椭偏法测光栅参数的可行性理论研究

提出一种新的光栅测试方法-利用椭偏仪测量光栅的基本参数，同时将求解优化问题的正单纯形法用来反演光栅的椭偏方程。首先假设一种光栅模型，计算出不同入射角的椭偏参数（△,φ),然后加入偏差量不同的高斯噪声，把加入噪声后的值（△m,φm）作为模拟测量值，采用正单纯形法进行求解，验斑点得知由这种方法求得的光栅参数接近假设的光栅参数值。反演结果表明，在扩大搜索范围时，仍可以在一定精度范围内得到准确解，这就在理论上验证了用椭偏仪测试光栅参数的可行性。     

用透射光谱法测光栅参数的数值模拟

本文基于光栅的严格理论,提出结合透射光谱和优化算法来测量光栅参数的新方法,首先,利用傅立叶模式理论和反射透射系数递推算法(RTCM) ,计算出在2 0 0 -90 0nm波段内的理论透射光谱图,通过在上面叠加不同偏差的高斯噪声来模拟光栅的实际测量曲线,接着在模拟曲线上任取若干个点作为实验测量值,最后利用优化算法进行反演搜索,找到待测光栅的结构参数。文中我们选择了三种类型的光栅对该法进行数值上的模拟,其结果是成功的。该法可能会给光栅参数的测量指明一条新的途径。     

模拟退火法在椭偏光谱数值反演中的应用

将模拟退火（ＳＡ）法应用于椭偏光谱数值反演,以达到同时得到介质薄膜的厚度和光学常数谱,并对ＳＡ算法作了说明和改进,作为应用实例,计算了Ｓｉ衬底上的ＳｉＯ２薄膜和Ｂａ０．９Ｓｒ０．１ＴｉＯ３（ＢＳＴ）铁电薄膜的膜厚及光学常数谱,同时讨论了椭扁参数φ和△随膜厚及折射率变化的灵敏度。     

透射光谱法测光栅参数的可行性

利用透射光谱,结合正单纯形法来反演折射率调制光栅参数,首先利用光栅衍射傅里叶模式理论及RTCM算法得出在200nm~900nm波长范围内的透射光谱曲线,从上取5个点,作为理论计算值; 其次,在上述曲线上加入偏差不同的高斯噪声,以模拟透射光谱的测量曲线,再从每条曲线上各取5个对应点,获取模拟测量值;然后,假定光栅参数的初始值,代入评价函数,用正单纯形法不断进行迭代反演,得到光栅参数的计算模拟结果。此方法简单、快速、精确。     

用光栅正负一级衍射效率之比反演光栅参数的数值模拟

用衍射光栅的正负一级的能量之比来弱化衍射光栅表面的粗燥,周期的细微畸变,介质分布不均匀等带给实际光栅与理想光栅之间的差异,弥补实际光栅单一级次信息在实验测量中在反应光栅结构参数的缺陷.文中用数值模拟的方法优化反演了几种浮雕面型光栅的结构参数,反演结果较理想,数值论证了该法的可行性.     

毫米波椭偏测量法的数值模拟研究

介绍了一种新型的毫米波椭偏法,可以用来测量介质材料的介电常数和厚度.通过分析入射波波长和入射角的不同取值对实验结果的影响,给出了入射波波长和入射角的取值范围,同时对介电常数、厚度与椭偏参数之间的关系进行了数值模拟研究.研究结果表明,由椭偏参数经数值计算反演出的介电常数、厚度通常会出现多值的情况.但对大多数的介质薄膜而言,却可以通过该方法求出唯一确定的介电常数与厚度,表明了毫米波椭偏法在介质参数测量上的可行性.     

光纤光栅谱特性的数值模拟

对光栅特性进行数值模拟是掌握光栅特性变化的最好方法，文中直接给出了对光栅进行数值模拟所采用的解析解和传输矩阵解的形式，通过这些解可以绘制出光栅在不同参数下的反射谱特性和时延特性曲线，文中并给出了一个使用传输矩阵计算啁啾光栅谱和时延的完整Matlab代码。     

基于参数修正的水中目标声学参数数值模拟

水中声波传播速度较快且衰减较慢,声波传播路径会受到水体的折射和反射影响,导致水中目标声学的频率响应和衰减特性存在较大差异。为提升传统水中目标声学参数数值模拟方法的综合性能,提出一种基于参数修正的水中目标声学参数数值模拟方法。在频率和临界频带转换的基础上,计算水中目标声学特性响度值;根据频谱响应对总响应度加权积分结果,利用K-均值聚类方法修正水中目标声学特征参数。采用拉氏算法建立矩阵方程,将含有阻尼的弹性结构振动方程进行离散化处理,提高数值模拟计算算力。利用有限元构建前置处理模块、有限元分析计算模块、后置处理模块,完成水中目标声学参数的数值模拟。仿真实验结果表明,与传统方法相比,所提方法的数值模拟精度较高,模拟效果更好,具有较强的实用性。     

激光椭偏率对类镍氪系统光场感生电离参数的影响

研究了激光椭偏率对基于光场感生电离(OFI)电子碰撞机制类镍氪(NLK)系统电离参数的影响。计算结果表明,激光椭偏率对NLK系统的电离速率、电离电子剩余能、各电荷态相对集居数随时间的变化以及初始电子能量分布等电离参数的影响较大,圆偏振激光场是实现NLK 32.8 nm X射线激光放大的最佳激励光场。理论计算表明,在圆偏振飞秒激光驱动下,实现NLK 32.8 nm X射线激光放大需要的最低激光强度为3.5×1016W/cm2,最高激光强度为1.6×1017W/cm2,实验估计的激光强度可能在5×1017W/cm2以上。     

光学薄膜参数测量方法研究

为了研准确性和效率更高的膜层光学薄膜参数测量方法,对优化膜系结构和改进制备工艺都有重要的指导作用.论文在研究传统测量方法基础上,将包络线法与全光谱拟合反演法相结合,提出了一种新型的光学薄膜参数测量方法.该方法将采用包络线法计算的单层膜光学薄膜参数近似值作为参考,设置全光谱拟合反演法优化搜索的上下限,结合适当的评价函数构建计算物理模型,并选用综合优化算法求解获得待测膜系各膜层的光学薄膜参数.最后设计TiO2、SiO2单层膜和膜系为:G|0.5HLHL0.5H|A(H-TiO2,L-SiO2)的多层膜进行测量验证,并分析了该测量方法的效率准确度、稳定性等.     

利用多重尺度理论对暗孤子在变迹光栅中演化特性的研究

从光纤光栅中的耦合波理论出发,利用多重尺度理论推导出光栅中的有效薛定谔方程。并在正常色散区运用快速傅立叶方法数值模拟了暗孤子在升余弦变迹光纤光栅中的演化以及暗孤子之间的相互作用。结果表明,在一定条件下光纤光栅的正常色散区可以维持暗孤子的稳定传输,并且孤子的稳定性与f的取值（孤子离光子带隙的位置）和非线性系数有关。随着f的增大单孤子背景处出现震荡现象;而随着f的增大两个暗孤子中心和背景处都将出现震荡、演化产生灰孤子等现象,但暗孤子之间的相互作用始终很弱;而且f越大,两个孤子的稳定性对非线性效应越敏感。     

三层植被极化干涉建模及参数反演新方法研究

两层植被结构模型是传统三阶段植被参数反演方法的基础,当实际植被结构为三层结构时,三阶段植被参数反演方法精度变差.针对该问题,建立了与三层植被结构模型对应的极化SAR干涉复相关系数模型,分析了传统三阶段植被参数反演方法精度变差的原因,提出了基于双基线极化SAR干涉的三层植被参数反演新方法,新方法充分考虑了三层植被干涉复相...     

Characterization and ellipsometric investigation of high-quality ZnO and ZnO(Ga2O3) thin alloys by reactive electron-beam co-evaporation technique

High-quality ZnO(Ga₂O₃) thin films have been co-evaporated by reactive electron-beam evaporation in an oxygen environment. The effect of Ga₂O₃ on the structural and optical properties has been investigated. X-ray diffraction (XRD) measurements have shown that the ZnO(Ga₂O₃) alloys are c-axis-oriented. The alloy containing 28% of Ga₂O₃ showed the best crystallinity. Photoluminescence on ZnO(28%Ga₂O₃) reveals an enhancement of the ultraviolet near band edge emission at 380 nm while the intensity of the deep-level emissions weakens. A reduction of the oxygen vacancies as well as the reduction of the zinc interstitials with gallium may explain this effect. Thus, the possibility of transitions of electron in the conduction band to a deep acceptor level due to zinc interstitials may decrease. Finally, ellipsometric measurements show that the optimum weight concentration of gallium oxide in the alloys is 28%, thus correlating with the XRD and photoluminescence measurements.     

基于亚波长光栅理论的二维光子晶体的禁带特性研究

本文根据光子晶体自身的结构特点,提出适合于二维光子晶体的光栅组模型,从而利用光栅的矢量衍射理论来分析光子晶体的禁带结构。采用该方法,本文讨论了几类典型的二维光子晶体的禁带特性。     

分布式目标参数估计的波束域处理方法

分布式目标参数估计的阵元域处理方法的运算量较大,将波束域处理方法用于分布式目标参数估计,降低分布式目标高分辨测向算法的运算量,提高输入信噪比,同时降低算法对系统误差的敏感性.在分布式目标源比较集中的情况下,利用较少的几个波束形成波束空间进行参数估计,能实现良好的估计性能.仿真结果验证了此方法的有效性.     

严格耦合波法计算体布喇格光栅衍射效率

为了获得更精确的光栅衍射效率,采用严格耦合波理论建立体布喇格光栅衍射机理模型,分析了运用严格耦合波理论实现体光栅的衍射效率计算,并利用正交Legendre多项式展开法求解耦合波方程,取得了体布喇格光栅衍射效率稳定的数值解,得到的仿真结果符合理论计算。结果表明,相对于矩阵法,该算法具有更好的收敛速率,且比Ko-gelnik耦合波理论解法更精确。     

系统参数对线性耦合物质波孤子演化的影响

运用分步傅里叶方法数值解耦合Gross-Pitaevskii方程,研究了具有局部畸变的光格势阱中两个线性耦合的玻色–爱因斯坦凝聚孤子的动力学特性。结果表明,势阱的局部畸变强度和线性耦合系数的大小对两个耦合物质波孤子的交换和自陷效应有重要影响,线性耦合系数的增加,物质波孤子间的相互作用从自陷过渡到Josephson振荡。当势阱的局部畸变强度为一些特殊值时,势阱的局部畸变对物质波孤子的演化影响甚微。