一维金属-介质光子晶体的特性

利用特征矩阵法对一维金属-介质光子晶体的特性进行了计算,发现此种光子晶体具有可见光透明,微波、紫外高反的光谱特性,而且存在比一维介质光子晶体更宽、反射更强的全向带隙.     

高双折射光子晶体光纤用于温度传感的研究

文中分析了高双折射光子晶体光纤用于温度传感的应用。在高双折射光子晶体光纤的特定空气孔中填充折射率温度系数高的液体材料,温度的变化会导致光纤传输特性的变化,通过检测其双折射的变化从而实现温度传感。文中运用平面波扩展法计算分析了该新型光子晶体光纤的双折射特性随温度变化的关系。     

一维光子晶体反射镜的光学能带结构

运用传递矩阵方法计算了作为反射镜的碲化铅/冰晶石一维光子晶体的光学能带结构,并研究了其禁带和相对带隙宽度随晶格周期和碲化铅的填充因子的变化。     

适合于电路集成的PBG结构微带线

研究了光子带隙结构支撑的微带线。采用在接地板上光刻出光子带隙结构形成新型的微带线 ,利用FDTD数值仿真和实验的方法进行了研究。分析了方孔的情况 ,并对三级级联光子带隙结构构成滤波器的情况进行了研究。给出了频率传输特性曲线 ,验证了此种结构频率禁带的存在。     

平面微波光子晶体的表面波带隙

光子晶体在微波毫米波领域已经有了广泛的应用,适合于微波集成电路结构的光子晶体结构将具有很大的应用前景。在微带介质层上周期加载矩形金属贴片,可以获得平面微波光子晶体,并且在特定频段内禁止表面波传播。利用格林函数和矩量法对这种平面微波光子晶体结构进行了计算,通过求解特征方程,得到在这种微带结构中表面波的传播常数,并通过参数设计得到所需要的表面波带隙。这种结构对于微波集成电路和相控阵天线具有很大的应用价值。     

皮秒脉冲泵浦的高功率超连续谱光源

实验研究利用皮秒脉冲泵浦光子晶体光纤产生高功率超连续谱输出,探讨制作高功率全光纤超连续谱光源的关键技术,分析不同结构皮秒脉冲光纤激光器泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的优缺点.应用重复频率倍增技术降低激光器自身的非线性效应,得到性能参数合适的高功率皮秒脉冲光纤激光器;采用后处理技术将光子晶体光纤输入端扩芯后与双包层光纤进行...     

自组装SiO2光子晶体线形阵列

采用溶剂蒸发技术在硅槽内对自制的SiO2微球进行组装,获得了具有显著光子带隙特征的SiO2光子晶体线形阵列,与平坦表面生长的光子晶体相比,微球在微槽内的自组装行为受到了明显的限制作用.     

人工磁导体在超近反导系统中的应用

针对坦克超近程主动防护雷达系统中的收发天线隔离问题,分析了由周期结构光子晶体高阻表面形成的人工磁导体(AMC)的等效模型,给出了其反射系数与相移的关系.由于其对电磁波表现出来的吸收和产生相移的特点,提出一种利用光子晶体高祖表面代替传统隔条来提高天线隔离度的新方法.实验结果证明,该方法能使得收发天线在200MHz的带宽达到- 80dB以下的隔离度,满足系统要求,并且结构简单、成本低,具有很大的应用价值.     

超连续谱激光光源研究进展

高非线性光纤制造技术的成熟和光纤激光器性能的提升,极大地促进了超连续谱光源的快速发展,以光纤为非线性介质的超连续谱的产生成为当前研究热点。从可见光、近红外和中红外3个不同波段,综述了超连续谱产生的技术方案与最新进展。当前,可见光和近红外波段的超连续谱光源输出功率已经突破百瓦量级,并出现了多芯光子晶体光纤、光纤放大器和随机光纤激光器产生超连续谱等众多新方案;以氟化物光纤和亚碲酸盐光纤为非线性介质的中红外超连续谱,输出功率也突破了十瓦量级;在光谱拓展方面,以硫系光纤为非线性介质的超连续谱,输出光谱已扩展到12μm以上。     

光子晶体光纤的空气孔膨胀和拉锥技术研究

光子晶体光纤的空气孔膨胀和拉锥技术是一种有效的改变光纤结构参数的技术手段.空气孔膨胀可以改变空气孔的填充比例,即改变空气孔直径和孔间距的大小,光纤拉锥可在保持空气孔直径和孔间距比例不变的情况下改变纤芯的大小.光子晶体光纤结构参数的可控性改变可实现一些特殊光子晶体光纤器件的制作,对进一步实现和挖掘光子晶体光纤的潜在应用价...     

二维FDTD分析土壤及地下管道的时域散射场

首先应用FDTD在二维空间内计算了土壤的时域散射场,并与理论公式进行比较,在一定精度下,二者吻合得较好。进一步用GPML吸收边界模拟探测地下管道,并给出了不同深度、不同直径的管道散射的数值结果。     

装备外壳结构周期设计及其振动特性

将声子晶体能带理论应用于装备外壳结构设计,把装备外壳圆柱壳段设计成周期结构。基于多子结构的双协调自由界面模态综合法,计算并对比了周期圆柱壳与非周期圆柱壳对弯曲振动的衰减特性。结果表明,周期圆柱壳中有弯曲振动强衰减带隙存在,而非周期结构中则没有带隙存在。进一步研究了轴向周期复合夹层材料圆柱壳的弯曲振动特性。同样,该周期复合夹层结构中依然有弯曲振动带隙存在,且在带隙频率范围内弯曲振动传播将受到明显的抑制。最后,考虑实际装备外壳形状,研究了含周期结构圆柱段的复杂装备外壳振动特性。研究表明,经过局部周期设计的复杂装备外壳保持了带隙特性,这说明了将能带理论应用于工程实际装备外壳的振动控制具有可行性。     

混合尺寸目标电磁计算的时域伪谱/有限体积混合方法

针对单一算法对混合尺寸目标进行时域电磁分析的困难,提出一种时域伪谱(PSTD)同时域有限体积(FVTD)混合方法。FVTD可方便地分析复杂的几何结构和材料,但是难以计算电大尺寸的目标,PSTD则特别适合计算电大尺寸的规则结构,但在模拟复杂的几何结构尤其是带有曲边结构以及电大、电小共存结构时存在困难。混合方法克服了单独算法的缺点,融合各自的优势,提高了算法的求解能力和应用范围。为了减小两种算法连接边界带来的反射,采用了FVTD计算面均值的二次函数重构方法,给出了交叠网格和非交叠网格两种混合方案。数值试验表明,混合方法有较高的精度,具有时域分析混合尺寸目标电磁问题的能力。     

等离子体粒子模拟中的电磁场边界条件

针对等离子体粒子模拟中电磁场边界条件的选取问题 ,对简单吸收边界条件、Lindman边界条件、超吸收边界条件等进行了详细的讨论。结果表明 ,简单吸收边界条件计算量最小、误差最大 ,超吸收边界条件计算量最大、误差最小 ,Lindman边界条件误差较小且其反射系数对入射角的依赖性不大     

三维超声速隔离段湍流内流场旋涡结构的数值模拟

从基于雷诺平均的N S方程出发 ,采用有限体积方法离散控制方程 ,数值模拟了三维超声速隔离段湍流内流场。计算中采用了二阶OC TVD差分格式、LU隐式算法和Baldwin Lomax代数湍流模型。数值结果与实验做了对比 ,并结合隔离段中的激波串结构分析了其横截面上旋涡结构的发展过程及不同外形条件下旋涡的不同结构。计算结果表明采用本文发展的方法模拟隔离段湍流流场是可行的 ,截面为正方形与长方形的隔离段内的涡旋结构截然不同     

星际探测太阳帆行星和太阳借力轨道全局优化

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨道优化的四点边值问题转化为求解无约束条件下的多变量优化问题。通过选取合理的约束权重,采用遗传算法获得大范围的粗略解,代入到序列二次规划算法中获得高精度解。仿真结果表明,虽然太阳帆通过太阳借力已获得相当大的加速度,但加上木星借力仍然可以节省相当多的飞行时间。提出的轨道优化思路,可以为太阳系逃逸任务轨道初步设计提供参考。     

材料色散对全固态带隙光纤带内色散的影响

全固态光子带隙光纤已开始用于产生超连续谱,其带隙效应可以控制超连续谱的范围,但是带内的色散特性对于超连续谱的产生有着重要的影响.采用平面波法计算了同一带隙光纤不同阶带隙内的色散曲线和不同带隙光纤同阶带隙内的色散曲线,零色散波长在带内相对位置与带隙位置密切相关,在长波长区域,零色散点位于带隙的短波边;在短波区域,零色散点...