光学微环谐振腔的热非线性效应

微环谐振腔具有模式体积小、品质因子高、易于集成等优点,被广泛应用于光学混频、参量振荡、光梳及光孤子等非线性光学研究。如何将泵浦光能量耦合进微环谐振腔是激发非线性效应的关键所在。由于谐振条件下腔内光场能量显著增强,由此引发的热效应导致微环谐振腔的折射率与谐振波长发生改变,此改变又将反过来影响谐振腔内的能量大小。因此,对微环谐振腔热非线性效应的研究具有重要意义。基于以上原因,本文从微环谐振腔的温度、泵浦输入光功率的大小和泵浦输入光波长的扫描速率三个方面对一类具有高Q值的氮氧化硅微环谐振腔进行热非线性效应方面的研究。     

微环谐振器传输特性分析

主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法对微环谐振器进行数值仿真,得到其频谱响应曲线。通过分析可以得到:波导间距的增大使振幅耦合比率减小;微环半径变小,微环的弯曲损耗就会变大,品质因子变大,自由光谱范围就会变大。相对微环半径,波导厚度对微环的性能参数影响较小。在设计时,应按照实际需求来设计间距和微环半径的大小。     

两负载式谐振耦合无线电能传输系统

在无线电能传输系统应用中,接收装置之间互相靠近时交叉耦合的存在,使发射端的能量不能有效的传送给多个接收端.针对无线电能传输系统中多负载装置这一研究热点,建立了含有两个接收端的谐振耦合式无线电能传输系统模型.首先从等效电路的角度进行展开,提出在交叉耦合的情况下运用最大平均功率传输定理,使系统满足阻抗匹配;然后从耦合系数的角度研究接收端的负载功率,对不同负载功率的公式进行了推导和数值计算,并通过实验仿真验证了理论分析的正确性.结果表明,系统在最大平均功率传输定理实现阻抗匹配的基础上,通过调节发送端和接收端的耦合系数,不需要改变接收装置的位置,就能够减少发送端的反射系数,从而使负载端有效的接收发送端发送的能量.     

Control of group velocity in an annular chain of microring coupled-resonator optical waveguides

In order to control group velocity,an annular chain of microring coupled-resonator optical waveguides was analyzed,and its transmission spectra were obtained using the transfer matrix method. The result showed that the curvature of the chain caused the dispersion curves to shift and the resonance fre-quency got fixed. It is therefore concluded that the group velocity of light in the annular chain of mi-croring coupled-resonator optical waveguides can be controlled by adjusting the curvature of the chain. We believe that such an annular chain can be used as an optical buffer or signal retarder for optical communication.     

城市地下水动力场变异对土体环境稳定性影响分析

以城市地下水为主要研究对象,在地下水与土体相互作用的现实和理论背景下,从影响地下水动力场变异的因素入手,具体分析了动力场变异的方式、途径、成因,着重研究了地下水动力场变异对土结构性质的影响,首先,分析了地下水动力场变异对土体结构的影响机制.然后,为了更深入地从微细观及宏观层面阐明地下水动力场变异对土体作用的实质,结合理论模型作具体分析.最后提出了研究的重点、手段和进一步发展的方向.     

SBLC试验装置中的行波谐振环研究

谐振环是一种利用较小的储能产生高射频峰值功率的行波腔 .本文描述了谐振环的基本原理 ,介绍了在S 波段直线对撞机 (SBLC)中的高功率谐振环的结构、性能、调谐程序、测量方法及结果 .目前谐振环已经成功地运行 ,其功率增益为 1 0dB ,峰值功率为 2 0 0MW .本文还对速调管窗的初步高功率试验进行了讨论 .     

电场耦合式水下无线电能传输系统的耦合机构

基于电场耦合原理对水下无线电能传输系统进行建模分析,并简述其基本工作原理。对水下无线电能传输系统的关键部分耦合机构进行重点研究,包括水下耦合机构等效电容值的计算、电场分布情况、传输距离对其影响及功率损耗分析,并与空气中耦合机构进行对比。得出结论如下:(a)水下耦合机构的等效电容值比在空气环境中大,并且不受传输距离的影响;(b)增大工作频率和接收端负载,可以减小耦合机构的损耗。设计水下电场耦合无线电能传输实验系统,验证了上述结论。     

耦合电感元件的复功率分析

利用正弦交流电路中耦合电感元件的受控源模型,分析串联、并联耦合电感线圈及空心变压器中耦合电感的复功率及与电源之间的功率关系,直接、方便获得由磁耦合引起的有功功率和无功功率。     

谐振耦合无线传电系统探索实验

讨论了基于谐振耦合的无线传电系统,建立了辅助设计的准静态电路模型。同时讨论了双线圈与三线圈增强的无线传电系统建模,并通过实验验证了谐振耦合理论。在系统的发射端采用E类开关电路,给出了高效率高功率的无线传电系统设计方案并进行了实验验证。     

高功率微波对导弹耦合特性研究进展

HPM照射到导弹上并产生毁伤效应的过程包括微波源辐射、微波与目标耦合和电子元器件毁伤三个过程。其中,高功率微波对导弹武器的耦合效应是高功率微波领域的研究重点,是反导毁伤效应的研究基础。总结了耦合效应的研究内容,耦合的四种途径,对国内外研究过程、进展现状进行了梳理、对理论算法进行了综合分析,对未来的研究方向作了描述。     

Non-blocking 2×2 switching unit based on nested silicon microring resonators with high extinction ratios and low crosstalks

In this paper, we propose and demonstrate a 2 × 2 optical Benes switching unit based on two nested silicon microring resonators （MRRs） monolithically integrated on a silicononinsulator （SOI） wafer. High extinction ratios （ERs） of about 44.7/38.0 dB and low crosstalk values of about -37.5/-45.2 dB at cross/bar states are obtained with the fabricated device. The operation principle is theoretically studied and the switching function is verified by system demonstration experiments with 10 and 12.5 Gb/s nonreturntozero （NRZ） signals. The switching speed on the order of gigahertz based on free carrier effect in silicon is also experimentally demonstrated.     

燃气挤压器式辅助动力源起竖装置建模及性能

为缩短车载导弹发射装置起竖时间,降低系统装机功率,提出一种基于燃气挤压器式辅助动力源的快速起竖方案.建立描述燃气挤压器式辅助动力源起竖过程的气、液、机多物理系统耦合数学模型.在Matlab/Simulink中搭建燃气发生器内弹道求解模块,在AMESim中构建挤压式油箱、液压元件和机械机构仿真模型,以燃气发生器喷管质量流量和挤压式油箱燃气腔压力为传递变量,实现联合仿真,并基于原理样机试验对燃气挤压器仿真模型的有效性进行了验证.分析了起竖装置的快速性和功率特性,并与传统泵式液压起竖装置进行了对比.研究结果表明:新型起竖装置可在34.5 s内实现快速起竖,起竖时间缩短了42.5%,总装机功率仅为11.6 kW,降低了38.9%,大幅提高了系统的起竖速度,显著降低了系统的装机功率.      

微机电系统二维线圈的能量接收性能

基于空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算方法,对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究,分析了改变接收线圈位置和夹角以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响.通过仿真和实验对理论分析进行验证,发现:二维正交绕组在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果,能够防止传输效率过低;铁磁芯可显著增强系统的耦合性能.根据系统微型化的要求,选用合适的电子元器件,对后续整流电路进行了设计,研制了微型整流电路.利用自行设计的微机电系统进行的实验表明,文中设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求.     

基于键合图的新型修井作业系统耦合-集成建模与仿真

利用功率键合图以及模块化建模方法,以新型修井作业机械化系统为例,建立了其功率键合图模型,通过转化为方块图,结合MATLAB软件中的仿真工具箱simulink对系统进行耦合-集成仿真研究,能够得出系统中子系统内部之间的耦合关系,以及子系统之间的相互耦合关系。     

基于Simulink的配电网载波信道传输特性研究

为了在配电网上实现高速、可靠的通信,研究其信道的传输特性十分必要.通过对电力线路及变压器的阻抗特性研究,确定了电力线路的参数及变压器的等效模型,最后借助Simulink的PSB模块库,建立了配电网的等效信道模型.通过对信道中不同处的电压的分布规律仿真分析,得出结论:在某一频段,恰当的耦合方式及最佳的阻抗匹配可以实现信号高速、可靠地传输.     

微机电系统二维线圈能量接收性能的研究

介绍了空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算，以此为基础对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究。分析了改变次级线圈位置和夹角，以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响。通过仿真和实验验证了理论分析的结论：二维次级线圈在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果，防止传输效率过低。结果还表明：铁磁芯可显著增强系统的耦合性能。然后，根据系统微型化的要求选用合适的电子元器件，对后续整流电路进行了设计，研制了微型整流电路。利用自行设计微机电系统进行的实验表明：本文设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求。     

托卡马克中天线与等离子体的耦合研究

采用平板等离子体模型结合三维天线模型研究了托卡马克装置中离子回旋频段的天线与等离子体的耦合问题,考虑等离子体中传播的快磁声被全部吸收, 通过数值求解快磁声波方程,得到天线耦合功率谱和耦合电阻,发现不同谱分量的偶合功率有很大差别,天线的耦合效率主要取决于天线的机制及等离子体参数.     

基于等效品质因数的MCWPT系统金属异物检测技术

无线电能传输技术已逐渐被应用于生产生活的各个领域,当磁耦合无线电能传输系统的发射端和拾取端之间或周围存在金属异物时,会极大影响系统传输性能,甚至会产生安全隐患。针对S/S型磁耦合无线电能传输系统,提出了一种基于等效品质因数的非铁磁性金属异物检测方法,给出了等效品质因数的定义,建立了存在非铁磁性金属异物下S/S型MC-WPT系统等效品质因数模型,阐述了金属异物的检测原理和方法。最后通过仿真实验验证了提出的金属异物检测方法的可行性和有效性。     

计及线路气象随机性的电网电热协调潮流模型

电热协调(electro-thermal coordination,ETC)潮流模型能够同时获得电网潮流和线路温度的计算结果,可为电网运行分析和决策制订提供有力支撑.然而,现有ETC潮流模型忽略了线路气象变化的随机性,无法描述线路气象对电网潮流和线路温度的随机影响.为此,提出了一种计及线路气象随机性的ETC潮流模型.该模型首先利用马尔科夫链方法对线路气象进行随机模拟,再以此对导线热平衡方程和潮流方程开展耦合求解,最后得到潮流分布和线路温度变化的统计规律.算例结果表明,所提ETC模型能够反映线路气象随机性对电网潮流和线路温度的影响,同时有效获取电网运行时的线路过热风险,提高了电网运行的安全性,为进一步开展电网调度理论研究铺设基础.     

基于磁耦合共振的无线输电系统设计

当人们的上网方式逐渐从有线过渡到无线时,更多的用户期待着电能的传输也能像无线网络一样摆脱线的束缚。文章提出了一种基于磁耦合共振的无线输电系统设计方案。该系统的基本构成是两个铜线圈,天花板上的发射线圈与交流电源相连,桌面下的接收线圈与移动设备相接。利用两个相同频率的谐振线圈产生的强耦合,使电能以无线方式从电源插座传输给置于桌面的笔记本电脑和手机。