不同送风方式对某办公建筑会议室室内温度场、污染物浓度场及速度场的影响,利用实际测量的会议室尺寸数据建立数学模型,以监测到的相关参数作为软件模拟的边界条件,通过CFD软件对会议室采用不同送风方式进行数值模拟.分析和比较不同送风方式对会议室内温度场、污染物浓度场和速度场的影响,得出顶送风方式下温度处于23.7~25 ℃之间,甲醛浓度基本低于0.1 mg/m³,风速大部分处于0.013~0.093 m/s之间.结果表明,顶送风方式的送风效果优于侧送风方式.