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。     

有限面元式Helmholtz积分方程法求解慢波导环形换能器的辐射声场

慢波导环形换能器是由慢波导和自由淹没式环形换能器组合而成的一种水声换能器。这种换能器利用慢波导对声场的调节作用,有效地改善了换能器的方向性。但是,这种换能器的辐射声场不能直接利用Helmholtz积分法进行解析求解。为此,本文利用有限面元式Helmholtz积分方程算法对其进行了数值求解。文中给出了慢波导环形换能器方向性的数值计算结果和实际测量结果,两者基本上是一致的。     

折回型纵向振子低频拼合圆柱换能器

提出一种具有小尺寸、低频、水平无指向性的新结构换能器——折回型纵向振子拼合圆柱换能器,换能器由4组共享尾质量块的折回型压电纵向振子正交布置驱动环形辐射面拼合构成。采用有限元方法对换能器进行优化设计,并制作了换能器样品。实验结果表明:换能器直径为Φ180 mm,谐振频率为1.5 kHz,最大发射电压响应为131 dB,最大声源级不低于188 dB,水平全向。该换能器具有低频、小尺寸、水平无指向性的特点,具有良好的应用前景。      

激光致声换能器的实验与应用论证

设计制造了激光致声发射换能器,并进行了水槽实验,测量、计算了激光声信号的距离分辨力、声源级、指向性函数、指向性指数,分析了实验值与理论值误差产生的原因;计算了噪声背景和混响背景下对目标的探测距离;从理论上论证了探测沉底目标的可行性;分析了该换能器的信息传输速率、指向性和通信距离.     

175kHz高频空气超声换能器研制及其特性测量

本文报道了一种用于复杂空气旋涡场参量测量的高频空气超声换能器．在用超声-激光方法研究流场时，它是关键的换能元件。该换能器工作频率为175kHz。由于采用了管状压电元件及特制的伞状反射器，该换能器具有优越的指向性（士2．5°）     

纵－扭复合模式夹心式功率超声压电换能器的研究

本文对纵－扭复合模式功率超声换能器进行了研究，该换能器由指数型前后金属喇叭盖板以及轴向极化和切向极化的两组压电陶瓷晶片组成。文中推出了换能器中纵向及扭转两种振动模式的共振频率方程。通过改变换能器前后指数型盖板的半径减编系数，得出了换能器中纵向与扭转两种振动模式同频共振的条件。实验表明，换能器的设计频率与测试频率基本一致，而且，换能器的纵向及扭转共振频率也比较接近，该换能器可望应用于超声加工及焊接等高振幅的功率超声技术中。     

随机激光器的理论与研究现状

综述了随机激光器的最新理论与实验进展，对光散射理论、环形腔理论、环形波导理论等各种随机激光理论的内容、应用范围及其差异等进行了重点分析和评述，并介绍了一些随机激光器的重要实验。讨论了随机激光器未来的发展，并描述了随机激光器潜在的应用前景。     

一种小型球形宽带发射换能器

设计了一种小型球形宽带发射换能器,换能器由正六面体基座、六个压电晶堆和弧形辐射面组成,是一种球形空间对称结构。球形设计使得换能器内部结构紧凑,而且在体积一定的情况下具有最佳的辐射阻,是一种高效的小型大功率无指向性声源。采用有限元方法对换能器进行了优化设计并研制了换能器样品。水池测试结果表明,该换能器样品的工作带宽为2.6 k Hz～5.2 k Hz,最大声源级达到200 d B以上,电声效率50%左右,优质因子FOMm达到36 W/k Hz·kg。     

环形波导中非传播表面孤波

本文利用多重尺度微扰方法,研究在垂直外加激励下的环形波导中不可压缩流体的无旋运动,计算结果表明,在环的大半径近似下,可以得到流体表面位移满足的非线性Schrodinger方程及其单孤波解,与Wu.Keolian和Rudnick的实验观察符合。 关键词：     

波导随机散射系统的激光发射

提出在随机分布的散射微粒中嵌入环形波导结构以改善随机激光器的随机发射特性。利用时域有限差分法(FDTD),数值模拟了内嵌环形波导的随机散射系统及其对比结构中光场的分布,得到了各结构的模式频谱。结果显示,本结构只在中心处有激光出射,表明环形波导的存在可以影响随机系统的激光发射,减少激光的模式输出,并在一定程度上增强了出射激光的强度。     

功率超声换能器辐射声功率的激光干涉测量

利用激光干涉仪,绝对测定超声换能器表面的振动位移并由此而确定超声换能器的辐射声功率,对一增幅杆型的超声换能器辐射声功率测量的实验结果表明,在本文的声功率测量范围内,空化对换能器表面的振运移测量影响不大,而且该换能器的电声功率转换效率经实验测定可达到０．４０。     

有限非均匀空腔障板对换能器指向性的影响

声障板可以改善换能器的灵敏度和指向性,是换能器及基阵设计中必不可少的声学结构。本文建立了有限空腔障板和非均匀空腔障板的模型。利用射线声学的理论,研究了以上两种障板对换能器指向性的影响,结果表明障板的边缘和障板的厚度变化都会影响换能器的指向性。文章最后给出了部分实验结果,理论结果与实验结果基本相符。     

微型光波导陀螺中无源环形谐振器研究

光波导无源环形谐振器是微型光波导陀螺的核心敏感部件，其性能直接影响陀螺的极限分辨率和各误差项，是此种陀螺设计和制造中的关键。本文通过理论分析，对无源环形谐振器进行了深入的研究，提出了可行的光学系统设计，并结合现有先进的光学工艺，提出了加工与制造的方案。     

低频宽带大功率“星型”柱面发射换能器

提出一种具有水平无指向性、低频、宽带、大功率特点的新结构换能器——“星型”柱面发射换能器,换能器由共享后质量块的6个复合棒换能器按“星型”方式组成柱面结构。采用有限元方法对换能器进行了分析设计并制作了换能器样机。在1—10 kHz内,换能器有3个主要工作模态,前两阶工作模态对换能器工作带宽的展宽有贡献,第三阶模态显示出较强的指向性,水池测试换能器具有1倍频程的工作带宽,最大声源级为199.1 dB。有限元模拟结果和实验结果符合较好。研究结果表明,新结构换能器在满足水平无指向性的前提下,利用复合棒的纵振及辐射面的弯曲振动实现了低频、宽带、大功率的要求,提供了一种设计该特性换能器的新思路。      

环形波导狭缝天线产生的氩等离子体特性研究

研制了一种环形波导腔环绕直径３０ｃｍ,高５０ｃｍ耐热玻璃圆筒真空室构成的新的大面积微波等离子体源。环形波导内侧开有多个用来激励产生等离子体的狭缝,相邻狭缝间的距离为半个波导波长。利用该装置研究了微波功率,工作气体对氩等离子体特性的影响。     

具有大指向性开角及高发射电压响应的发射换能器

应用复合变幅杆及夹心式换能器结构,研制了一种指向性开角较大且发射电压响应较高的发射换能器。应用有限元方法对换能器的工作频率,发射电压响应及指向性进行了理论计算。并与实验结果进行了比较,结果较吻合。本文研制的换能器工作频率为75.6kHz,发射电压响应级达到1 56dB(基准值1V/μPa),-3dB发射指向性开角100°     

填充等离子体的介质契伦柯夫脉塞

 利用自洽线性场理论，普遍讨论了电子在扰动场作用下的三维扰动，进而分别对薄环形相对论电子注和实心相对论电子注在填充等离子体的介质筒慢波波导中激励的契伦柯夫辐射进行了详细的分析，导出了其色散方程和波增长率。分析表明注波互作用是由于慢波系统中的波导模与电子注模耦合所致，填充等离子体后能大大提高注波互作用效率，并详细计算和分析了等离子体密度和电子注半径对波增长率的影响。     

1.5μm Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器

在1.523μm波长He-Ne激光,对于Z切Ti扩散LiNbO_3光波导及其带有金属包覆/介质缓冲层的偏振器结构,理论上计算了单模波导的工艺参数和基模的吸收损耗系数.文中用TM_0模的共振吸收效应,在1.5μm波长首次研制成Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器.当器件长度为2mm和9mm时,其消光比分别为20dB和25dB.     

横波直探头的辐射声场

分析了采用2/2型压电复合材料制作的一种水平面内偏振的横波直探头的辐射声场特性,推导了两种表面力源辐射声场的严格解析解,通过数值计算给出了相应声场分布和指向性图,得到了横波垂直辐射指向性,并与实验结果进行了对比。实验所得声场指向性与理论计算结果符合较好,为该换能器的工程应用提供了理论依据。     

空心聚合物微珠/环氧树脂复合材料匹配层空耦式压电换能器

研制了一种厚度模空耦式压电换能器,使用综合考虑材料衰减系数和声阻抗的空耦式压电换能器电力声等效电路理论模型以指导匹配层结构设计和材料选择,选用新型的空心聚合物微珠/环氧树脂复合材料作为声匹配材料,优化设计电阻抗匹配及结构参数。该换能器中心频率为510 kHz,-6 dB频域相对带宽为25.4%,插入损耗为-27 dB。结果表明,使用新型低衰减系数的闭孔复合材料单匹配层设计的该换能器不仅保证了高灵敏度,同时简化了换能器结构,为空耦式压电换能器研制提供了新思路。