梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递,研究了梯度折射率（GRIN）半透明介质导层的表观发射特性,考虑折射率为线性分布的情况,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率,并比较分析了离散层数对计算结果的影响。     

各向异性散射梯度折射率介质层的热发射特性

将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性,介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面．重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响,结果表明对于线性折射率分布的介质层,当散射较为强烈时,表观半球发射率可随介质层光学厚度增大而减小,这种现象与以往研究的半透明体的情况有显著的不同．     

二维非线性梯度折射率介质的热辐射特性研究

发展了二维梯度折射率介质热辐射传递的数值求解方法,研究了非线性折射率介质的表观方向发射率.研究结果表明,采用本文方法计算二维梯度折射率介质的表观方向发射率,最大相对误差小于1.6%.通过研究发现,二维非线性梯度折射率介质的热辐射能够呈现非常明显的定向辐射的特征,我们定义这种现象为类相干发射.     

具有镜反射正弦表面的半透明介质层表观光谱发射特性

通过离散基底面并结合光线跟踪法,将伪光源迭加法应用于一侧为镜反射半透明正弦曲面、另一侧为漫射不透明基底面的半透明介质层表观光谱发射问题．给出了等温介质的表观光谱半球发射率与方向发射率分布,并分析了有关参数的影响．结果表明,伪光源迭加法对求解具有镜反射半透明正弦曲表面的半透明介质层表观发射问题具有很好的适应性     

红外隐身涂层发射率预测模型

针对红外隐身涂层发射率受颜料形状和涂层微结构等参数影响的问题,建立了基于有效介质理论和Kubelka-Munk理论的红外隐身涂层发射率预测模型.采用了Maxwell-Garnett有效介质近似模型,以Al作为颜料粒子,计算得到了含有空气和球形Al粒子的涂层等效折射率与波长的关系.从电磁波与颜料相互作用的机理出发,对涂层结构材料内部的后向散射效应进行了研究,结合几何光学理论计算了涂层的散射系数和吸收系数,以ZnS作为颜料粒子,定量分析了颜料形状和微结构参数对涂层发射率的影响,得出了涂层发射率与颜料粒子半径、体积百分比、等效折射率的关系.计算结果表明:该模型对红外隐身涂层的制备具有一定的指导作用.     

逆正向蒙特卡罗方法及应用

在打破传统蒙特卡罗方法在光线跟踪计算时各个子过程连贯性的基础上, 发展了灵活的逆正向蒙特卡罗法, 进而利用该方法研究了介质的矢量辐射传输问题。通过建立一维梯度折射率半透明介质模型, 模拟了大气层折射率 分布, 得到了考虑偏振时介质自身的 Stokes 矢量。研究结果表明, 梯度折射率介质不同表面的发射率存在一定的区别, 散射性介质在考虑偏振时表面发射率的结果与标量方法存在一定的差异。逆正向蒙特卡罗方法可用以解决矢量辐射 传输这类复杂问题。     

负折射率半透明薄膜的热发射特性研究

根据传输矩阵法和基尔霍夫定律研究了负折射率薄膜的热发射特性.较为系统地考察了相关参数对热辐射s偏振波的影响.研究结果表明,负折射率材料的热发射率随角频率的变化呈现复杂的振荡现象.同时也发现,它的发射率峰值有时在远离法线的区域.     

基于两种光纤介质模型的长周期光纤光栅传感特性分析

仿真分析了单轴晶体光纤的两层介质模型与三层介质模型所得纤芯模有效折射率的差别,并基于该差别对长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变传感灵敏度进行了仿真分析。结果表明,对两层、三层介质模型的纤芯模,尤其对薄包层光纤有效折射率有较大差别;用两层介质模型和/或材料的折变系数计算所得的长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变灵敏度有较大的误差,需应用三层介质模型以及模式的有效折变系数进行准确计算。据此计算了上述3种传感灵敏度与光纤包层半径及包层模序数的关系。为长周期光纤光栅传感器的分析设计提供了指导。     

红外隐身涂层发射率的仿真计算

建立了基于Kubelka-Munk理论的红外隐身涂层发射率仿真计算模型。以Al粉颗粒作为颜料粒子,采用Maxwell-Garnett有效介质理论计算分析了涂层的等效折射率与波长的关系。从电磁波与颜料相互作用的机理出发,采用几何光学理论计算得到了涂层的吸收系数和散射系数。定量分析了铝粉颗粒粒径以及体积分数对涂层发射率的影响。结果表明,该模型对红外隐身涂层的制备具有一定的指导意义。     

红外发射率控制方法及机理研究

红外发射率的控制具有广泛的用途,根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低.电致变色材料是一种可控制其表面折射率和发射率的材料.以氧化钨为例探讨了发射率的控制方法.利用电场对三氧化钨薄膜进行离子和电子的共注入和共抽取,三氧化钨中的载流子浓度发生了变化,折射率和红外发射率也发生了变化.     

一维多层介质光子晶体的禁带特征及其在滤波中的应用

利用光学传输矩阵法,研究了一维多层介质光子晶体的禁带特征.分析讨论了介质层排列、折射率及几何厚度等因素对光子晶体禁带的影响,进一步数值计算研究表明四层介质以上的光子晶体会因介质层排列顺序不同而产生不同的光子禁带,利用这一特点设计了一种新型的光子晶体滤波器,并研究了其窄带滤波特性.     

三氧化钨薄膜的红外发射率调制技术

研究了利用载流子对材料表面的红外发射率进行调制的方法.根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低.物质的折射率与其中的载流子浓度有关,通过控制载流子的浓度可以对材料的发射率进行调制.以磁控溅射方法在ITO玻璃上制备了氧化钨薄膜.利用电化学方法对三氧化钨薄膜进行了H+离子和电子的注入和抽...     

峰值折射率对正弦型函数光子晶体带隙的影响

对折射率按正弦规律变化的介质进行离散化处理,采用传输矩阵法计算了一维正弦型函数光子晶体的透射率,分析了各层介质的折射率峰值对带隙结构的影响。结果表明,随着高折射率介质的峰值折射率增大,主禁带增宽且红移;随着低折射率介质的峰值折射率增大,主禁带变窄且红移;当高低折射率介质都是正弦型函数介质时,与常规光子晶体相比,平均折射率之差增大时,主禁带增宽,反之主禁带变窄。这一结果对光子晶体的设计具有一定的指导意义。     

阴极耦合层对顶发射白光OLED器件光电性能的影响

为了分析不同阴极耦合层对顶发射白光OLED器件光电性能的影响,数值计算了半透明阴极组成的多层膜系(ETL/EIL/Mg:Ag/折射率匹配层)的透过率和损耗;同时,采用共阴极结构设计制备了顶发射白光OLED器件,并对不同折射率匹配层制备的顶发射白光OLED器件的光电特性进行了研究。结果表明:采用相同厚度LiF和Al2O3薄膜作为阴极耦合层时,多层膜系光学透过率和损耗曲线存在较大差异;在20mA/cm2电流密度下,随着观测角度的增大,采用LiF+Al2O3双层折射率匹配层制备的器件电致发光谱峰位发生蓝移,但在整个视角内,器件的色坐标均稳定在白光等能点附近,这表明顶发射白光器件的色坐标可以通过折射率匹配层调节,使得器件在较大视角范围均能实现白光发射。     

介质折射率对光子晶体量子阱滤波性能的调制

为设计高品质的光学滤波器件,利用传输矩阵法理论,通过数值计算模拟的方法,研究垒、阱层介质折射率对光量子阱滤波带宽的调制机制,结果表明,光量子阱滤波带宽对垒、阱层介质折射率的响应相当灵敏:垒层高折射率介质的折射率越大,光量子阱的滤波带宽越窄;垒、阱层介质的折射率和的比值越大,光量子阱的滤波带宽越窄。光量子阱滤波带宽对介质折射率的响应机制,为提高光子晶体光学滤波器件的品质、性能提供方法依据,同时对光量子阱的理论研究也具有积极的指导意义。     

一维复周期全息光子晶体禁带研究

利用传输矩阵法对折射率渐变的一维复周期全息光子晶体的带隙结构进行了数值计算,分析了针对记录材料重铬酸盐明胶,在这种光折变介质中存在光子带隙,继而讨论了折射率、折射率调制度、以及介质厚度对光子带隙的影响.通过计算发现,在制作光线正入射时,折射率和折射率调制的改变不影响禁带位置,禁带宽度随着所使用的记录介质折射率的增加而减...     

金属包覆平板波导模式特性的有限元法分析

采用有限元法（FEM）分析了具有复数折射率的金属包覆介质波导的模折射率与模场分布情况。计算了具有损耗层的6层介质平板波导模折射率，并与解析解比较，二者有较好的一致性；分析了金属包覆3层平板波导中TM模折射率与波导芯厚度的变化关系，计算了金属包覆5层平板波导中TM模折秧经与金属层厚度的变化关系，并结合对模场分布的分析对模式进行了定性判断，给出了其模式演变过程。     

峰值折射率对正弦型函数光子晶体缺陷模的影响

为了分析峰值折射率对1维正弦型函数光子晶体缺陷模的影响,首先对折射率按正弦规律变化的介质进行离散化,然后应用传输矩阵法计算了1维光子晶体(AB)mC(BA)m的透射谱,分析了各介质层的折射率峰值对该结构1维正弦型函数光子晶体缺陷模的影响。结果表明,随着峰值折射率的增大,缺陷模红移,且频率越高缺陷模红移现象越明显;低折射率介质的峰值折射率对缺陷模频移的影响比较显著。这一结果对光子晶体的设计有一定的参考价值。     

灰壁面与镜反射界面下线性折射率半透明平板内的辐射传递

研究了梯度折射率半透明介质内的辐射传递，采用弯曲光线跟踪法和伪 光源迭加法推导出一侧为灰壁面另一侧为镜反射半透明界面，具有线性折射率分布的发射－吸收性半透明介质层内的辐射强度。通过与文本的精确方法进行比较，进一步验证了以往对该类问题采用分层处理的可靠性。     

单层介质膜保偏全反射直角三棱镜膜介质材料的选择

选择合适的玻璃基和膜介质可以制成单层介质膜保偏全反射直角三棱镜。其中，膜介质的选择受几方面的限制，并且合适膜材料的折射存在一个上限－临界膜折射率。本文利用数值计算的方法，给出了临界膜折射率和基底玻璃折射率的关系曲线和拟合公式。