一种位相光栅激光衍射干涉场的研究

基于单缝衍射理论，对位相光栅基片的上表面反射方向的衍射干涉场的分布规律进行了研究，提出了基于此分布规律对位相光栅的刻蚀深度进行实时检测的新方法。     

平行光斜入射光栅时的衍射特性研究

讨论了平行光斜入射光栅时的衍射现象和光谱特性，得到了平行光斜入射时的光栅方程、主极大级次的变化规律和对光栅的分辨本领和角分辨率的影响，并计算了斜入射角对光栅测波长实验结果的影响，对所得的结论进行了实验验证，其结果和分析结论完全符合。本文的结论对光学测量和光谱分析有一定的实际意义。     

矢量无衍射光束的光强

矢量无衍射光束不仅具有标量无衍射光束的特点,而且还具有标量无衍射光束所不具备的偏振特性,因此研究矢量无衍射光束具有十分重要的意义.研究结果表明,利用柯林斯等公式经过理论推导可以得到自由空间矢量无衍射光束的光强计算式,这对于研究矢量无衍射光束的自重建现象奠定了理论基础.     

非均匀等离子体覆盖下目标流场的透射特性研究

分析等离子体对电磁波的透射特性时, 一般可以对等离子体鞘套进行分层处理, 根据各层的媒质特性大致确定测控信号相位和幅度的变化, 该方法通常只能处理空间结构分布相对简单的媒质, 无法精确地分析复杂绕流流场. 针对覆盖于目标的非均匀等离子体鞘套, 采用色散媒质的时域有限差分方法较为准确地计算和分析了等离子体鞘套对不同频段测控信号的透射特性的影响. 该方法具有计算精度高、可移植性强等优点; 同时, 所得到的数值分析结果对实际工程应用有一定的参考价值.     

光栅衍射演示实验中异常现象的分析

根据光栅衍射次波的迭加原理 ,分析光栅衍射演示实验中缺级现象时隐时现的原因 ,并得出结论 :要想消出实验中的异常现象 ,就必须使光栅既直观又精密 ,即 :使光栅在直观的前提下 ,每条刻痕宽度相等 ,且保证光栅常数与缝宽的比值为一整数     

分光计和光栅衍射实验介绍

分光计是一种测量光线偏转角度的仪器,用于光谱分析和光波波长的测定,本文介绍了分光计的结构原理和调节方法,并对光栅衍射现象进行了分析介绍。     

光栅衍射演示实验中异常现象的分析

根据光栅衍射次波的迭加原理,分析光栅衍射演示实验中缺级现象时隐时现的原因,并得出结论：要想消出实验中的异常现象,就必须使光栅既直观又精密,即：使光栅在直观的前提下,每条刻痕宽度相等,且保证光栅常数与缝宽的比值为一整数。     

短波段光栅衍射效率计算软件设计

求文结合光栅电磁理论中的微分方法，采用具有较高稳定性和精确度的数值算法，编制了可用于计算短波段光谱范围的任意槽形光栅衍射效率分布特性的软件，其计算结果具有相当的准确性；该软件可从理论上分析入射角、糟深、闪耀角及光栅周期对衍射效率的影响。     

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。     

时域有限差分法模拟微生物生长曲线

研究微生物生长是研究污水生物处理的基础,微生物生长曲线又能体现出微生物在不同的生长阶段的特征。利用计算机模拟微生物生长曲线的形态,将有利于对各种复杂环境下微生物的生长进行预测,以便为处理工艺的改进的控制提供参考。文章将增殖曲线和消亡曲线同时应用于微生物的生长曲线,推导出形式简单的控制方程。并运用时域有限差分法,将控制方程转化为可用计算机实现的形式。将程序模拟结果与实验结果相比对,证明时域有限差分法能够较好地预测微生物的生长状况。经过几种差分方法的比较,认为向前差分法的方程更简单,编程更容易,预测的结果也与实际值较接近。     

Analysis and control of the thermal runaway of ceramic slab under microwave heating

Thermal runaway is a special macroscopic phenomenon of the dielectrics during microwave heating, in which there is a big jump of the steady state temperature while the applied microwave power varies slightly. It hinders the applications of microwave heating technique in industry. A simulation based on the finite difference time domain (FDTD) method to solve Maxwell’s equations coupled with the finite difference (FD) method to solve a heat transfer equation (HTE) is presented, and the temperature variation in a ceramic slab during microwave heating is obtained. The temperature variation in the ceramic slab during microwave heating is simulated with various ceramic parameters and applied microwave powers so as to analyze the condition under which thermal runaway is introduced. Moreover, a microwave power control method, based on a single temperature threshold and dual applied microwave powers, is presented, which improves microwave heating efficiency and controls thermal runaway. The relation between the final applied microwave power and the monitored temperature threshold is presented as well. This method can be applied in many fields related with microwave heating techniques. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60301004 and 60411140521), Korea Science and Engineering Foundation (Grant Nos. F01-2004-000-10263-0, R14-2003-019-01000-0 and KRF-2006-070-C00014)     

TE模式下子域二阶精度FDTD算法

提出了一种子域时域有限差分法(FDTD)的改进算法,针对研究区域介质填充不均匀的情况,在不同介质区域粗细网格合理划分的同时,应用介质交界面处二阶精度FDTD算法,计算交界面上切向电场．从积分形式麦克斯韦方程出发,通过非均匀网格的建立和辅助磁场的引入,实现介质交界面上切向电场的二阶精度．与传统的子域算法相比,改进算法在不增加计算量、计算时间和编程复杂度的前提下有效地提高了计算精度．最后对几种波导结构进行了模拟,结果表明改进算法的计算精度明显高于传统的子域算法和常规的FDTD算法．     

Main Factors for Affecting Photonic Bandgap of Photonic Crystals

The factors affecting one dimensional （1D） and two dimensional （2D） photonic crystals （PhCs） are systemically analyzed in this paper by numerical simulation. Transfer matrix method （TMM） is employed for 1D PCs, both finite difference time domain method （FDTD） and plane wave expansion method （PWE） are employed for 2D PCs. The result shows that the photonic bandgaps （PBG） are directly affected by crystal type, crystal lattice constant, modulation of refractive index and periodicity, and it is should be useful for design of different type photonic crystals with the required PBG and functional devices. Finally, as an example, a near-IR 1D PCs narrow filter was designed.     

Si纳米线阵列波导光栅制备

采用绝缘层上Si(SOI)材料设计制备了3×5纳米线阵列波导光栅(AWG),器件大小为110μm×100μm。利用简单传输法模拟了器件的传输谱,并采用二维时域有限差分(FDTD)模拟中心通道输出光场的稳态分布,模拟结果表明,器件的通道间隔为11 nm,通道间的串扰为18 dB。通过电子束曝光(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀制备了所设计的器件,光输出谱测试分析表明,器件中心通道的片上损耗为9 dB,通道间隔为8.36～10.40 nm,中心输出通道的串扰为6 dB。在误差允许范围内,设计和测试的结果一致。