利用光线追迹法计算展宽器结构参数对色散量的影响

利用光线追迹法，对一种常用光栅展宽器的色散量进行了计算，数值分析了展宽器各组成部分的相对位置发迹对二阶色散及产生像差的影响，为展宽器各元件的精确调节提供了依据。     

飞秒激光放大系统中色散补偿的光线追迹精确算法

对用于计算CPA系统色散的光线追迹法数值算法中出现的误差进行了分析。提出了变步长算法,即在研究CPA系统中高阶色散的补偿问题时,通过选择合理的步长,以减小计算高阶色散的数据振荡,这样明显提高了系统总体色散补偿的计算精度,使计算结果的相对误差从11．8％减小到1．3％,从而使系统色散能够得到更好的补偿,使算法更加完善。通过解析求导结果的检验,证明最佳步长范围为4～8h。     

单轴晶体上光线追迹的一套实用公式

本文在固定坐标系中推导了任一空间光线入射到单轴晶体上时折射光线方向矢的一般公式。     

高斯光束等价光线追迹的新方法

提出一种输入和输出空间参考平面取在物象共轭平面处的高斯光束等价光线追迹的新方法,不仅可处理实际复杂光学系统高斯光束的传输和变换,而且能方便地算出象散、场曲和畸变等象差。     

光线追迹在离轴激光变换系统衍射计算中的应用

将几何光学的空间光线追迹方法与光的衍射理论相结合，通过建立等效近似光学系统，详细研究了一种已经在激光热处理中获得应用的非近轴激光变换系统，得到了与实验观测吻合的结果     

三维无规则不均匀折射率场光线追迹新方法

飞行器在大气层中高速飞行时,气动加热,光学窗口与外部气流相互作用形成了复杂的流场结构。其折射率分布无规则、不均匀,很难准确得到光线的传播路径。为此,提出三种四阶精度方法的光线追迹方案,通过与螺旋光线解析解结果进行对比,发现四阶Runge-Kutta方法光线追迹过程中最大相对误差为1.610-8,Richardson外推法为1.210-8,Adams线性多步法为1.210-11,确定Adams线性多步法是可用于光线追迹的高精度、高速的方法。基于多项式拟合的任意点插值方法可以获得比距离反比法更高的折射率场插值精度。并将该方法运用在导弹的光学窗口附近流场引起的波前畸变的计算,对计算结果进行了对比,结果表明Adams线性多步法以Runge-Kutta方法起步,但Admas方法没有忽略前一步的计算结果,不会带来误差的累积,所以结果更接近真实解,而Richardson外推方法算出的光程差大小与其他两种方法明显不同。     

基于光线追迹的闪光灯泵浦激光聚光腔的结构优化

聚光腔是灯泵固体激光的重要部件,主要作用是最大限度地将泵浦光能聚集到激光棒上的同时,尽可能使激光棒获得均匀的泵浦。为了实现灯泵固体激光器大能量输出,需考虑优化激光聚光腔,提高其泵浦效率。通过以蒙特卡洛离散方法为核心的光线追迹技术和合理的模型建立,以四灯为例,研究了对确定直径的激光棒,泵浦效率随构成腔体的椭圆长短轴比(a/b)的变化,以及同样的长短轴比下,泵浦效率随泵浦灯直径的变化。得到了在确定直径的激光棒和泵浦灯下,泵浦效率最高的椭圆长短轴比例。此外,研究了对确定直径的激光棒在不同直径泵浦灯的情况下,泵浦均匀性随椭圆长短轴比a/b的变化。     

椭圆截面离心率渐变的导管光线3维追迹设计

为了提高微柱阵列与透镜导管耦合系统的光斑整形效果,设计了一种横截面是椭圆、且椭圆离心率随位置变化的不规则导管设计方案。在导管的前端面,椭圆长轴在水平方向,以与激光二极管阵列的发光面形状相匹配;在导管后端面,椭圆长轴逐渐过渡到竖直方向。利用3维光线追迹方法进行仿真计算,可知该不规则导管可以得到圆对称性较好的光斑整形效果,微柱阵列和该导管的能量传输效率分别为90.84%和91.98%,对应于整个耦合系统的能量传输效率为83.55%。结果表明,该不规则导管在光斑整形效果和能量传输效率方面与普通导管相比具有一定优势。     

一种变折射率光学系统光线追迹的新方法

光线方程仅在系统折射率为轴对称分布及近轴近似条件下可求得解析解,而对非近轴光线,尤其是变折射率系统,只能用计算机进行光线追迹,求数值解。常用之法是Taylor级数展开法,可达到一定精度,但计算量相当大。变形光线方程后,对定义的新变量直接应用一种标准的数学积分技术———Runge-Kutta方法,可达同样精度要求,而计算量大为减小。此法的另一好处是在于计算过程中简化了各光学平面两侧折射率的计算。在介绍Runge-Kutta方法的同时,给出算例以与Taylor级数展开法比较。     

全电介质脉宽压编光栅的研究进展

超短脉冲超高能量激光器作为研究光和物质相互作用以及惯性约束聚变的手段而得到了广泛的应用.综述了应用于啁啾脉冲放大(CPA)系统的脉冲压缩光栅(PCG)的发展概况;分析和评述了脉宽压缩光栅的设计原理和制作工艺,并给出了脉宽压缩光栅的发展展望.实践和理论证明采用多层膜介质衍射光栅是实现高性能脉宽压缩光栅的一种优良的设计方案.     

全电介质脉宽压缩光栅的研究进展

超短脉冲超高能量激光器作为研究光和物质相互作用以及惯性约束聚变的手段而得到了广泛的应用。综述了应用于啁啾脉冲放大(CPA)系统的脉冲压缩光栅(PCG)的发展概况；分析和评述了脉宽压缩光栅的设计原理和制作工艺，并给出了脉宽压缩光栅的发展展望。实践和理论证明采用多层膜介质衍射光栅是实现高性能脉宽压缩光栅的一种优良的设计方案。     

反向射线跟踪法中垂直尖劈的绕射算法

移动通信基站电磁波传播预测是移动通信网络设计的关键课题。射线跟踪法是解决这一问题的有力工具。目前对射线跟踪法的研究大都集中在正向算法，反向算法虽更为精确，但实现过程较为复杂，因而少有涉及。城市建筑物的尖劈可分为垂直尖劈和水平尖劈，本文主要对反向射线跟踪法中的垂直尖劈绕射算法进行了详细研究。首先采用扫描算法求出可见劈表，找出有效传播路径，对每一条路径计算接收点场强，累加得出总的绕射场强。最后通过小区实例，验证计算方法。     

线性chirp光纤光栅色散补偿器的理论与计算

从物理上解释了线性ｃｈｉｒｐ光纤光栅色散补偿器的工作原理，根据耦合理论，导出光纤光栅的基本方程，利用这一方程，计算了线性ｃｈｉｒｐ光纤光栅的响应特性。     

基于 SDG 的压缩机故障诊断方法研究

SDG(Signed Directed Graph)是一种重要的定性建模技术.基于符号有向图(SDG)的故障诊断是故障诊断领域中的一个重要研究方向,具有很大的应用和发展前景.本文针对往复式压缩机,提出了一个综合性 SDG 故障诊断架构.该综合性故障诊断架构采用基于经验知识的建模方法,引入分级 SDG 建模的思想和基于假设-验证的双向推理方法.研究表明,该方法具有较强的故障诊断能力.     

啁啾脉冲激光放大系统中展宽倍数的计算与实验测量

通过简单方法,对常用光栅展宽器的展宽倍数进行估算,分析了影响展宽器展宽倍数的因素,并将计算结果与实验中的两种测量的结果作了比较,证实了计算的准确性,为分析飞秒锁模脉冲经过展宽器后脉冲的展宽情况提供了有效手段。     

双转子压气机试验器转速数字给定方法研究

为满足双转子压气机的高、低压压气机的单独试验以及联合试验的要求,研究了一种基于Profibus-DP总线的双转子转速数字给定方法,该方法以西门子S7-300 PLC 为核心,应用现场总线Profibus-DP技术,以西门子WinCC为可视化监控软件,采用多圈绝对值旋转编码器数字给定方法,较好地实现了单转子转速给定控制和双转子转速的匹配给定控制功能。     

偏振模色散和时延抖动对啁啾光纤光栅色散补偿特性的影响

对存在偏振模色散(PMD)和群时延(GD)抖动的非理想线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了研究。实验测量了啁啾光纤光栅的群时延谱和偏振模色散光谱，理论分析和实验测量表明，啁啾光纤光栅差分群时延(DGD)抖动与其时延抖动密切相关。通过数值模拟方法，计算了线性啁啾光纤光栅偏振模色散眼图代价与入射到啁啾光纤光栅色散补偿器的光信号的偏振方向的关系，计算结果表明在使用啁啾光纤光栅色散补偿器时应对光信号的偏振方向进行调整，以获得最佳补偿效果。另外结合实验数据，模拟计算并讨论了非理想线性啁啾光纤光栅群时延抖动和偏振模色散引起的信号的展宽和脉冲形状的劣化。