粒子与光电材料相互作用的应用基础研究获自然科学奖

据《济南日报》消息，在2006年1月10日召开的全国科技大会上，山东大学物理与微电子学院王克明教授完成的项目“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”获国家自然科学奖二等奖。该项目在离子注入光波导研究领域取得一些原创性成果，对进行跨学科新领域的课题研究具有重要的借     

A New High Efficiency Multiwave Cerenkov Generator Operating at Low Magnetic Field

With a resonant cavity inserted between the second slow-wave-structure section and the tapered wavegulde, a new structure of the multlwave Cerenkov generator (MWCG) operating at low guiding magnetic field is proposed to produce high efficiency and high power microwave. Some features and potential advantages of the proposed device are analysed. The 2.5-dimensional partlcle-in-cell simulation is employed to verify the initial expectation.The results show that, with the use of an electron beam of 640keV and 8.4kA guided by the magnetic lield of 0.6 T, a stable and monochromatic X-band microwave output of 4 GW in peak power is achieved, and the average efficiency is over 30%.     

开口波导有效接收面积的测量

高功率微波功率测量的基本思想是将高功率降为低功率来进行测试，空间辐射场测量方法是基于该思想的功率测量方法之一。空间辐射场测量方法是通过测量接收天线接收的辐射场功率来测量微波源的功率，该方法需要已知接收天线在特定频率下的有效接收面积，以便计算出辐射源的功率。对于标准接收天线的有效面积，可以采用近似值来代替接收天线的有效面积，但是测量结果误差较大，因此，为了准确测量辐射源的功率，     

原子磁芯片与量子回路

 在过去几年中,物理学家们研究出了多种可把原子云团冷却到温度低于1微开(μK)的技术。处于这些云团中的原子是如此之冷,以至于它们不能再被看作是遵守牛顿定律的经典粒子,而应被看作是由量子力学所描述的可传播、衍射和相互干涉的波。现在,人们已经可以把冷原子囚禁在横向尺寸只有100纳米的量子点内,也可使之在长的狭管中流动,就像电子在很细的导线中流动一样。人们开始注意到一种全新的技术的可能性,这一技术与微电子技术相类似,只是它基于受控冷原子流及原子之间的相互作用。这种被称为“原子芯片”的器件可以利用量子力学原理来完成非同寻常的测量或计算工作。     

高斯光束计算平板波导自由传输区远场分布及其修正

对近轴近似条件下求解亥姆霍兹方程得到的高斯光束显式传播公式做了分析，同时，基于基尔霍夫衍射理论，在菲涅耳近似的条件下给出了相应的高斯光束在远场的传播公式，在此基础上，对近轴近似条件做出了定量分析，给出了这个近似条件引入的误差，提出了一种计算高斯光束远场分布的修正方法，并采用有限差分-光束传播方法(FD-BPM)来检验各种方法的准确性。把这种修正方法应用到平面光集成波导器件，如阵列波导光栅(AWG)、蚀刻衍射光栅(EDG)等器件的设计和模拟中，可以大大降低工作的复杂性，同时可以得到精确的结果。     

三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤波导色散特性的研究

研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性。结果发现在相同条件下，三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大。详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响。所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据。计算波导色散的方法可推广到多包层光纤。     

玻璃波导光功分器的研制

本文报道了Na^ —Tl^ 离子交换的K9玻璃衬底光功分器（工作波长为1.55μm），分析设计和器件的制作，并对制作的器件进行了模式损耗测试。结果表明，器件达到了预定的要求。     

慢波导环形换能器指向性的计算机计算程序

本文利用有限而元式Helmholtz积分方程法完成了慢波导环形换能器指向性的数学计算程序。文中给出了程序中所用的各种数学表达式,计算程序方框图以及计算题例。计算题例中计算机计算结果与实际测量结果基本上是一致的。     

双包层椭圆光波导解析解

解析求解了双包层椭圆光纤中的波动方程，得到了模式精确解有模式特征方程。对基模的特征方程进行了数值计算，给出了不同椭圆比下的归一化双折射和模间色散随归一化频率的变化关系曲线，并与高斯近似解的结果进行了比较。     

沿非线性界面传输的TM波传播常数的解析解

本文得到了沿一线性介质与非线性介质界面传输的ＴＭ波精确的色散关系和传播常数的解析计算公式，导出了计算非线性介质中传输功率流的积分公式。本文方法计算传播常数及功率流的优点是可不必先知道电场分布。