单盘裂纹转子次谐波共振实验研究

采用Bently模拟转子试验台,对轴上含裂纹的单盘转子系统进行了实验研究。发现裂纹会导致响应在1/2和2/3倍临界转速附近出现次谐波共振现象,在这些转速下系统响应出现了次谐波和高次谐波分量,如1/2倍频、3/2倍频、2倍频、3倍频和4倍频分量,并导致这些转速下振幅急剧增大,影响转子的稳定运转。摆振对裂纹非常敏感,在裂纹较小时就可观察到较为明显的倍频成分,并且其幅值比无裂纹时大一倍以上,可作为转轴上裂纹识别的重要参数。     

四通道二维光子晶体解波分复用系统

利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。     

用FDTD法分析二维光子晶体带隙

阐述了光子晶体的概念,用时域有限差分法,通过数值计算,模拟分析了准一维光子晶体和二维光子晶体的禁带,讨论一种准一维和二维的混合光子晶体,并对其禁带进行研究。结果表明当一维光子晶体的周期性结构与二维光子晶体的周期性结构混合在一起能形成更宽的光子禁带。     

一种新型的光子晶体波导

提出了一种新型的能够实现定向辐射的光子晶体波导。数值仿真结果显示这种光子晶体波导具有更好的定向辐射性能。这种结构能够用于提高传统的介质波导和光子晶体波导之间的耦合效率。     

二维硅薄膜光子晶体波导的设计及制作

为了制作可用于通信波段的二维硅光子晶体波导,研究了光子晶体波导的设计方法及制作工艺。应用平面波展开法计算了两种空气孔型光子晶体结构的TE波禁带,经筛选采用了三角晶格空气孔结构。同样利用平面波展开法计算了引入缺陷后二维三角晶格空气孔型光子晶体波导结构的TE波禁带,经对比发现归一化频率为0.295 7的缺陷态最适宜用来制备光子晶体波导,并据此设计了用于1.55μm波长的二维三角晶格空气孔型光子晶体波导,其晶格周期为458nm,空气孔直径为339 nm。对设计的结构参数进行了容差计算,结果表明误差在-3.95~5.65 nm方能满足设计要求。最后使用聚焦离子束刻蚀工艺,制作了所设计的波导结构,并进行了测试。测试结果表明,样品实际晶格周期为463nm,空气孔直径为344 nm,比设计值大5 nm,在容差允许范围内,满足设计要求。     

二次采样随机共振的工程应用研究

研究了小参数随机共振(SR)理论的克莱默斯(Kramers)逃逸速率和罗伦兹(Lorentzian)分布的噪声频谱特性，得出了只有在噪声能量集中的低频区域才能产生随机共振的论点。在此基础上，通过二次采样频率变换思想，成功地将小参数随机共振扩展应用到大参数的随机共振，从而实现了从强噪声中检测出弱信号的目的。大参数随机共振谱特性及其信噪比的进一步定量分析表明，提高采样频率可把弱信号移入噪声能量集中的低频区域，有利于产生可辨识的随机共振谱峰。电机故障的监测与诊断实例证明了该方法在实际应用中的有效性。     

立式凝结水泵次谐波结构共振故障诊断及处理

立式凝结水泵在变频运行状态下普遍存在结构共振的问题,总结了该类故障的抑制措施及效果。常规的凝结水泵共振,主频率都是工频,机械缺陷引发的低频振动较为少见。某两台凝结水泵出现了低频主导的振动超标故障,全面测试分析后,发现振动信号中的次谐波频率与结构固有频率存在合拍特征,诊断为次谐波振动引发的结构共振,解析了低频振动来源于轴承缺陷,通过检查证实了诊断的正确性,有效地处理了凝结水泵次谐波共振故障。     

变电所二次系统谐波污染的探讨

目前变电所中10kV系统中性点加装零序互感器以消除谐振过电压,但随着公用电网谐波的影响,特别是三（3n）次谐波,在二次系统电压回路中产生了叠加,引起二次电压严重畸变。通过对3n次谐波在电压二次回路中产生的原因进行分析和计算,并利用M12292型电能质量分析仪对实际进行了检测,指出目前接线方式可能存在的不良后果,提出改进建议。     

一种具有完全光子带隙的二维光子晶体薄膜

简单介绍利用光子晶体的概念,提出一种正方结构的类似棋盘式的二维光子晶体结构,根据光子晶体能带理论计算并设计了这一结构,利用碲化铅(PbT e)与一氧化硅(S iO)材料对组合,可在此两种材料的透光区波段内,获得具有TE与TM的重合完全光子带隙,相对宽度为4.55%,其意义是可以制作全角反射镜和偏振分光镜,文中为实际制备这一器件结构提供理论指导和可行性分析。     

光子带隙光纤背向散射次波建模及实验验证

光子带隙光纤有着独特的结构形式、传输介质和导光机制,这使其具有传统光纤无法比拟的优点,是未来光纤陀螺的理想选择。但光子带隙光纤粗糙的纤芯内壁导致其产生强烈的背向散射次波,会使光子带隙光纤陀螺产生额外的非互易误差。为了定量分析光子带隙光纤背向散射次波强度大小,论文基于电偶极子辐射理论建立了一种简单的光子带隙光纤背向散射次波理论模型。通过聚焦离子束微纳加工法和原子力显微镜测量得到了准确的纤芯内壁表面形貌功率谱密度,进而计算得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数理论值为2.61×10-9/mm。通过光频域背向反射散射仪得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数测量值为～1.82×10-9/mm,初步验证了背向散射次波模型的正确性,为背向散射次波抑制技术研究奠定了基础。     

二维光子晶体波导传输特性的研究

为了研究二维光子晶体波导的传输特性,应用平面波展开法计算得到在0．216～0．35229,0．432-0．48386,0．76886-0．79716Hz波段的光波能在波导中很好的传输。并且分析了当圆柱半径从0．1a～0．5a发生改变时的带隙规律,从而为光子晶体波导器件的开发提供了理论依据。     

Ta2O5/SiO2三维光子晶体的制作及光学性能

利用自我复制的方法制作了可见光谱区的三维光子晶体,用反射光谱研究了光子晶体的光学特性。采用平面波理论计算了光子晶体的光子禁带(PBG),实验结果与理论符合得较好。采用两步生长法将荧光染料(rhodamine 590)置于光子晶体内部,实验结果表明,染料的荧光光谱受到了光子晶体的强烈调制。     

具有负折射的二维光子晶体设计

提出一种具有负折射特性的二维光子晶体设计。对其色散关系的分析表明,该设计对归一化频率为0.5263的TE极化光波具有负折射特性。时域有限差分(FDTD)数值计算模拟结果证明了分析的正确性;并且负折射对光子晶体层数没有依赖关系;很薄的光子晶体就能表现出明显的负折射,且便于实验制作和探测;在一定入射角范围内,光子晶体平板表现出奇异的负折射导引现象。给出了光子晶体模型参数。     

Analysis of photonic crystal on LED extraction efficiency

Because of its very low light extraction efficiency (LEE),LED is limited to be widely used under the condition of the internal quantum efficiency which up to 90％.In order to fullfill the design of a mo...     

二维光子晶体光波导透射特性的研究

用时域有限差分方法(FDTD)研究光波在光子晶体光波导中的传播规律,发现不同形状的波导能够导引不同频率的光波。光子晶体波导的带隙宽度和透射系数与该波导的结构和参数都有很大的关系,随着介质柱半径的变化,带隙呈现一定的变化规律,介质柱半径变小,该波导的带隙向高频方向移动,且带隙的宽度变宽;而介质柱半径变大时,光波的透射峰的峰值却变得比较大,损耗变小。研究结果为光子器件的设计提供了理论依据。     

用薄膜光子晶体超晶格概念设计多峰滤光片

多峰滤光片在光通讯波分复用技术中潜在着特殊的应用。利用薄膜一维光子晶体超晶格的概念,设计了两种薄膜多峰滤光片。第一种是基于两个一维光子晶体迭加的多峰滤光片,它在交叠的禁带上出现多组通带,每组通带又包含着多个透射峰,峰的数目为两个光子晶体的周期数减去1;第二种是在第一个光子晶体的中间插进第二个光子晶体,因而形成三个基本周期的光子晶体迭加,峰的数目主要取决于插入的第三个光子晶体的膜层厚度之比和周期数。讨论了多峰滤光片的通带特性和截止度。     

光子晶体光纤中超连续谱宽与波长关系的研究

采用分步傅里叶方法模拟了激光脉冲在光子晶体光纤中超连续谱的产生和非线性传输。计算和分析了初始光脉冲的峰值功率和非线性效应对超连续谱形状和带宽的影响,另外,还发现了初始光脉冲的不同波长对超连续谱的频谱宽度也有直接影响。     

High efficiency slotted photonic crystal waveguides for the determination of gases using mid-infrared spectroscopy

We present the design and analysis of a high efficiency slotted photonic crystal waveguide for gas sensing applications in the mid-infrared wavelength range. We designed the slotted photonic crystal waveguide structure by engineering the interfaces between the input and output slot waveguides and a resonant coupler. Coupling and transmission spectra of the sensor have been modeled using the three-dimensional finite-difference time domain method. The sensing principle is based on the shift of the upper band edge of the sensor output transmission spectrum which arises due to changes in the ambient refractive index. Transmission spectrum and sensitivity of the proposed sensor are analyzed by tuning the radii of the air holes localized on each side of the slot. The results show that a change of the refractive index of the gas by 10^?4 leads to a shift of the upper band edge wavelength by 540?pm which corresponding to a sensitivity of 1720?nm per refractive index unit. The proposed design may be an ideal platform for developing mid-infrared gas sensing devices characterized by high coupling efficiencies and high sensitivities.