辛体系下倾斜碳纳米管阵列波导研究

基于平行碳纳米管阵列的等效介质模型,将碳纳米管阵列的平行波导问题导入到Hamilton体系.首先,应用等效介质理论,得到了倾斜碳纳米管阵列的介电特性;随后,假设波导两侧边界条件为理想导电边界条件,通过在辛几何理论框架下的研究,得到了倾斜碳纳米管介质中波导传播的色散关系.数值模拟表明:对碳纳米管阵列来说,存在一个窄的频段,电磁波基模无法传播;然而在频段外,电磁波基模传播具有极低的损耗.通过优化设计,可找到最佳倾斜角,使得全频段内的传播特性得到极大的增强.对碳纳米管阵列波导的相关研究可为太赫兹频段内的波传导器件的设计提供理论参考.     

辛体系下THz波在碳纳米管阵列中的传播

对于一个被周期性平行有限长碳纳米管阵列填充的平面波导,本文基于平行碳纳米管阵列的等效介质模型,忽略其空间色散,考虑了电磁波的损耗,从而得到填充介质的介电特性,并将电磁波在波导中的传播导入到Hamilton体系,同时考虑两侧边界条件均为理想导电边界条件,从而在辛理论框架下求解本征值方程,得到了电磁波传播色散关系.分析可知,存在一个窄的频段,电磁波基模无法传播,然而在频段外,电磁波基模传播具有极其低的损耗,这使得碳纳米管阵列具有宽频带传播的特性,这些特性使得碳纳米管阵列相比于传统材料具有更优的传播特性.     

宽带H面波导结环行器电磁场严格理论

本文分析加有金属台阶的部分高度铁氧体宽带H面波导结环行器。本文采用场匹配法求解,给出了展开铁氧体内电磁场的特征模式族,除了以前文献给出的体内模外,本文还给出了表面模式。在分析中,应用了这两类模式。为了简化结与波导的匹配,本文采用电磁场解与对称网络散射矩阵本征值理论和传输线理论相结合的方法进行求解。在8mm频段,得到了19％的20dB隔离度带宽的计算结果,理论和实验吻合较好。计算结果显示出n=2 Chebyshev响应特性。     

非正交模的广义耦合模理论

本文对无耗波导结构提出了非正交模的广义耦合模理论.如果该多波导结构沿波导轴是均匀的,则非正交模的适当组合将形成该多波导系统的正交本征模系;如果该系统沿波导轴是缓变参数的,则上述组合形成一组正交的本地耦合模方程组。最后对两个模耦合情况作了应用举例。     

横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播的特征分析

根据广义特征理论,对横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播特性进行了特征分析．给出了特征曲面的微分方程以及沿次特征线的相容条件,得到了波阵面的解析表达式．详细地讨论了应力波在横观各向同性含液饱和多孔介质中传播时,其速度曲面和波阵面的形状及性质．分析结果亦表明,纯固体中应力波传播的特征方程,是含液饱和多孔介质中应力波特征方程的特例．     

用正交设计方法解决用于微波传输的绝缘介质波导的参数择优问题

近年来,微波技术的应用越来越广泛,国内外都十分重视对毫米波的开发工作.作为毫米波开发的重要方面,对毫米波传输的研究相当活跃,出现了多种用于毫米波集成电路的波导.镜象波导是主要的结构形式,但由于主模Ey11的导体损耗较大,而Ex12模的导体损耗虽然小一些,但它不是最低模式,用作单模传输又比较困难,加上用高介电常数介质做介质杆时,杆的加工比较困难.为了降低损耗,减少加工困难,出现了一些其它结构形式的毫米波介质波导,这里所讨论的绝缘介质波导就是其中的一种,已有文章对它的传输特性进行过一些研究[1].绝缘介质波导是在介质杆与金属接…     

集成光波导本征模的变分分析及其应用

导出了钛扩散LiNbO₃光波导中本征模传播常数的迭代变分表达式,给出了适合条波导任意阶导模场分布的试探解和两种平行耦合光波导对称与非对称模场分布的试探解,采用变分法可方便且快速地求出了试探解中的待定常数,计算的结果与具有较高精度的有限元法的结果相吻合.将变分法得到的结果应用于有效折射率方法的精确性的分析中,发现有效折射率方法对基模具有较高的精度,对深度方向的高阶模精度较差.     

光波导研究的最陡下降逼近理论

本文应用最陡下降逼近方法,发展了一套计算波导本征值和本征函数的新方法.该方法既能避免微扰法对于参考模式的无限求和,又能逐级迭代计算逼近体系精确的本征值与本征函数,以较少的计算工作量使模场分布与传播常数的计算达到很高的精度.     

海洋波导的可穿透障碍物散射场远场分布的若干性质

研究了海洋波导中可穿透目标时谐声波散射传播远场分布的性质,构造了透射问题解的集合,使得所构造解的集合在边界上的限制在某个Hilbert空间中是稠密的,确定了传播远场分布的集合在某个Hilbert空间中是完备的．这些性质对研究海洋波导中的逆透射问题有重要的应用．     

单模平面光波导横向偏移损耗与模场半宽

本文给出用模场半宽W_L和社W_RMS表示波导联接损耗的近似式,论证三种模场半宽定义的大小关系W_RMS≥W_G≥W_L.从而看出,在具有相同 Gauss 半宽W_G的分布中,以Gauss分布的联接损耗最小,最后给出对称阶跃平面波导的数值结果.     

用网络-边界元法求解波导内任意不连续性问题

本文提出了一种将网络方法与电磁场数值解法相结合的新算法。用以直接计算波导内不连续性的广义网络参数。它适用于波导内任意形状的不连续性,包括含有多种介质、多口、多模的结构,它的收敛速度快、计算量小,可以广泛用于微波毫米波电路的计算机辅助设计中。     

微极各向同性弹性板中的Rayleigh-Lamb波

研究了无应力作用条件下，均匀、各向同性、圆柱形微极结构弹性板中波的传播．导出了对称和斜对称模式下波传播的特征方程．对短波这一极端情况，无应力圆板中对称和斜对称模态波的特征方程退化为Pmyle曲表面波频率方程．并得到薄板的计算结果．给出了位移和微转动分量，并绘制了相应图形．给出了若干特殊情况的研究结果及对称和斜对称模态特征方程的图示．     

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.     

海洋波导中三维可穿透目标的快速声学成像

研究了用声传播远场分布信息来成像海洋波导环境中三维可穿透目标的反问题.建立了求解这类反问题的远场方程,基于内透射边界值问题的分析,讨论了远场方程解的唯一性和可解性,证明了总能找到远场方程的一个在最小平方意义下的近似解,其模在可穿透目标内部的取值是小的,而在外部的取值是大的,进而发展了一种快速成像可穿透目标的一种指示器样本方法.数值试验表明了这种方法是有效的,即使在有限孔径测量方式的情况,也能够得到未知目标的一个理想成像,而且不需要先验知道可穿透目标的任何几何与物理信息.     

可见光域Ti:LiNbO3质子交换光波导型偏振器

在可见光域632.8 nm光波段,首次研制出Ti∶LiNbO₃质子交换光波导型偏振器.同时,给出了波导型偏振器参数测试装置.在理论上,利用物理光学和波导色散理论分析与计算了这种偏振器的消光比,分析了影响器件性能的各种因素.理论计算与实验结果符合良好.     

亳米波波导窄壁E面槽定向耦合器的研究

本文提出了一种新型的毫米波波导窄壁E面槽定向耦合器及其优化设计方法。耦合区由一系列敷在介质基片上的双侧E面槽构成,可用光刻技术制作。优化设计基于修正的广义传输参量,考虑了膜片的厚度效应和耦合区相邻不连续性间的高次模相互作用。给出了Ka波段3dB定向耦合器的优化设计结果,研制了相应的实验样品。     

Y型光波导分束比和插入损耗测量技术研究

Y波导在集成光学系统中得到了广泛的应用,并拥有很大的潜力,近年来备受关注。因此了解它的各项指标至关重要。在Y波导的诸多指标中,分束比和插入损耗是2个重要指标。着重介绍了2个指标的测量装置及测量方法。对于分束比,分别采用波长为1300nm和1550nm的激光光源测量Y波导两尾纤的输出光功率。根据公式计算出分束比后,分析影响测量结果的主要因素,进行测量不确定度评定。对于插入损耗,主要是按照测量原理搭建测量装置,从理论上分析影响插入损耗测量的因素。通过对Y波导2个指标的测量,有助于更好地了解Y波导的性能。     

双槽深波纹圆波导的传播及辐射特性的精确分析和研究

本文利用空间谐波法并计及了尽可能多的槽内模导出了传播方程,分析了空间谐波及槽内模对传播常数和混合因子以及辐射特性的影响。文章还就槽深比等几何参数对传播和辐射特性的影响进行了考证。所得出的许多曲线和结论,对这类馈源的设计有参考价值。     

中国中部地区大尺度电离层行扰的传播特性

利用位于中国中部地区的高频Doppler台阵观测数据, 对太阳活动峰年(1989年) 期间的大尺度电离层行扰(LSTID, 周期为40～250 min)进行了分析, 得到了这类扰动的周期、相速度、传播方位角、波长等主要传播参量及其统计分布情况. 分析结果揭示出地处中低纬的中国中部地区LSTID的主要传播特性：首先, 观测到的LSTID的传播方向基本为南北向, 其中南向扰动占绝大部分, 且主要出现在冬季, 北向扰动仅占次要部分, 且主要出现在夏季; 其次, 大部分LSTID具有表面波模(L₂模)的色散特性, 另一小部分具有长周期重力波模(G模)的色散特性, 这两种模式的相速分别为200和450 m/s左右. LSTID是与太阳活动及空间磁暴等密切相关的一种重要电离层扰动, 对研究空间天气特别是中低纬地区电离层空间天气的特性具有重要意义.     

激发介质波前曲面和组织中心的结构

通过建立波前曲面上的移动坐标系和边界层内的摄动分析,研究激发介质的波前曲面和组织中心的结构,得到波前曲面所满足的特征方程,组织中心所满足的一般方程．这些特征方程表明激发介质的波前曲面具有扭曲型回卷波、Mbius带型结构等变化;组织中心的轨迹具有打结、连结型的环型结构．得到的理论结果不仅解释了BZ化学反应产生的波形图案,而且给出一般激发介质波前曲面和组织中心可能出现的变化．